DE3326406A1 - Optical transmitting and receiving unit - Google Patents

Optical transmitting and receiving unit

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Abstract

The invention relates to an optical transmitting and receiving unit in which a transmitting element (2), a receiving element (3) and the transmission link (9) are connected together via a four-armed fibre-optical directional coupler (4) so that the receiving element is decoupled from the transmitted signal. For this purpose, the fourth arm (10) of the fibre-optical directional coupler is terminated by an absorber (11). A photodiode (5) takes a light component proportional to the transmitted signal from this absorber and converts it into an electrical control signal for the transmitting element (2) (Figure). <IMAGE>

Description

Optische Sende- und Empfangseinheit Optical transmitter and receiver unit

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Sende- und Empfangseinheit mit einem Sendeelement, das an einen ersten Arm eines Lichtwellenleiter-Richtkopplers angekoppelt ist, und einem Empfangselement, das an einen zweiten, nur das dem Sendesignal entgegengesetzt gerichtete Empfangssignal führenden Arm des Lichtwellenleiter-Richtkopplers angekoppelt ist, dessen dritter Arm mit der Übertragungsstrecke verbunden und dessen vierter Arm mit einem Absorber reflexionsfrei abgeschlossen ist.The present invention relates to an optical transmitting and receiving unit with a transmitting element which is connected to a first arm of an optical waveguide directional coupler is coupled, and a receiving element that is connected to a second, only the transmission signal oppositely directed received signal arm of the fiber optic directional coupler is coupled, whose third arm is connected to the transmission line and whose fourth arm is closed with an absorber without reflection.

Eine derartige optische Sende- und Empfangseinheit ist bekannt aus "Low reflectance terminations and connections for duplex fiber-optic telecommunication links", Marvin D. Drake, Applied Optics, Vol. 20, No. 9, May 1981.Such an optical transmitting and receiving unit is known from "Low reflectance terminations and connections for duplex fiber-optic telecommunication links ", Marvin D. Drake, Applied Optics, Vol. 20, No. 9, May 1981.

Durch den Einsatz eines Lichtwellenleiter-Richtkopplers ist ein Duplexbetrieb einer optischen Übertragungsstrecke mit einer einzigen Lichtleitfaser möglich, über die sich Sendesignale in der einen und Empfangssignale in der anderen entgegengesetzten Richtung ausbreiten. Dabei werden das Sende- und Empfangselement an zwei verschiedenen Armen eines Lichtwellenleiter-Richtkopplers angeschlossen, der die Eigenschaft besitzt, daß in den mit dem Empfangselement verbundenen Arm keine Signalanteile des Senders eingekoppelt werden. Diese erforderliche Eigenschaft ist aber erst dann erfüllt, wenn der vierte Arm, der weder mit dem Sendeelement, noch mit dem'Empfangselement, noch mit der Übertragungsstrecke verbunden ist, mit einem Absorber abgeschlossen wird. Der Absorber vermeidet es, daß die in den vierten Arm des Lichtwellenleiter-Richtkopplers abgezweigten Sendesignalanteile am Ende dieses Arm reflektiert werden und dann in den an das Empfangselement angeschlossenen Arm gelangen.The use of a fiber optic directional coupler enables duplex operation an optical transmission path with a single optical fiber possible over the transmit signals in one and receive signals in the other opposite one another Spread Direction. The transmitting and receiving elements are connected to two different ones Arms of a fiber optic directional coupler connected, which has the property that in the arm connected to the receiving element no signal components from the transmitter are coupled. However, this required property is only fulfilled if if the fourth arm, which is neither with the transmitting element nor with the receiving element, is still connected to the transmission line, terminated with an absorber will. The absorber avoids that in the fourth arm of the fiber optic directional coupler transmitted signal components branched off are reflected at the end of this arm and then in reach the arm connected to the receiving element.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Sende-und Empfangseinheit der eingangs genannten Art mit einer wenig aufwendigen Einrichtung zu versehen, die unter Ausnutzung der bereits vorhandenen optischen Bauelemente ein Regelsignal für das Sendeelement ableitet.The invention is based on the object of an optical transmission and Receiving unit of the type mentioned with a little complex device to provide, taking advantage of the already existing optical components derives a control signal for the transmitter element.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mit dem Absorber eine Photodiode verbunden ist, die einen Teil des an den Absorber abgegebenen, vom Sendelement ausgestrahlten Lichts aufnimmt und in ein elektrisches Signal umwandelt, das der Regelung des Sendeelements dient.According to the invention this object is achieved in that with the absorber a photodiode is connected, the part of the delivered to the absorber, from Emitting element picks up emitted light and converts it into an electrical signal, which is used to regulate the transmission element.

Zweckmäßige Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Appropriate embodiments of the invention can be found in the subclaims emerged.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß das Regelsignal für das Sendeelement direkt von dem auf die Übertragungsstrecke gegebenen Signal abgeleitet wird. Bei einer Laserdiode als Sendeelement wird häufig das Regelsignal von einem zweiten nicht mit der übertragungsstrecke gekoppelten Ausgang entnommen. Da aber nicht unbedingt eine direkte Proportionalität zwischen den von beiden Ausgängen abgestrahlten Signalen besteht, ist somit die Regelung des in die Übertragungsstrecke eingekoppelten Signals u.U. ungenau.An advantage of the arrangement according to the invention is that the Control signal for the transmission element directly from the one given on the transmission path Signal is derived. In the case of a laser diode as the transmission element, the control signal is often used taken from a second output not coupled to the transmission path. But there is not necessarily a direct proportionality between the two outputs radiated signals exist, is thus the regulation of the in the transmission path coupled signal may be inaccurate.

Dem elektrischen Ausgangssignal der an den vierten Arm des Lichtwellenleiter-Richtkopplers angekoppelten Photodiode kann auch eine Information über die Funktionsfähigkeit des Lichtwellenleiter-Richtkopplers entnommen werden.The electrical output signal to the fourth arm of the fiber optic directional coupler coupled photodiode can also provide information about the functionality of the fiber optic directional coupler.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nun die Erfindung näher erläutert.Based on an embodiment shown in the drawing now the invention is explained in more detail.

Die Figur zeigt eine in einem Gehäuse 1 angeordnete Sende-und Empfangseinheit. Sie besteht im wesentlichen aus einer Laserdiode 2, einem optischen Empfangselement (z.B. Photodiode) 3, einem Lichtwellenleiter-Richtkoppler 4 und einer Photodiode 5 zum Ableiten eines Regelsignals für die Laserdiode 2.The figure shows a transmitting and receiving unit arranged in a housing 1. It essentially consists of a laser diode 2, an optical receiving element (e.g. photodiode) 3, an optical fiber directional coupler 4 and one Photodiode 5 for deriving a control signal for the laser diode 2.

Der Lichtwellenleiter-Richtkoppler Lt dient dazu, das vorlaufende Sendesignal (vgl. durchgezogene Pfeile) vom rücklaufenden Empfangssignal (vgl. unterbrochene Pfeile) zu trennen. Dazu ist die Laserdiode 2 mit dem ersten Arm 6 und das optische Empfangselement 3 mit dem benachbarten, parallelliegenden zweiten Arm 7 des Lichtwellenleiter-Richtkopplers verbunden, so daß kein Anteil des in den ersten Arm eingespeisten Signals in den zweiten Arm eingekoppelt wird.The fiber optic directional coupler Lt is used to connect the leading Transmission signal (see solid arrows) from the returning received signal (see interrupted Arrows). For this purpose, the laser diode 2 with the first arm 6 and the optical Receiving element 3 with the adjacent, parallel second arm 7 of the optical waveguide directional coupler connected, so that no portion of the signal fed into the first arm enters the second arm is coupled.

Der dritte Arm 8 des Richtkopplers ist schließlich mit der Übertragungsstrecke 9 verbunden, die in der einen Richtung das Sendesignal und in der Gegenrichtung das Empfangssignal führt.The third arm 8 of the directional coupler is finally with the transmission link 9 connected, the transmission signal in one direction and in the opposite direction the received signal carries.

In dem vierten Arm 10 des Lichtwellenleiter-Richtkopplers wird, wie in dem dritten Arm 8, auch ein Teil des von der Laser.In the fourth arm 10 of the optical fiber directional coupler is how in the third arm 8, also part of that of the laser.

diode 2 abgegebenen Signals abgezweigt. Damit dieser Sendesignalanteil nicht am Ende des vierten Arms 10 reflektiert und in den zweiten am Empfangselement angekoppelten Arm 7 zurückgeführt wird, muß der vierte Arm 10 mit einem Absorber abgeschlossen werden. Ein solcher Absorber kann z.B. ein an den vierten Arm 10 angeschmolzener Glaskörper sein, der den gleichen Brechungsindex wie der licht führende Bereich des Arms 10 aufweiset. Gemäß dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel endet der vierte Arm 10 des Lichtwellenleiter-Richtkopplers in einer mit einer Immersionsflüssigkeit 11 gefüllten Kammer 12. Um Absorption des aus dem vierten Arm 10 austretenden Lichts zu erwirken, besitzt die Immersionsflüssigkeit 11 den gleichen Brechungsindex wie der lichtführende Bereich des Arms 10.diode 2 output signal branched off. So that this transmission signal component not reflected at the end of the fourth arm 10 and in the second at the receiving element coupled arm 7 is returned, the fourth arm 10 must have an absorber be completed. Such an absorber can, for example, be one that is fused onto the fourth arm 10 Be a glass body that has the same refractive index as the light-guiding area of the arm 10. According to the embodiment shown in the figure the fourth arm 10 of the optical waveguide directional coupler ends in an immersion liquid 11 filled chamber 12. To absorb the light emerging from the fourth arm 10 to achieve, the immersion liquid 11 has the same refractive index as the light-guiding area of the arm 10.

In der Kammer 12 steckt auch die Photodiode 5, welche mit ihrem Fenster 13 in die Immersionsflüssigkeit 11 eingetaucht ist. Dadurch nimmt die Photodiode 5 einen Teil des vom vierten Arm 10 in die Immersionsflüssigkeit 11 abge- strahlten Lichts auf und wandelt es in ein dem optischen Sendesignal proportionales elektrisches Signal um. Dieses elektrische Ausgangs signal der Photodiode 5 wird der Laserdiode 2 als Regelsignal zugeführt. Das Ausgangssignal liefert gleichzeitig aber auch eine Information über die Funktionsfähigkeit des Lichtwellenleiter-Richtkopplers Lt. Z.B. im Falle eines Bruchs im Koppelbereich käme kein Signal mehr bis zur Photodiode 5 durch.In the chamber 12 is also the photodiode 5, which with its window 13 is immersed in the immersion liquid 11. This takes the photodiode 5 a part of the transferred from the fourth arm 10 into the immersion liquid 11 beamed Light and converts it into an electrical signal proportional to the optical transmission signal Signal around. This electrical output signal of the photodiode 5 is the laser diode 2 supplied as a control signal. However, the output signal also delivers one at the same time Information about the functionality of the fiber optic directional coupler Lt. E.g. in the event of a break in the coupling area, no more signal would come to the photodiode 5 through.

Die Ausdehung des Absorbers sollte so groß gewählt werden, daß das aus dem vierten Arm 10 des Lichtwellenleiterkopplers austretende Licht im ausreichenden Maße gestreut wird, daß aber trotzdem noch ein genügend großer Anteil des gestreuten Lichts in das Fenster 13 oder Photodiode 5 eingekoppelt wird, um daraus ein zuverlässiges Regelsignal für die Laser diode ableiten zu können.The expansion of the absorber should be chosen so that the sufficient light emerging from the fourth arm 10 of the optical fiber coupler The amount is scattered, but still a sufficiently large proportion of the scattered Light is coupled into the window 13 or photodiode 5 to make it reliable To be able to derive control signal for the laser diode.

Damit an der Grenzfläche zwischen dem Absorber 11 und dem Fenster 13 der Photodiode 5 keine störenden Reflexionen auftreten, sollte das Fenster der Photodiode den gleichen Brechungsindex wie der Absorber haben.Thus at the interface between the absorber 11 and the window 13 of the photodiode 5 no interfering reflections occur, the window of the Photodiode have the same refractive index as the absorber.

Claims (3)

Patentansprüche 1.jOptische Sende- und Empfangseinheit mit einem Sendeelement, das das an einen ersten Arm eines Lichtwellenleiter-Richtkopplers angekoppelt ist, und einem Empfangselement, das an einen zweiten, nur das dem Sendesignal entgegengesetzt gerichtete Empfangssignal führenden Arm des Lichtwellenleiter-Richtkopplers angekoppelt ist, dessen dritter Arm mit der Übertragungsstrecke verbunden und dessen vierter Arm mit einem Absorber reflexionsfrei abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Absorber (11) eine Photodiode (5) verbunden ist, die einen Teil des an den Absorber (11) abgegebenen, vom Sendeelement (2) ausgestrahlten Lichts aufnimmt und in ein elektrisches Signal umwandelt, das der Regelung des Sendeelements (2) dient.Claims 1.j Optical transmitting and receiving unit with a transmitting element, that is coupled to a first arm of a fiber optic directional coupler, and a receiving element connected to a second, only the one opposite to the transmission signal Directional received signal leading arm of the optical fiber directional coupler coupled is, whose third arm is connected to the transmission line and its fourth Arm is closed with an absorber without reflection, characterized in that that with the absorber (11) a photodiode (5) is connected, which is part of the absorbs light emitted to the absorber (11) and emitted by the transmitting element (2) and converts it into an electrical signal that controls the transmission element (2) serves. 2. Optisches Sende- und Empfangselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (11) eine Immersionsflüssigkeit ist, die den gleichen Brechungsindex wie der in sie hineingetauchte Arm (10) des Lichtwellenleiter-Richtkopplers (lot) besitzt.2. Optical transmitting and receiving element according to claim 1, characterized in that that the absorber (11) is an immersion liquid that has the same refractive index like the dipped arm (10) of the optical fiber directional coupler (lot) owns. 3. Optisches Sende- und Empfangselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (11) ein an den vierten Arm des Lichtwellenleiter-Richtkopplers angeschmolzener Glaskörper ist, der den gleichen Brechungsindex wie der Arm des Lichtwellenleiter-Richtkopplers besitzt.3. Optical transmitting and receiving element according to claim 1, characterized in that that the absorber (11) is connected to the fourth arm of the optical waveguide directional coupler fused glass body that has the same refractive index as the arm of the Fiber optic directional coupler owns. Lt. Optisches Sende- und Empfangselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (13) der mit dem Absorber (11) gekoppelten Photodiode (5) den gleichen Brechungsindex wie der Absorber besitzt.Lt. Optical transmitting and receiving element according to one of the preceding Claims, characterized in that the window (13) with the absorber (11) coupled photodiode (5) has the same refractive index as the absorber.
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