DE3331791A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer optischen kopplungsvorrichtung - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer optischen kopplungsvorrichtungInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer optischen Kopplungsvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf optische Kopplungsvorrichtungen/ insbesondere auf Vorrichtungen, die Licht zwischen mehreren
Übertragungswegen aufteilen, z. B. optische Multiplexer/ Demultiplexer-Vorrichtungen.
Bei optischen Nachrichtenübertragungsanlagen existiert derzeit ein Bedürfnis nach einer Möglichkeit zur Übertragung
von Signalen von1 mehr als einer Wellenlänge über dieselbe
Faser. Dieses Bedürfnis bedingt das Erfordernis, Kopplungsvorrichtungen bereitzustellen, die ein optisches Signal
wirksam multiplexen und demultiplexen können. Einige Vorschläge sind zur Verwirklichung dieser Funktion mit einer
Kombination fokussierender und reflektierender Elemente
gemacht worden. Beispielsweise beschreibt US-A-42 13 677 die Verwendung zweier Linsen mit einem Gradienten im
Brechungsindex, wobei diese Linse ein Filterelement zwischen sich einschließen. Wenn Licht, das zwei Wellenlängen enthält,
von einer Faser auf die eine Fläche einer Linse fällt, dann wird die eine Wellenlänge am Filter auf eine andere
Faser auf derselben Oberfläche reflektiert, während die
andere Wellenlänge zu einer Faser an der gegenüberliegenden Fläche der anderen Linse übertragen wird. Es kann ein
Faserfeld auf der gegenüberliegenden Fläche der anderen Linse angeordnet werden. Ferner kann ein Feld von Fasern
auf jeder Oberfläche angeordnet werden, um ein Multiplexer;/ Demultiplexen mehrerer unterschiedlicher Signale zu ermöglichen,
die je zwei Wellenlängen umfassen. US-A.-43 04 460 beschreibt eine fokussierende Stablinse mit einer Anordnung
optischer Wellenleiter auf der einen Fläche und einer geneigten/ drehbaren Reflexionseinrichtung bei der entgegengesetzten
Fläche. Zwischen Linse und Reflektor sitzt ein Filter, der eine erste Wellenlänge reflektiert und eine
zweite Wellenlänge durchläßt. Durch gesonderes Drehen von Filter und Reflektor können die Wellenlängenkomponenten.
eines ankommenden Strahlenbündels zum Einfall auf zwei verschiedene Wellenleiter auf der Oberfläche der Linse
gebracht werden. Es wurde auch vorgeschlagen, eine zusätzliche Fokussierlinse hinter dem Filter anzuordnen, so daß,
während eine Wellenlänge zu einem Wellenleiter zurückreflektiert wird, die zweite Wellenleiter zu einem Übertrager
übertragen werden kann, der die-Drehung des Filters steuert.
Der oben beschriebene Stand der Technik betrifft hauptsächlich Signale, die nur zwei Wellenlängen enthalten. Zur Er-
höhung der Kapazität künftiger Systeme werden alsbald drei oder mehr Wellenlängen benötigt werden. Dieses Bedürfnis
schafft Probleme beim Entwurf eines Multiplexeis/Demultiplexers,
um eine richtige Ausrichtung der einzelnen Wellenlängenkomponenten mit den zugeordneten Fasern bei akzeptablen
Dämpfungen zu erhalten. Ein Vorschlag eines vierkanaligen Multiplexers/Demultiplexers ist in der US-Patentanmeldung
24 61 06 beschrieben. Dort sind eine Reihe Fasern an das eine Ende einer Linse, die einen Gradienten im Brechungsindex
aufweist (nachstehend Gradientenlinse genannt), angekoppelt, während eine Vielzahl Filterelemente am anderen
Ende der Gradientenlinse angeordnet sind. Die Filter sind unter verschiedenen Winkeln angeordnetf so daß jede Wellenlängenkomponente
zu einer anderen Faser der Reihe reflektiert werden wird. Während eine Vorrichtung dieser Bauart im
allgemeinen vorteilhaft ist, können bedeutsame Dämpfungsverluste
jedesmal auftreten, wenn eine Wellenlängenkomponente eines der Filter durchquert; eine Wellenlänge, die an einem
der rückwärtigen Filter reflektiert wird, könnte daher zu stark gedämpft werden. Des weiteren können adäquate
Toleranzen für die winkelmäßige Versetzung (angular displacement) von Bauteilen bei der Herstellung zu
Schwierigkeiten führten.
Ein weiterer Vorschlag für einen Multiplex/Demultiplexbetrieb für drei oder mehr Wellenlängen findet sich in der
US-Patentanmeldung 37 31 35. Dort sind Filterelemente unter einem Winkel zueinander zwischen zwei Fokussierelementen,
beispielsweise Gradientenlinsen, angeordnet. Eine Vielzahl Fasern ist an einer den Filtern gegenüberliegenden Fläche
einer Linse angeordnet, wobei der Winkel zwischen den Filtern so eingestellt wird, daß eine verschiedene von zwei Wellenlängenkomponenten
des ankommenden Lichtes von einem verschiedenen Filter auf verschiedene Fasern zurückreflektiert
wird, während eine dritte Wellenlänge auf eine Faser übertragen wird, die auf der gegenüberliegenden Fläche der
zweiten Linse angeordnet ist. Die übertragung jeder Wellenlänge kann durch Anordnen von optischen Abzweigungen an
jeder den Filtern entgegengesetzten Fläche überwacht werden.
Der Winkel zwischen den Filtern kann so justiert werden, damit jede Vorrichtung einen maximalen Kopplungsgrad
erreicht. Während diese Vorrichtung ebenfalls vorteilhaft ist, steht die erforderliche Winkeljustage einem kostenmäßig
befriedigenden Fertigungsausstoß entgegen.
Bei zahlreichen optischen Übertragungsanlagen, die mehr als eine Wellenlänge benutzen, ist es gleichfalls erwünscht,
Drei- und Vierpolkoppler zu haben. Solche Koppler könnten zahlreichen Zwecken dienen, beispielsweise zur Kopplung
an in zwei Richtungen übertragenden Leitungen oder an eine gemeinsame zentrale Verarbeitungseinheit, die mehreren
Anschlüssen gemeinsam ist.
-■"9 -
Es ist daher wünschenswert/ eine optische Vorrichtung bereitzustellen, die Licht zwischen verschiedenen Übertragungselementen
mit hohem Wirkungsgrad aufzuteilen vermag. Weiterhin ist es erwünscht, eine derartige Vorrichtung,
die Multiplex/Demultiplex-Funktionen auszuüben vermag, leicht und einfach herstellen zu können.
Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe durch das im Anspruch 1 angegebene Herstellungsverfahren und durch
die im Anspruch 2 angegebene Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gelöst.
Hiernach sind, soweit die Vorrichtung betroffen ist,
im wesentlichen eine erste und eine zweite Linsenanordnung vorgesehen, wobei jede Linsenanordnung zwei Stirnflächen
besitzt und die Linsenanordnungen mit je einer Stirnfläche dicht benachbart zueinander angeordnet sind. Jede Linsenanordnung
enthält ein Paar fokussierender Elemente mit einem hierzwischen angeordneten wenigstens teilweise
reflektierenden Element.
Wenigstens ein erstes, zweites und drittes optisches übertragungselement
ist an die der zweiten Linsenanordnung entgegengesetzten Stirnfläche der ersten Linsenanordnung
angeordnet. Die beiden Linsenanordnungen sind so positioniert, daß ihre optischen Achsen im wesentlichen parallel zueinander
verlaufen und um einen Betrag gegeneinander versetzt sind, der es Licht/ das am reflektierenden Element der zweiten
Anordnung reflektiert wird, ermöglicht, zwischen dem ersten und dritten übertragungselement, die an die erste Linsenanordnung
angekoppelt sind, übertragen zu werden, während Licht, das am reflektierenden Element der ersten Anordnung
reflektiert wird, zwischen dem ersten und zweiten Element übertragen werden kann.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren werden eine
erste und eine zweite Linsenanordnung verwendet, die je ein Paar fokussierender Elemente, ein wenigstens teilweise
reflektierendes Element hierzwischen und je zwei Stirnflächen
aufweisen. Die Linsenanordnungen werden so angeordnet, daß je eine Stirnfläche einer jeden Linsenanordnung im Abstand
gelegen sind und die optischen Achsen im wesentlichen pa.rallel verlaufen. Eine Reihe aus wenigstens einem ersten, einem
zweiten und einem dritten optischen Übertragungselement wird .auf der der ersten Linsenanordnung entgegengesetzten
Stirnfläche der zweiten Linsenanordnung positioniert/ und zwar zum Übertragen von Licht, das am reflektierenden Element
der ersten Linsenanordnung reflektiert wird, zwischen dem ersten und zweiten Übertragungselement, wobei die Lage
der Übertragungselement-Reihe so eingestellt wird, daß die Kopplung von Licht zwischen dem ersten und zweiten
Übertragungselement maximiert wird. Sodann wird die Lage
der zweiten Anordnung so justiert, daß eine im wesentlichen
parallele Versetzung der optischen Achsen beider Linsenanordnungen
erhalten wird, während Licht, das am reflektierenden Element der zweiten Anordnung reflektiert wird, zwischen
dem ersten und dem dritten Übertragungselement übertragen wird, um die Kopplung des Lichts zwischen erstem und
drittem übertragungselement zu maximieren.
Nachstehend ist die Erfindung an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausfuhrungsformeη im einzelnen beschrieben;
es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 eine Stirnansicht der Anordnung nach Fig. in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 4 eine Stirnansicht der Ausführungsform nach
Fig. 3 gesehen in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig. 3.
Im Interesse der Klarheit sind die Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeichnet.
Die der Erfindung zu Grunde liegenden Prinzipien können am besten an Hand einer Diskussion der Ausführungsform nach
Fig. 1 verstanden werden.
Die Vorrichtung weist zwei Linsenanordnungen 10 und 11 mit
je zwei Stirnflächen 12, 13 bzw. 14, 15 auf. Jede Linsenanordnung
enthält zwei fokussierende Elemente 16, 17 bzw. 18, 19, wobei ein wenigstens teilweise reflektierendes
Element 21 bzw. 22 zwischen den beiden fokussierenden
Elementen angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Elemente 21 und 22 Filter, die so gewählt sind,
daß sie eine verschiedene Wellenlängenkomponente des beim Betrieb einfallenden Lichtes'reflektieren werden.
Jedes Filterelement ist dabei ein übliches dielektrisches Mehrfachschicht-Filter, wobei das Element 21 Wellenlängen
von 760 bis 860 Nanometer reflektiert und das Element 22 Wellenlängen von 800 bis 1030 Nanometer reflektiert. Die
fokussierenden Elemente waren bei diesem Beispiel übliche zylindrische Gradientenlinsen mit einer Viertelperiodenlänge
von etwa 4,7 mm und einem Durchmesser von etwa 1 ,8 mm. Diese Parameter und Abmessungen sind lediglich beispielhaft
und ändern sich je nach den gewünschten Bedingungen. Die Filter wurden mit ihren entsprechenden Fokussierelementen
mit Hilfe eines üblichen Epoxyklebers verbunden. Beispielsweise mit einer Mischung aus Epon 828 (Shell) und
Jeffamine T403-Härter (Jefferson Chemical Company). Die
optische Achse 23 und 24 jeder Linsenanordnung war mit
der entsprechenden Zylinderachse identisch.
An die der zweiten Linsenanordnung entgegengesetzte Stirnfläche 12 der ersten Linsenanordnung ist eine Reihe
oder ein Feld aus drei optischen übertragungselementen angekoppelt. Im speziellen Fall handelte es sich dabei
um übliche optische Fasern 25, 26 und 27 je eines Kerndurchmessers von 50 μΐη und eines Außendurchmessers von
125 um. Vorliegend wird unter optischem Übertragungselement
jedes Element verstanden/ das normalerweise bei der Übertragung optischer Signale benutzt wird und demgemäß
auch direkt an die Linsenfläche angekoppelte Lichtquellen und/oder>
Detektoren umfaßt. Eine der Fasern, die Faser 25, dient zur übertragung von Licht mit drei Wellenlängenkomponenten
λ.., λ_ und λ . Die weitere Faser 27 ist
für eine übertragung der Wellenlängenkomponente (λ.) ausgelegt,
die am Filterelement 21 der ersten Linsenanordnung reflektiert wird, während die andere Faser, die Faser 26,
dafür dient, die am Filterelement 22 der anderen Linsenanordnung reflektierte Wellenlängenkomponente (A5) zu übertragen.
Eine optische Faser 28 ist des weiteren auf der der ersten Anordnung entgegengesetzten Stirnseite 15 der
zweiten Anordnung angekoppelt. Diese Faser ist so angeordnet, daß sie die dritte Wellenlängenkomponente (X ^)
überträgt, die durch beide Filterelemente hindurchgeht.
Die Fasern sind an die Oberfläche mit Hilfe eines handelsüblichen UV-härtbaren optischen Kittes angekittet. Ein
Beispiel eines solchen Kittes ist der Kitt UV 61 (Norland).
Die beiden Linsenanordnungen sind so angeordnet, daß sie mit einer ihrer Stirnflächen, den Stirnflächen 13 und
14, dicht beieinander liegen. Im speziellen Fall waren diese Stirnflächen ebenfalls mit Hilfe des UV-härtbaren
optischen Kittes verkittet. Die optischen Achsen 23 und 24 der beiden Linsenanordnungen sind im wesentlichen
parallel. D. h. der Absolutwert des Winkels zwischen ihnen lag vorzugsweise im Bereich·von 179 bis 181°,
obgleich eine größere Neigung toleriert werden könnte. Jedoch waren die Achsen gegeneinander um einen Betrag
d versetzt, wie sich dieses aus der Endansicht der Fig. 2 ergibt. Die Achsen sind dabei um einen Betrag
versetzt, der die Kopplung zwischen entsprechenden Fasern (25 und 26) der Wellenlängenkomponente (X2) /
die am Filter der zweiten Anordnung reflektiert wird, maximiert. Im konkreten Beispiel war diese Versetzung
d etwa 50 μΐη.
Die Pfeile in Fig. 1 sollen die ungefähre Richtung des zentralen Teils der Lichtstrahlenbündel darstellen die
zwischen den Fasern laufen. Wie oben angedeutet, wird Licht mit drei Wellenlängenkomponenten ( λ*, A2
durch die Paser 25 übertragen und auf das Filter 21 bei
der Achse 23 fokussiert. Die erste Wellenlängenkomponente ■(TU) wird an diesem Filter reflektiert und fällt in die
Faser 27. Die zweite und dritte Wellenlängenkomponente (λ2/ λο) werden vom Filter 21 durchgelassen und über die
Fokussierelemente 17 und 18 zum Einfall am Filter 21 an
der Achse 24 der zweiten Linsenanordnung gebracht. Die Wellenlängenkomponente \~ wird an diesem Filter durchgelassen
und auf die Faser 28 fokussiert. Die andere Wellenlängenkomponente λ2 wird am Filter 22 reflektiert und auf
Faser 26 als Folge der Versetzung der Achsen der beiden Linsenanordnungen fokussiert. Die Vorrichtung ist im
vorstehenden in ihrer Demultiplex-Betriebsart beschrieben worden. Ersichtlich führt aber eine bloße Umkehrung der
Lichtrichtung zu einem Multiplexen der drei Komponenten auf die Faser 25 (wie dieses beispielsweise in Fig. 3
dargestellt ist). Im betrachteten Beispiel betrugen λ.
etwa 825 niti/ λ~ etwa 875 nm und λ., etwa 1300 nm. Jede
andere Wellenlänge kann aber gleichermaßen benutzt werden.
Bei der Herstellung der Vorrichtung nach Fig. 1 wurde jede Linsenanordnung hergestellt durch Verkitten der
Filterelemente zwischen zwei Gradienten-Linsen mit einem
üblichen optischen Kitt. Eine Reihe oder ein Feld von Fasern (25 bis 27) wurde an einer Stirnfläche (12) der
ersten Anordnung 10 mit Hilfe eines üblichen Kapillaranschlusses (nicht dargestellt) positioniert, der einen
noch nicht gehärteten optischen Kitt an seinem kontaktierenden
Ende aufwies. Während Licht der Wellenlänge λ., durch die
Faser 25 übertragen wurde, wurde die Drei-Faser-Anordnung so positioniert, um eine Kopplung von Licht zur Faser 27
zu maximieren. Die Fasern wurden dann an Ort und Stelle verkittet durch Aushärten des optischen Kitts mit UV-Licht. ·
(Es sei bemerkt, daß die Abstände zwischen den Fasern in Fig. 1 und 2 zu Erläuterungszwecken vergrößert dargestellt
sind und daß in den meisten Fällen die Ummantelungen der Faser in gegenseitigem Kontakt stehen können.) Die zweite
Linsenanordnung 11 wurde dann mit ihrer Stirnfläche 14 an die
Stirnfläche 13 der ersten Linsenanordnung angrenzend
positioniert. Wenigstens eine dieser Stirnflächen war mit einem noch nicht ausgehärteten optischen Kitt bestrichen.
Die Linsenanordnungen wurden so angeordnet, daß ihre optischen Achsen 23 und 24 im wesentlichen parallel und
im wesentlichen kolinear zueinander verliefen. Dann wurde, während Licht der Wellenlänge A3 durch die Faser 25 übertragen
wurde, die beiden optischen Achsen gegeneinander versetzt und die Versetzungsgröße d wurde so eingestellt, daß
eine maximale Kopplung zwischen den Fasern 25 und 26 erhalten wurde. Mit dieser Versetzung wurden die beiden
Stirnflächen 13 und 14 gegenseitig fixiert. Dieses geschah durch Härten des zwischen diesen beiden Flächen befindlichen
optischen Kittes mit UV Licht. Die Faser 28, die an ihrem Ende mit einem aushärtbaren optischen Kitt versehen war,
wurde dann an die der ersten Anordnung entgegengesetzte Stirnfläche 15 der zweiten Anordnung angebracht. Während
Licht der Wellenlänge X- von der Faser 25 übertragen
wurde, wurde die Position der Faser 28 so eingestellt, um
eine maximale Kopplung für Licht dieser Wellenlänge zu erhalten, wonach die Position der Faser wie vorhin durch
Aushärten des Kittes fixiert wurde. Alle Ausrichtvorgänge wurden unter Verwendung einer üblichen Mikropositionierapparatur
bewerkstelligt.
Die resultierende Vorrichtung bei diesem Beispiel zeigte eine Dämpfung von 1,3 dB zwischen den Fasern 25 und 27,
eine Dämpfung von 1,6 dB zwischen den Fasern 25 und 26 und eine Dämpfung von 1,5 dB zwischen den Fasern 25 und
28. Die Versetzung d betrug 50 μΐη, und eine Versetzung
im Bereich von 30 bis 200 μπι ist im allgemeinen bevorzugt,
Obgleich die Ausrichtung beschrieben worden ist an Hand einer Übertragung von Licht durch die Faser 25, versteht
es sich, daß dasselbe Resultat auch erreicht werden kann, wenn Licht während der aufeinanderfolgenden Ausrichtvorgänge
von den Fasern 27, 26 und 28 übertragen und an der Faser 25 empfangenes Licht gemessen wird.
Es sei bemerkt, daß die Fasern nicht die genaue in Fig. 1 und 2 dargestellte Positionen haben müssen. Alles, was
grundsätzlich wünschenswert ist, um die beschriebenen Resultate zu erreichen, ist, daß die Fasern 25 und 27
zur Achse 23 symmetrisch sind, die Fasern 26 und 28 -;
ebenfalls zur Achse 2 3 symmetrisch· sind und die Fasern 27 und 28 symmetrisch zur Achse 24 liegen.
Einer der Vorteile einer Multiplex/Demultiplexvorrichtung dieser Art ist der, daß sie auch eine Überwachung des
Lichtes gestattet, ohne Spleißstellen in den optischen Fasern erzeugen zu müssen. Ein Beispiel für die Verwen-*
dung solcher optischer Abgriffe ist in Fig. 3 und 4 dargestellt. Bei dieser Anordnung sind die den in Fig. 1 und 2
entsprechenden Elemente mit entsprechenden Bezugszeichen
versehen. Bei dieser Ausfuhrungsform ist eine zusätzliche
Faser 30 an diejenige Stirnfläche der ersten Linsenanordnung angekoppelt, welche die anderen Fasern 25 bis 27 trägt.
Eine weitere zusätzliche Faser 31 ist an die der ersten Linsenanordnung entgegengesetzte Stirnfläche 15 der zweiten
Linsenanordnung angekoppelt. Diese zusätzlichen Fasern dienen als optische Abgriffe zum überwachen von Licht der
Wellenlängen λ? und λ,,, wenn Sie Vorrichtung als ein
Multiplexer arbeitet. Es ist erwünscht, daß die Faser 31 und 28 symmetrisch zur Achse 24 liegen und daß die Fasern
30 und 26 symmetrisch zur Achse 23 liegen. Sonach ist in der Stirnansicht in Fig. 4 die Faser 30 im wesentlichen
kolinear mit der Faser 28, während die Faser 31 im wesentli-
chen· kolinear zur Faser 27 ist.
Bei Betrieb fällt von der Faser 27 übertragenes Licht der Wellenlänge Λ auf das Filter 21 und wird dort zur Ausgangsfaser
25 reflektiert. Licht der Wellenlänge A„ wird durch
die Faser 26 übertragen, und das meiste dieses Lichtes wird vom Filter 21 durchgelassen und am Filter 22 reflektiert,
um ebenfalls auf die Faser 25 einzufallen, wie dieses durch die Pfeile dargestellt ist. Jedoch wird ein kleiner Teil
dieses Lichtes (etwa 10%) auch am Filter 21 als Folge Fresnel'scher Reflexionen reflektiert und fällt in die Faser
30. Die hierdurch von der Faser 30 übertragene Lichtmenge reicht aus, um eine überwachung der Komponente λ des
Multiplexsignals·zu ermöglichen. In ähnlicher Weise wird, während das meiste der Komponente Λ._ von der Faser 28 an
den Filtern 22 und 21 durchgelassen wird und auf die Faser 25 einfällt, ein kleiner Teil dieses Lichtes am Filter 22
zur Faser 31 hin reflektiert. Sonach kann auch die Komponente \_ überwacht werden (man erkennt, daß, weil ein kleiner
Teil der Komponente A auch am Filter 21 reflektiert wird, auch eine Faser zum Empfang dieses Lichtes angeordnet werden
könnte, wenn dieses gewünscht ist). Bei diesem Beispiel waren X1 = 1300 nm, X2 = 825 nm und λ-, = 875 nm. Da die
Komponente λ... üblicherweise von einer hochzuverlässigen
lichtemittierenden Diode geliefert wird, braucht diese
Komponente nicht überwacht zu werden. Die Positionierung der Fasern 30 und;31 kann an Hand einer bloßen übertragung
von Licht der geeigneten Wellenlänge (^2, ?U) durch das entsprechende Übertragungselement (26, 28) und durch Maximieren
der Kopplung des zur Faser reflektierten Lichtes erfolgen. Hinsichtlich einer Erläuterung der Verwendung
optischer Abgriffe bei Multiplexer/Demultiplexer-Vorrichtungen
sei verwiesen auf die US-Patentanmeldung 37 31
Die vorliegende Beschreibung ist hauptsächlich am Beispiel einer Multiplexer/Demultiplexer-Vorrichtung erfolgt.
Die Erfindung kann aber auch für andere optische Kopplungsvorrichtungen benutzt werden, wobei die Filter
21 und 22 entweder teilweise oder ganz ersetzt werden
andere wenigstens
durch/teilweise reflektierende Elemente wie Strahlteiler
durch/teilweise reflektierende Elemente wie Strahlteiler
oder Spiegel. Beispielweise führt bei Systemen, die mit einem Signal einer einzigen Wellenlänge arbeiten, die
Verwendung eines teilweise reflektierenden Elementes in beiden Linsenanordnungen zu einem Dreiwege-Energieteiler.
Eine Kombination von optischem Abgriff und einem Zwei-Wellenlängen-Multiplexer/Demultiplexer könnte hergestellt
werden durch Ersetzen lediglich des Filters 21 mit einem teilweise reflektierenden Spiegel. Es ist auch
möglich, einen Multiplexer/Demultiplexer für mehr als drei Wellenlängen durch Hinzufügen zusätzlicher Linsenanordnungen
zu den oben beschriebenen zu erhalten.
Leerseite
Claims (7)
1. Verfahren zum Herstellen einer optischen Kopplungsvorrichtung, gekennzeichnet durch
- Vorsehen einer ersten und einer zweiten Linsenanordnung, die je ein Paar fokussierender Elemente und ein wenigstens
teilweise reflektierendes Element hierzwischen aufweisen, wobei jede Anordnung zwei Stirnflächen besitzt,
- Positionieren der Linsenanordnungen derart, daß sie mit je einer Stirnfläche im Abstand liegen und ihre
optischen Achsen im wesentlichen zueinander parallel sind,
- Positionieren eines Feldes aus wenigstens einem ersten,
zweiten und dritten optischen übertragungselement auf
der Stirnfläche der ersten Linsenanordnung, die der zweiten Linsenanordnung gegenüberliegt, wobei die
Positionierung derart erfolgt, daß zwischen dem ersten und zweiten übertragungselement Licht übertragen wird,
das am reflektierenden Element der ersten Linsenanordnung reflektiert wird und die "jage des Feldes justiert wird,
um die Kopplung von Licht zwischen dem ersten und zweiten
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Übertragungselement zu maximieren, und - Justieren der Lage der zweiten Linsenanordnung derart/
daß eine im wesentlichen parallele Versetzung der optischen Achsen der beiden Linsenanordnungen resultiert, während
Licht, das am reflektierenden Element der zweiten Linsenanordnung reflektiert wird, zwischen dem ersten und
dritten übertragungselement übertragen wird, um die Kopplung von Licht zwischen dem ersten und dritten Übertragungselement
zu maximieren.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch. 1,
gekennzeichnet durch
-eine erste (10) und zweite (11) Linsenanordnung, die je zwei Stirnflächen (12, 13; 14, 15) haben, wobei je eine
Stirnfläche (12 und 15) jeder Linsenanordnung im Abstand
liegen und jede Linsenanordnung ein Paar fokussierender Elemente (16, 17; 18, 19) mit einem hierzwischen angeordneten wenigstens teilweise reflektierenden Element
(21; 22) aufweist,
- wenigstens ein erstes (25) , zweites (26) und drittes (27) optisches übertragungselement, die an die der
zweiten Anordnung (11) entgegengesetzten Stirnfläche
(12) der ersten Linsenanordnung (10) angekoppelt sind,
wobei die beiden Linsenanordnungen so angeordnet sind, daß ihre optische Achsen um einen Betrag gegeneinander
versetzt sind/ der es Licht, das am reflektierenden Element (22) der zweiten Linsenanordnung reflektiert wird, ermöglicht,
zwischen dem ersten (25) und zweiten (26) Übertragungselement, die an die erste Linsenanordnung angekoppelt sind, übertragen
zu werden, während Licht, das an dem reflektierenden Element (21) der ersten Linsenanordnung (10) reflektiert wird,
zwischen dem ersten (25) und dritten (27) Übertragungselement übertragen werden kann.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
-das teilweise reflektierende Element jeder Linsenanordnung ein Filterelement aufweist, das je eine verschiedene von
einer ersten und einer zweiten Wellenlängenkomponente des hierauf einfallenden Lichtes zu reflektieren vermag,
-eines der Übertragungselemente Licht mit wenigstens drei Wellenlängenkomponenten zu übertragen vermag und die
anderen beiden übertragungselemente je Licht einer verschiedenen
der ersten und zweiten Wellenlängenkomponenten zu übertragen vermag, und
- wenigstens ein optisches übertragungselement an die
der ersten Linsenanordnung entgegengesetzte Stirnfläche der zweiten Linsenanordnung angekoppelt ist und Licht
der dritten Wellenlängenkomponente zu übertragen vermag.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die fokussierende Elemente zylindrische, mit einem Gradienten im Brechungsindex versehene Linsen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungselemente optische Fasern sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Versetzung der optischen Achsen im Bereich von 30 bis 200 μΐη liegt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
- ein viertes optisches Übertragungselement an die der ersten Linsenanordnung entgegengesetzte Stirnfläche der zweiten
Linsenanordnung angekoppelt ist und dafür ausgelegt ist, den Teil des Lichtes der zweiten Wellenlängenkomponente
zu empfangen, der am Filterelement der ersten Linsenanordnung reflektiert wird, und
- ein zweites optisches Übertragungselement an der der ersten Linsenanordnung entgegengesetzten Stirnfläche der
zweiten Linsenanordnung angekoppelt und dafür ausgelegt ist, den Teil der dritten Wellenlängenkomponeiite zu
empfangen, der an einem der Filter der beiden Linsenanordnungen reflektiert wird.
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