DE3812203C2

DE3812203C2 -

Info

Publication number: DE3812203C2
Application number: DE3812203A
Authority: DE
Inventors: Christoph 4700 Hamm De Gebauer; Michael Dipl.-Ing. 4600 Dortmund De Ten Hompel; Roland 7024 Filderstadt De Scherer
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1990-06-13
Also published as: DE3812203A1; US4962986A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ein- oder Auskopp lung von Licht in einen Lichtwellenleiter und/oder aus einem Lichtwellenleiter.

Die bekannten Anordnungen dieser Art sind so ausgestaltet, daß an einer Glasfaser ein Koppelelement angeordnet ist. Das Koppelelement kann ortsfest oder verschiebbar (DE-OS 31 10 041) auf die Glasfaser aufgesetzt sein.

Daneben sind Lösungen bekannt, z.B. im Bereich der integrier ten optischen Schaltungen, wo Lichtwellenleiter in Form einer Glasschicht auf ein Quarzglassubstrat mit niedrigerem Bre chungsindex aufgedämpft sind. Für die Ein- und Auskopplung in derartige Lichtwellenleiter werden unter anderem auch Prismen koppler verwendet, wobei ein prismenförmiges Dielektrikum mit höherem Brechungsindex mit dem Lichtwellenleiter verbunden wird. Diese Anordnung ist ortsfest. Da bei diesen Anordnungen das Licht nur von der Kontaktstelle Lichtwellenleiter/Koppel element ausgekoppelt wird, und diese Stelle eine geringe ört liche Ausdehnung aufweist, ist der Wirkungsgrad dieser Vor richtungen begrenzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Anordnung so auszugestalten, daß eine ortsveränderliche Auskopplung und Einspeisung von Lichtenergie mit hohem Wirkungsgrad aus/in einen Lichtwellenleiter gewährleistet ist.

Gelöst ist diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Haupt anspruches angegebene Erfindung. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.

Entsprechend der Erfindung beruht die Wirkungsweise der Aus koppelanordnung darauf, daß aus einem Lichtwellenleiter die Lichtmoden durch eine Flüssigkeit ausgekoppelt werden. In die Flüssigkeit können sowohl als Faser ausgebildete Lichtwellen leiter als auch flächige Lichtwellenleiter eingetaucht wer den. Normalerweise wird alles Licht, das in einem Winkel, kleiner als der Akzeptanzwinkel, in einer Lichtleitfaser ein gekoppelt wird, durch Totalreflexion an der Grenzschicht Kern /Mantel längs der Faser geführt. Ist diese Faser von ihrer Mantelschicht befreit, so ist eine Führung des Lichtstrahles bzw. eine Datenübertragung durch die Totalreflexion an der Grenzschicht Glas/Luft möglich. Wird diese Faser in eine Flüs sigkeit eingetaucht, so tritt der Lichtstrahl an dieser Stel le aus. Ist der Brechungsindex der Flüssigkeit größer als der Brechungsindex n _O des Umgebungsmediums der Faser, so werden nahezu alle Lichtmoden aus der Faser ausgekoppelt. Der Bre chungsindex der Flüssigkeit kann auch im Verhältnis zum Bre chungsindex des Umgebungsmediums so ausgewählt werden, daß nur ein gewünschter Teil der Moden aus dem Lichtwellenleiter austritt. Der Teil der ausgekoppelten Lichtmoden ist dabei auch vom Verhältnis der Brechungsindexe der Flüssigkeit und des Lichtwellenleiters zueinander abhängig. Die Größe des ausgekoppelten Anteils hängt von der Größe der Kontaktfläche zwischen dem Lichtwellenleiter und dem Koppelelement ab. Die ser Anteil und damit der hohe Wirkungsgrad der Übertragung ist bei der Auskopplung durch eine Flüssigkeit besonders günstig.

Diese prinzipielle Wirkungsweise wurde erfindungsgemäß so ausgeführt, daß eine von ihrer Mantelschicht befreite Glasfa ser in eine mit einer Flüssigkeit gefüllte Kammer eingefädelt ist. Bei entsprechend hohem Brechungsindex n _L der Flüssigkeit wird der Lichtstrahl auf der ganzen Länge L der Kammer aus der Glasfaser ausgekoppelt und durch eine Fotodiode empfan gen. Da die Übertragungsverluste aufgrund des direkten Kon taktes zwischen dem Auskoppelmedium, der Flüssigkeit und dem Lichtwellenleiter der Glasfaser minimal sind, ist der Wir kungsgrad dieser Anordnung beträchtlich.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 Schema einer Kopplungsanordnung bei der die Glasfaser partiell durch eine Flüssigkeit um geben ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung weist eine Glasfaser 1 auf, die sich in einem Flüssigkeitsbehälter 3 befindet. Der Bre chungsindex n _L der Flüssigkeit 2 ist dabei größer als der Brechungsindex n _F der Glasfaser 1. Diese ist durch die Flüs sigkeit 2 ganz umgeben, so daß die gesamte Lichtenergie die ses Abschnitts an die Flüssigkeit 2 abgegeben wird. Die Sig nale werden durch eine Laserdiode bzw. Leuchtdiode in die Glasfaser 1 eingespeist. Die Fotodiode 4 dient als Empfänger für die aus der Glasfaser 1 ausgekoppelten Lichtstrahlen.

Claims

1. Anordnung zur Ein-/Auskopplung von Licht in einen Lichtwellen leiter und/oder aus einem Lichtwellenleiter, dadurch gekenn zeichnet, daß der Lichtwellenleiter ganz oder teilweise durch eine Flüssigkeit (2) umgeben ist und der Brechungsindex (n _L) der Flüssigkeit (2) größer ist als der Brechungsindex (n _O) des den übrigen Lichtwellenleiter umgebenden Mediums.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter aus einer ganz von ihrer Mantelschicht be freiten Glasfaser (1) besteht.

3. Anordnung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisung von Lichte nergie in den Lichtwellenleiter mittels einer Laserdiode er folgt.

4. Anordnung nach einem oder mehreren der vorangegangenen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisung von Lichtenergie in den Lichtwellenleiter mittels einer Leucht diode erfolgt.