DE4030068C2 - Vorrichtung zur Auskopplung von Licht - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Auskopplung von Licht gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Durch den Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Auskopplung optischer Informationen bekannt geworden. Beispielsweise aus der DE 36 37 097 A1, bei deren Ausführungsform die Ankopplung eines Lasers an einen Lichtwellenleiter dadurch bewirkt wird, daß dessen vom Laser beaufschlagtes Ende an die lichtemittierende Fläche des Lasers mittels eines Klebers angeklebt wird. Weiterhin ist aus der DE 38 12 203 A1 eine Ein- und Auskoppeleinheit gemäß dem Gattungsbegriff des vorliegenden Anspruchs 1 bekannt und aus der DE 28 22 022 ist eine Ankopplungsvorrichtung mit zwei Multimodelichtleitfasern bekannt, bei der zwei Lichtleitfasern miteinander verdrillt sind. Bei diesen bekannten Auskopplungsvorrichtungen wird aus der lichtführenden Faser ein relativ hoher Anteil von Energie ausgekoppelt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auf einfache Weise ein Koppeln eines Lichtsignals oder eines Teiles davon in eine zweite Faser bei gleichzeitiger Verstärkung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel erläutert und in der Figur der Zeichnung schematisch dargestellt, die ein Ausführungsbeispiel eines mit dem Kern der optischen Faser angekoppelten Faserverstärkers skizziert.

Die Grundidee des Faser-Faserverstärkerkerns 111 besteht darin, nur die sogenannte "evanescente Welle" zur Auskopplung der Information zu benutzen. Bei der "evanescente Welle" handelt es sich um den Teil der durch den Lichtleiter geführten Welle, welcher sich außerhalb des Kerns befindet. Dieser Anteil wird nicht nach der Seite abgestrahlt, sondern wird durch die Faser zusammen mit dem innerhalb des Kerns befindlichen Anteil in Längsrichtung der Faser geführt. (Zu einer quantenmechanischen Interpretation dieses Phänomens siehe "K. Altmann, Phys. Letters, 91A, 1 (1982)"). Um einen optisch gepumpten Faserverstärker auszulösen, genügt im Prinzip ein beliebig kleiner Bruchteil der in dieser "evanescenten Welle" geführten Energie, da zur Übertragung der in demgeinstrahlten Lichtsignal vorhandenen Information der Shannon'sche Grenzwert kTln 2 unterschritten werden kann, wenn das ursprüngliche Lichtsignal nicht vernichtet werden muß. Unter einer "evanescent wave" versteht man den Anteil der Mode, der über den Faserkern transversal hinausgeht und mit dem Abstand von der Faser exponential im wesentlichen abnimmt. Günstigste Übertragungseigenschaften liegen dann vor, wenn sich die beiden Fasern an der Auskoppelstelle in ihren optischen Eigenschaften (Kerndurchmesser, Brechungsindizes) nicht unterscheiden.

Das Prinzip der unterbrechungsfreien Auskopplung von Information mit Verstärklung ist überall dort interessant, wo eine Lichtsignalverteilung an viele Benutzer stattfindet, so daß an den einzelnen Auskoppelstellen nur sehr wenig Energie entnommen und außerdem das optische Signal in der Hauptfaser nur sehr wenig verändert werden darf. Dies wird durch die hier vorgeschlagene unterbrechungsfreie Auskopplung erreicht.

Bei dem in der Figur skizzierten Ausführungsbeispiel wird ein sogenannter Faser-Faserverstärker 111 verwendet. Hierbei wird der Verstärker von einem Stück optischer Faser 112 gebildet, das mit einem Element aus der Reihe der seltenen Erden dotiert ist - beispielsweise mit Erbium. Beim heutigen Stand der Technik ist ein Monomode-Faserkoppler bekannt, bei dem zwei Fasern miteinander verdrillt, erhitzt und dabei noch gezogen werden.

Dieser Prozeß bewirkt eine Verjüngung der beiden Fasern, so daß die "evanescente Welle" der einen Faser stärker in die andere hineingreift, wodurch es zu einer optischen Kopplung der beiden Faserkerne kommt. Diese Methode läßt sich ähnlich auch im vorliegenden Falle verwenden. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine normale optische Faser 10 und ein als Verstärker dienendes dotiertes Faserstück 112 miteinander verdrillt und durch leichtes Strecken bzw. Ziehen gekoppelt. Diese Verstärkungsfaser 112 wird an ihrem Ende 112a mit einer geeigneten Laserquelle 113 gepumpt.

Das übergekoppelte Signal oder der Teil davon wird in der dotierten Faser 112 verstärkt und entweder an deren Ausgang 112b oder an den Ausgang der Faser 10 zugeführt.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Auskopplung eines Lichtsignals oder eines Teiles davon aus einer optischen Faser, wobei die optische Faser ohne Unterbrechung und ohne Verletzung des Faserkerns zur Auskopplung des Lichtsignals dient und wobei die lichtführende optische Faser (10) in engen Kontakt mit einer zweiten Faser (12) gebracht wird, d. g. d. die zweite Faser (112) als laserfähiges Medium konzipiert ist und optisch durch eine Laserlichtquelle (113) gepumpt wird und daß die aus der 1. Faser (10) in die anliegende zweite Faser (112) hineinreichende evanescente Welle den Laservorgang in der zweiten Faser (112) auslöst.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel der ersten Faser (10) zum Zwecke der Ankopplung nicht verletzt oder entfernt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die angekoppelte zweite optische Faser (112) mit der ersten optischen Faser (10) verdrillt, erhitzt und dabei beide Fasern (112, 10) leicht gezogen werden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Faser-Faserverstärkers (111) einer Laserlichtquelle (113) ein als Verstärker dienendes dotiertes Stück der zweiten optischen Faser (112) zugeordnet ist.