DE4220010A1 - Optischer Polarisator - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Polarisator, der aus einer teilweise bis in die Nähe ihres Kerns abgeflachten Lichtleitfaser besteht, welche dort, wo sie abgeflacht ist, mit einer mehrschichtigen Abdeckung solchen Materials versehen ist, daß Lichtwellen einer Polarisationsrichtung beim Passieren der Abflachung gedämpft werden.

Ein derartiger optischer Polarisator ist aus der EP 0 279 602 bekannt. Die in die Nut eines Substrats eingelegte Faser weist eine Abflachung auf, welche mit zwei auf dem Substrat übereinander liegenden Schichten aus Dielektrikum und Metall abgedeckt ist. Die Abflachung wird hergestellt, indem die Faser gekrümmt in das Substrat eingelegt und das Substrat so weit abgeschliffen und poliert wird, daß sich im Krümmungsmaximum der Faser eine Abflachung bis in die Nähe des Faserkerns ergibt.

In Faserkreiseln ist der Einsatz eines Polarisators erforderlich, der dafür sorgt, daß die der Faserspule zugeführten, in entgegengesetzte Richtungen umlaufenden Wellen die gleiche Polarisationsrichtung besitzen. Die zu dieser gewünschten Polarisation orthogonale Polarisation soll möglichst weitgehend unterdrückt werden. Denn orthogonal zueinander polarisierte Wellen deren Laufzeiten nicht übereinstimmen führen zu Meßfehlern der Drehrate eines Faserkreisels.

Polarisatoren gemäß dem Stand der Technik weisen oftmals ein zu geringes Auslöschungsvermögen (Dämpfung) der ungewünschten Polarisationsrichtung auf.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen optischen Polarisator der eingangs genannten Art anzugeben, der Wellen einer unerwünschten Polarisation möglichst weitgehend dämpft.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Durch den mehrstufigen Aufbau des Polarisators gemäß der Erfindung läßt sich der Grad der Dämpfung einer unerwünschten Polarisation erheblich steigern gegenüber dem Stand der Technik. Der Realisierungsaufwand für einen solchen Polarisator ist dabei sehr gering.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert.

Der Polarisator besteht aus einer Lichtleitfaser 1, vorzugsweise einer Monomodefaser, welche durch eine Nut 2 in einem Substrat 3 verläuft. Das Substrat 3 sollte aus einem Material (z. B. Glas) gefertigt sein, das in etwa den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie die Lichtleitfaser 1 besitzt.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Faser 1 mit zwei in Längsachsenrichtung hintereinander angeordneten Abflachungen 4 und 5 versehen. Auf diese abgeflachten Bereiche 4 und 5, in denen der Fasermantel bis in die Nähe des Kerns abgetragen ist, sind mehrere Schichten aus Materialien aufgedampft, die Wellen einer Polarisation dämpfen. Nur Wellen der orthogonale Polarisation werden bei ihrer Ausbreitung nicht behindert. Vorzugsweise wird jeder abgeflachte Bereich 4, 5 der Faser 1 mit einer dielektrischen Schicht und darüber mit einer metallischen Schicht versehen. Unter Umständen erfüllt auch eine Materialschicht eine ausreichende Dämpfung der zu unterdrückenden Polarisation. Auch eine Abdeckung der abgeflachten Bereiche 4 und 5 mit doppelbrechendem Kristall, wie aus der EP 0 279 602 bekannt, ist möglich.

Jede dieser Abflachung 4, 5 der Faser 1 bringt eine weitere Dämpfung von Wellen der unerwünschten Polarisation. Deshalb wird man so viele aus beschichteten Abflachungen gebildete Polarisatorstufen aneinanderreihen, bis eine genügend hohe Dämpfung der Wellen der ungewollten Polarisation erreicht ist. Voraussetzung dafür, daß jede Polarisatorstufe Wellen der ungewollten Polarisation um den größtmöglichen Betrag dämpft, ist, daß in allen Polarisationsstufen die zu dämpfende Polarisation eine definierte Ausrichtung zur Abflachung 4, 5 hat. Damit die die erste Abflachung 4 ungedämpft passierende Polarisation ebenso den nächsten abgeflachten Bereich 5 ungedämpft durchläuft, ist die Faser 1, welche eine nicht polarisationserhaltende Monomodefaser ist, zwischen den beiden abgeflachten Bereichen 4, 5 mit einer solchen Krümmung 6 versehen, daß die dadurch verursachte Doppelbrechung in der Faser 1 die Polarisation von einer Abflachung zur nächsten mit der richtigen Orientierung überführt. Die geforderte Krümmung 6 erhält die Faser 1 durch den Verlauf der Nut 2 im Substrat.

Anstatt einer gezielt gekrümmten nicht polarisationserhaltenden Monomodefaser kann auch eine polarisationserhaltende Monomodefaser verwendet werden. In diesem Falle kann die Faser von einer Abflachung zur nächsten ohne eine bestimmte Krümmung geführt werden.

Claims (7)

1. Optischer Polarisator, der aus einer teilweise bis in die Nähe ihres Kerns abgeflachten Lichtleitfaser besteht, welche dort, wo sie abgeflacht ist, mit einer Abdeckung solchen Materials versehen ist, daß Lichtwellen einer Polarisationsrichtung beim Passieren der Abflachung gedämpft werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser (1) mehrere in Richtung ihrer Längsachse hintereinander angeordnete abgeflachte und mit jeweils einer Abdeckung versehene Bereiche (4, 5) aufweist und daß sie zwischen jeweils zwei solchen Bereichen (4, 5) derartig beschaffen ist, daß die von einer Abflachung (4) nicht gedämpfte Polarisation mit einer solchen Orientierung zu der nachfolgenden Abflachung (5) überführt wird, daß sie dort ebenfalls keine Dämpfung erfährt.

2. Optischer Polarisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser (1) eine nicht polarisationserhaltende Monomodefaser ist, und daß diese Lichtleitfaser (1) zwischen zwei Abflachungen (4,5) in einer solchen Krümmung (6) geführt ist, daß die nicht gedämpfte Polarisation zwischen zwei Abflachungen die gewünschte Orientierung erhält.

3. Optischer Polarisator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser (1) in einer Nut (2) eines Substrats (3) liegt und daß die Nut (2) durch ihren Verlauf jede erforderliche Krümmung (6) der Lichtleitfaser (1) vorgibt.

4. Optischer Polarisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser eine polarisationserhaltende Monomodefaser ist.

5. Optischer Polarisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder abgeflachte Bereich (4, 5) der Lichtleitfaser (1) mit mindestens einer dielektrischen und einer metallischen Schicht bedampft ist.

6. Optischer Polarisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachungen (4, 5) mit doppelbrechendem Kristall abgedeckt sind.

7. Verwendung des optischen Polarisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche für einen Faserkreisel.