DE4220010C2 - Optischer Polarisator - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Polarisa­ tor, der aus einer teilweise bis in die Nähe ihres Kerns ab­ geflachten Lichtleitfaser besteht, welche dort, wo sie abge­ flacht ist, mit einer Abdeckung solchen Materials versehen ist, daß Lichtwellen einer Polarisationsrichtung beim Pas­ sieren der Abflachung gedämpft werden.

Ein derartiger optischer Polarisator ist aus der EP 0 279 602 A2, der DE 30 11 663 A1 oder der DE 33 05 104 A1 bekannt. Die in die Nut eines Substrats eingelegte Faser weist eine Abflachung auf, welche z. B. mit zwei auf dem Substrat übereinander liegenden Schichten aus Dielektrikum und Metall abgedeckt ist. Die Abflachung wird z. B. hergestellt, indem die Faser gekrümmt in das Substrat eingelegt und das Substrat soweit abgeschliffen und poliert wird, daß sich im Krüm­ mungsmaximum der Faser eine Abflachung bis in die Nähe des Faserkerns ergibt.

Aus der US 4,389,090 ist ein steuerbarer optischer Polarisator bekannt, bestehend aus einer Monomodefaser, die zur Erzielung eines doppelbrechenden Effekts in ein oder mehrere Windungen gelegt ist. Die Doppelbrechung bewirkt eine Polarisierung des sich in der Faser ausbreitenden Lichts. Um die Polarisationsebene in eine gewünschte Richtung ausrichten zu können, ist vorgesehen, die Faserwindungen drehbar zu lagern. Dazu ist die Faser z. B. auf schwenkbaren Spulenkernen aufgewickelt.

In Faserkreiseln ist der Einsatz eines Polarisators erfor­ derlich, 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 durch die mehreren Bereiche bedingten 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 abgeflachten Bereichen 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.

Jeder dieser abgeflachten Bereiche 4, 5 der Faser 1 bringt eine weitere Dämpfung von Wellen der unerwünschten Polarisation. Deshalb wird man soviele aus beschichteten abgeflachten Bereichen 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 zu den abgeflachten Bereichen 4, 5 hat. Damit die den ersten abgeflachten Bereich 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 einer Nut 2 im Substrat 3.

Claims (3)

1. Optischer Polarisator, der aus einer teilweise bis in die Nähe ihres Kerns abge­ flachten Lichtleitfaser (1) besteht, welche dort, wo sie abgeflacht ist, mit einer Abdeckung solchen Materials versehen ist, daß Lichtwellen einer Polarisationsrichtung beim Passie­ ren der Abflachung gedämpft werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser (1) eine nicht polarisationserhaltende Monomodefaser ist und zwei in Richtung ihrer Längs­ achse hintereinander angeordnete abgeflachte und mit jeweils einer Abdeckung versehe­ ne Bereiche (4, 5) aufweist, daß die Lichtleitfaser (1) mit beiden abgeflachten Bereichen (4, 5) in einer Nut (2) eines Substrats (3) liegt und daß die Nut (2) zwischen den abge­ flachten Bereichen (4, 5) der Lichtleitfaser (1) so geformt ist, daß die Lichtleitfaser (1) durch sie in einer solchen Krümmung (6) geführt wird, daß die vom ersten abgeflachten Bereich (4) nicht gedämpfte Polarisation mit einer solchen Orientierung zum nachfolgen­ den abgeflachten Bereich (5) überführt wird, daß sie dort ebenfalls keine Dämpfung er­ fährt.

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

3. Optischer Polarisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abge­ flachten Bereiche (4, 5) mit einem doppelbrechenden Kristall abgedeckt sind.