DE4222898A1

DE4222898A1 - Detection of light in fibre in optical communications system - forming splice for connection to detector, and sealing coupling fibre and spice with transparent adhesive

Info

Publication number: DE4222898A1
Application number: DE19924222898
Authority: DE
Inventors: Henning Dr Ing Buelow
Original assignee: Alcatel SEL AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1992-07-11
Filing date: 1992-07-11
Publication date: 1994-01-13

Abstract

To detect light fed into a fibre transmission line (1), two mono-modal fibres (2, 3) are first spliced (4) at the detection point. A coupling fibre (6) is laid alongside this to pick up light coming out of the splice (4). Then the splice (4) and the coupling fibre (6), which is connected to a detector, are embedded in a transparent adhesive (5). The coupling fibre (6) may be a multimode glass fibre, a plastics fibre or a coreless glass or plastics fibre. The adhesive (5) has a smaller refractive index than the coupling fibre (6) and at least the same refractive index as that of the fibres (2, 3) in the transmission line (1). USE/ADVANTAGE - For monitoring power level, e.g. of erbium doped optical fibre amplifier. Simplified method.

Description

Einrichtungen zum Detektieren von in einer Faserstrecke geführtem Licht werden insbesondere in Systemen der optischen Nachrichtentechnik verwendet.Devices for detecting guided in a fiber path Light is used especially in optical systems Communication technology used.

In faseroptischen Übertragungseinrichtungen muß oft an unterschiedlichen Stellen des Systems nachgeprüft werden, ob ein optisches Signal in der Faser geführt wird und wie stark es ist. Dabei sollte zum einen dem Signal möglichst wenig Leistung entzogen werden und zum anderen sollte der ausgekoppelte Anteil groß genug sein, um z. B. auf einer Fotodiode abgebildet einen verwertbaren Strom zu induzieren.Often in fiber optic transmission equipment different parts of the system are checked whether a optical signal is carried in the fiber and how strong it is. On the one hand, as little power as possible should be withdrawn from the signal and on the other hand, the decoupled portion should be large enough be to z. B. mapped on a photodiode a usable To induce current.

Bei optischen Verstärkern mit Erbium dotierten Fasern ist es beispielsweise erforderlich, an mehreren Stellen den Leistungspegel von Signal- oder Pumplicht zu überwachen.It is the case with optical amplifiers with erbium-doped fibers For example, the power level is required at several points of signal or pump light to monitor.

Aus der Veröffentlichung "Optical Amplifiers and Their Applications, Technical Digest, 1992 (Optical Society of America, Washington, D.C., 1992) Bd. 17, Seiten ThA4-1/91 bis ThA4-4/94" ist das Einspleißen von Schmelzkopplern in die Faserstrecke bekannt, was jedoch mit zusätzlichen Arbeits- und Materialkosten verbunden ist. From the publication "Optical Amplifiers and Their Applications, Technical Digest, 1992 (Optical Society of America, Washington, D.C., 1992) vol. 17, pages ThA4-1 / 91 to ThA4-4 / 94 "is that Splicing melt couplers into the fiber line known what however is associated with additional labor and material costs.

Eine weitere Möglichkeit ist, eine Biegeauskopplung vorzusehen, bei der die Faser entweder über einen Bolzen gebogen (DE 34 29 947 C2) oder in einem Führungsteil definiert gekrümmt wird, so daß das dabei aus der Faser austretende Streulicht in einen dem Krümmungsverlauf der Faser angepaßten Siliziumstab überkoppelt, der es auf eine Fotodiode abstrahlt (US-A-4 983 007). Bei dem Biegekoppler muß jedoch der Krümmungsradius auf die individuellen Faserdaten (Fleckgröße in der Faser) abgestimmt sein, damit einerseits eine zu starke Bedämpfung vermieden wird und andererseits der ausgekoppelte Lichtanteil aber noch ausreichend groß ist.Another option is to provide a bending coupling at who either bent the fiber over a bolt (DE 34 29 947 C2) or is curved in a defined way in a guide part, so that this scattered light emerging from the fiber into a the course of curvature matched the fiber-matched silicon rod, which it on a Photodiode emits (US-A-4 983 007). The bending coupler must however, the radius of curvature on the individual fiber data (Spot size in the fiber) must be coordinated so that on the one hand one too strong damping is avoided and on the other hand the decoupled However, the proportion of light is still sufficiently large.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem auf einfache Weise das in einer Faserstrecke geführte Licht detektiert werden kann, und eine geeignete Einrichtung dafür anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in den Ansprüchen 1 und 3 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.The invention has for its object to provide a method with the light that is guided in a fiber section in a simple manner can be detected, and a suitable device for this specify. This object is achieved with the in the Claims 1 and 3 specified measures solved. Beneficial Refinements can be found in the subclaims.

Die Lösungen haben unter anderem den Vorteil, daß der Wunsch, die optische Leistung der in der Faserstrecke geführten Lichtwellen detektieren zu können, meistens mit dem ohnehin vorhandenen Erfordernis, einen Faserspleiß herzustellen, zusammenfällt, so daß die Beilegung einer Auskoppelfaser praktisch keinen zusätzlichen Arbeits- und Materialaufwand verursacht. Dennoch ist die verfahrensgemäß hergestellte Einrichtung in der Lage, das vom Faserspleiß gestreute, von der in der Faserstrecke geführten Lichtmenge nur wenige Prozente betragende Licht einer Auswertung zuzuleiten. Mit Hilfe der Einrichtung kann daher der Nachweis erbracht werden, ob überhaupt ein Lichtsignal vorhanden ist, oder sie läßt gegebenenfalls Rückschlüsse darauf zu, wie groß die übertragene optische Leistung in der Faserstrecke ist.The solutions have the advantage, among other things, that the desire to optical power of the light waves in the fiber path to be able to detect, mostly with what is already there Requirement to make a fiber splice coincides so that the addition of a coupling fiber practically no additional Labor and material costs caused. Still that is device manufactured in accordance with the process is able to process the Spliced fiber splice, from that guided in the fiber stretch Light quantity of only a few percent of an evaluation light to forward. With the help of the facility can therefore provide proof be provided whether there is a light signal at all, or if necessary, it allows conclusions to be drawn as to how large the is transmitted optical power in the fiber link.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Detektieren von in einer Faserstrecke geführtem Licht als Ausschnitt dargestellt ist, wie folgt näher beschrieben.The invention is based on a drawing in which a Embodiment of a device for detecting in a Fiber line guided light is shown as a cutout follows described in more detail.

In der Zeichnung ist die von einem Lichtsender gespeiste und zu einem Lichtempfänger führende Faserstrecke insgesamt mit 1 bezeichnet. Solche Faserstrecken 1 bestehen meistens aus mehreren, mehr oder weniger langen Kunststoff- oder Quarzglasfasern, beispielsweise Monomodefasern, und eingefügten optischen Verstärkerfasern. Die Faserenden 2, 3 der aneinandergefügten Fasern sind durch Verschmelzen miteinander verbunden. Der Verbindungsbereich der miteinander verschmolzenen Faserenden 2, 3, im folgenden kurz Faserspleiß 4 genannt, wird üblicherweise nach dem Spleißen durch Einbetten in einen Kleber 5 versiegelt. Dies geschieht beispielsweise dadurch, daß ein innen mit einem Heißkleber beschichtetes Röhrchen vor dem Spleißen auf ein Faserende 1 oder 2 gefädelt, nach dem Spleißen über den gespleißten Bereich zurückgeschoben und das Ganze durch kurzzeitiges Erhitzen miteinander verklebt wird. Außerdem kann die dem mechanischen Schutz des Faserspleißes 4 dienende Versiegelung auch durch Einbetten des Faserspleißes 4 in eine mit UV-härtendem Kleber oder mit Heißkleber gefüllte Halbschale vorgenommen werden, die nach dem Aushärten des Klebers 5 entfernt wird.In the drawing, the fiber path fed by a light transmitter and leading to a light receiver is designated by 1 in total. Such fiber sections 1 usually consist of several, more or less long plastic or quartz glass fibers, for example single-mode fibers, and inserted optical amplifier fibers. The fiber ends 2 , 3 of the fibers joined together are connected to one another by fusing. The connection area of the fused fiber ends 2 , 3 , hereinafter referred to as fiber splice 4 , is usually sealed after splicing by embedding in an adhesive 5 . This is done, for example, by threading a tube coated on the inside with a hot glue onto a fiber end 1 or 2 before splicing, pushing it back over the spliced area after splicing, and gluing the whole thing together by brief heating. In addition, the sealing serving for mechanical protection of the fiber splice 4 can also be carried out by embedding the fiber splice 4 in a half-shell filled with UV-curing adhesive or with hot-melt adhesive, which is removed after the adhesive 5 has hardened.

Von der Versiegelungsart des Faserspleißes 4 unabhängig wird zunächst nach dem Verspleißen der Faserenden 2, 3 neben dem Faserspleiß 4, an dem Streulicht aus der Lichtwellen führenden Faserstrecke 1 austritt und der deshalb eine geeignete Detektierstelle ist, eine optisch leitende Auskoppelfaser 6 beigelegt. Um möglichst viel des austretenden Streulichts aufnehmen zu können, sollte die Auskoppelfaser 6 möglichst dicht, im Idealfall also ohne Abstand parallel neben dem Lichtwellenleiter des Faserspleißes 4 angeordnet sein und diese Anordnung dann mit einem Kleber 5 versiegelt werden, der für die Wellenlänge des Lichtes, das ausgewertet werden soll, transparent ist. Günstige Auskoppelbedingungen sind durch eine Staffelung der Brechzahlen in der Weise erzielbar, daß die des Klebers 5 größer als die Brechzahl der Fasern der Faserstrecke 1 ist und die Brechzahl der Auskoppelfaser nochmals größer als die des Klebers (5) ist.Regardless of the type of sealing of the fiber splice 4 , after the fiber ends 2 , 3 have been spliced, next to the fiber splice 4 , at which scattered light emerges from the fiber path 1 carrying light waves and which is therefore a suitable detection point, an optically conductive decoupling fiber 6 is enclosed. In order to be able to absorb as much of the emerging scattered light as possible, the coupling-out fiber 6 should be arranged as closely as possible, ideally without a distance parallel to the optical waveguide of the fiber splice 4 , and this arrangement should then be sealed with an adhesive 5 which is suitable for the wavelength of the light should be evaluated, is transparent. Favorable outcoupling conditions can be achieved by staggering the refractive indices in such a way that that of the adhesive 5 is greater than the refractive index of the fibers of the fiber section 1 and that the refractive index of the outcoupling fiber is even greater than that of the adhesive ( 5 ).

Mit der Auskoppelfaser 6 wird ein Teil des am Faserspleiß gestreuten Lichtanteils herausgeführt und zur Auswertung an einen Detektor weitergeleitet. Um richtungsunabhängig zu sein, ist es zweckmäßig, die Auskoppelfaser 6 so in den Kleber 5 einzubetten, daß beide Enden daraus hervorstehen. An welchem Ende der Auskoppelfaser 6 das Licht erscheint, hängt von der Richtung der sich in der Faserstrecke 1 ausbreitenden Lichtwellen ab und ist bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel durch Richtungspfeile kenntlich gemacht.With the decoupling fiber 6 , part of the light portion scattered at the fiber splice is led out and forwarded to a detector for evaluation. In order to be independent of the direction, it is expedient to embed the decoupling fiber 6 in the adhesive 5 such that both ends protrude from it. At which end of the outcoupling fiber 6 the light appears depends on the direction of the light waves propagating in the fiber path 1 and is indicated by directional arrows in the example shown in the drawing.

Obwohl die Einrichtung zum Detektieren der in der Faserstrecke 1 geführten Lichtwellen am Beispiel einer von vornherein erforderlichen Spleißstelle beschrieben wurde, kann bedarfsweise natürlich auch eine bereits bestehende Faserstrecke 1 nachträglich an geeigneter Stelle aufgetrennt und danach eine Spleißverbindung mit daneben angeordneter Auskoppelfaser 6 vorgesehen werden. Damit die Auskoppelfaser 6 einen möglichst großen Streulichtanteil auffangen kann, soll sie nicht nur möglichst dicht am Faserspleiß 4 liegen, sondern im Durchmesser auch größer als dieser sein. In einem Versuch wurden beispielsweise zwei einmodige Quarzglasfasern für 1.55 µm Wellenlänge gespleißt und vor dem Verkleben der Spleißstelle als Auskoppelfaser 6 eine 1 mm dicke Kunststoffaser in das Schutzröhrchen eingefädelt. Der in der Auskoppelfaser 6 geführte Leistungsanteil betrug nach dem Verkleben ca. -33 dB der in der Faserstrecke 1 geführten Lichtleistung.Although the device for detecting the light waves guided in the fiber path 1 has been described using the example of a splice point that is required from the outset, an existing fiber path 1 can of course also be subsequently separated at a suitable point and then a splice connection with a coupling fiber 6 arranged next to it can be provided. So that the outcoupling fiber 6 can capture as large a portion of the scattered light as possible, it should not only be as close as possible to the fiber splice 4 , but also be larger in diameter than this. In an experiment, for example, two single-mode quartz glass fibers for 1.55 µm wavelength were spliced and a 1 mm thick plastic fiber was threaded into the protective tube as coupling-out fiber 6 before the splice point was glued. The power component guided in the coupling-out fiber 6 after the gluing was approximately -33 dB of the light output conducted in the fiber section 1 .

Bei dem Versuch hatte die Auskoppelfaser 6 also einen mehrfach größeren Durchmesser als der Faserspleiß 4. Obwohl hier eine kernlose Kunststoffaser verwendet wurde, kann die Auskoppelfaser 6 auch eine Kunststoffaser mit Kern sein oder aus einer Quarzglasfaser mit oder ohne Kern bestehen.In the test, the output fiber 6 had a diameter several times larger than the fiber splice 4 . Although a coreless plastic fiber was used here, the coupling fiber 6 can also be a plastic fiber with a core or consist of a quartz glass fiber with or without a core.

Claims

1. A method for detecting light waves guided in a fiber path, characterized in that a fiber splice is produced at the detection point and a coupling fiber ( 6 ) which can be connected to a detector is added, and that the fiber splice ( 4 ) and coupling fiber ( 6 ) are then formed Arrangement is sealed with a transparent adhesive ( 5 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that before splicing the fiber ends ( 2 , 3 ), a fiber end is threaded through a tube containing the adhesive ( 5 ), which after the fusion of the fiber ends ( 2 , 3 ) over the fiber splice ( 4 ) and pushed over the uncoupling fiber ( 6 ) assigned to the fiber splice and the arrangement is glued together by brief heating.

3. Device for detecting light waves guided in a fiber path, characterized in that a coupling fiber ( 6 ) is arranged next to a fiber splice ( 4 ) and the arrangement is embedded in a transparent adhesive ( 5 ).

4. Device according to claim 3, characterized in that the coupling fiber ( 6 ) consists of a multimode glass fiber.

5. Device according to claim 3, characterized in that the coupling fiber ( 6 ) is a plastic fiber.

6. Device according to claim 3, characterized in that the coupling fiber ( 6 ) consists of a coreless glass fiber.

7. Device according to claim 3, characterized in that the coupling fiber ( 6 ) is a coreless plastic fiber.

8. Device according to claim 1, characterized in that the adhesive ( 5 ) has at least the same refractive index as the fiber of the fiber section ( 1 ).

9. Device according to claim 3, characterized in that the coupling fiber ( 6 ) has a larger refractive index than the adhesive ( 5 ).

10. Device according to one of claims 3 to 9, characterized in that the coupling fiber ( 6 ) has a larger diameter than the fiber splice ( 4 ).