DE69302160T2

DE69302160T2 - Ein kompakter optischer Verstärker mit unterschiedlichen Funktionen

Info

Publication number: DE69302160T2
Application number: DE69302160T
Authority: DE
Inventors: Massimo Armiraglio; Giovanni Delrosso; Stefano Vanoli
Original assignee: Pirelli Cavi SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1993-10-16
Publication date: 1996-10-24
Anticipated expiration: 2013-10-17
Also published as: ES2086870T3; ITMI922500A1; IT1255953B; DE69302160D1; US5515200A; EP0595395A1; CA2102020A1; US5646775A; ITMI922500A0; JPH077207A; EP0595395B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen optischen Verstärker. Optische Verstärker sind Geräte, die zum optischen Verstärken (d. h. ohne Umwandlung in elektrische oder andere Signaltypen) von in einer faseroptischen Leitung weitergeleiteten Lichtsignalen geeignet sind.
Insbesondere sind sogenannte "On-Fiber"-Verstärker bekannt, bei denen das Verstärkerelement einen Abschnitt eines aktiven Lichtleiters aufweist, wie er durch Dotierung mit speziellen Stoffen (typischerweise Seltene Erden) erzeugt wird. Das optische Signal wird beim Durchlaufen dieses Lichtleiterabschnitts durch Pumpen von Lichtenergie aus Laserquellen verstärkt.
Manchmal wird der Verstärker auf zwei Verstärkerstufen aufgeteilt, das heißt, zwei getrennte Abschnitte des aktiven Lichtleiters. Zweistufen- Optoverstärker sind zum Beispiel aus der US-A-5,1 15,338 und der EP-A- 0,509,577 bekannt.
Die Montage optischer Verstärker, vor allem solcher mit zwei Stufen, ist bei weitem kein einfacher Vorgang, da dabei insbesondere eine große Anzahl von Lichtleiterspleißen nötig wird. Außerdem wird das Verfahren dadurch verkompliziert, daß die Platzanforderungen des Verstärkers niedrig gehalten werden müssen.
Die Abschnitte aktiven Lichtleiters sind normalerweise ziemlich lang - oft mehrere dutzend Meter lang - und können nicht zu einem übermäßig kleinen Krümmungsradius zusammengewickelt werden, da sonst die Gefahr besteht, daß das Signal gedämpft oder sogar der Lichtleiter irreparabel beschädigt wird. Außerdem soll der Verstärker eine Anzahl optischer, elektronischer und elektrischer Elemente beinhalten.
Schließlich müssen einige Lichtleiterverbindungsabschnitte zwischen den verschiedenen Elementen vorgesehen werden, die ausreichend lang sein müssen. Hier tauchen höchstwahrscheinlich Lichtleiter-Spleißprobleme auf (während des Montiervorgangs des Verstärkers), wobei bei den Lichtleitern eine gewisse Überschußlänge zugestanden werden muß, damit ein Lichtleiter auch wiederholt gespleißt werden kann.
Außerdem ist es bei dem Spleißvorgang notwendig, daß speziell konstruierte Geräte nahe des Außengehäuses des Verstärkers - aus Platzgründen auf dessen Außenseite - betrieben werden müssen. Auch aus diesem Grund sollte eine ausreichende Länge des Lichtleiters zur Verwendung als Zuleitung zu diesen Geräten während des Montiervorgangs zur Verfügung gestellt werden.
Auf dem Gebiet von mit faseroptischen Leitungen verwendeten Zusatzgeräten sind Verbindungsgeräte bekannt - vor allem solche, die für Lichtleiter beabsichtigt sind, die eine große Anzahl einzelner Fasern aufweisen -, die sich mit dem Problem einer rationellen Verteilung der im Innern eines Gehäuses vorhandenen Lichtleitermenge befassen. Vorrichtungen dieser Art sind zum Beispiel aus den US-Patenten 4,428,645, 4,679,896, 4,687,289 und 4,619,499 bekannt.
Es sollte jedoch nicht übersehen werden, daß die Probleme bei den Verbindungsvorrichtungen sich von denen bei optischen Verstärkern unterscheiden. Die Verbindungen weisen nämlich keine weiteren optischen oder elektrischen Elemente außer dem Lichtleiter auf, wodurch die Schwierigkeiten gar nicht auftauchen, die typisch für einen optischen Verstärker sind und sich aus der optischen Verbindung mehrerer Elemente ergeben. Außerdem ist die Kompaktheitsanforderung an den optischen Verstärker viel strenger, obwohl dieser einen wesentlich komplizierteren Aufbau hat als eine Verbindung. Während eine Verbindung nämlich normalerweise ein alleine auftauchendes Element an einem Punkt entlang des Lichtleiters ist, muß ein Verstärker in einem Gehäuse oder einem Häuschen zusammen mit weiteren Elementen untergebracht werden.
Bei einer typischen Anordnung mit einer Verstärkerstufe würde ein optischer Verstärker optische Elemente (wobei dieser Ausdruck alle Elemente umfaßt, ob sie rein optische oder opto-elektrische sind, die mindestens einen Ein- oder Ausgang für optische Signale haben), einen Abschnitt eines aktiven Lichtleiters, einen dichroitischen Koppler und eine Pumplaserquelle aufweisen, die so angeordnet ist, daß sie über den dichroitischen Koppler auf den Lichtleiterabschnitt einwirkt, einen mit einem entsprechenden optischen Meßgerät verbundenen Richtkoppler und Lichtleiterabschnitte, die die verschiedenen Elemente verbinden, sowie elektronische Elemente (d. h. diejenigen Elemente, die nur elektrische und keine optischen Anschlüsse haben), die elektrisch zum Betreiben und Steuern der optischen Elemente untereinander verbunden sind.
Wenn mehrere Verstärkerstufen verwendet werden, würde sich die Anzahl der Elemente erhöhen. Zum Beispiel hat der optische Verstärker in einer typischen Zweistufenanordnung zwei Abschnitte aktiven Lichtleiters, zwei dichroitische Koppler, zwei über die dichroitischen Koppler auf die aktiven Lichtleiterabschnitte einwirkende Pumplaserquellen, zwei mit entsprechenden optischen Meßgeräten verbundene Richtkoppler und Lichtleiterabschnitte, die die verschiedenen Elemente untereinander verbinden.
Im AT& T Bell Laboratories Technical Journal, Vol. 71, Nr. 1, Januar 1992, S. 53-62 ist ein optischer Verstärker beschrieben, dessen optische und elektrische Elemente in einer Einheit montiert sind.
Die Erfindung nach Anspruch 1 bezieht sich auf einen Verstärker dieses Typs, mit einer oder mehreren Stufen und mit elektronischen und optischen Elementen, die mindestens einen aktiven Lichtleiterabschnitt und eine Pumplaserquelle, die über eine optische Kopplereinrichtung auf den aktiven Lichtleiterabschnitt wirkt, und die optischen Elemente verbindende Lichtleiterabschnitte aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß er die folgenden Elemente hat:
- eine optische Einheit, die alle optischen Elemente einschließt,
- eine elektronische Einheit, die die elektronischen Elemente einschließt,
- eine Teilungsebene, die die optische Einheit räumlich von der elektronischen Einheit trennt, und
- Einrichtungen zum funktionellen Verbinden der optischen und der elektronischen Einheit, die sich durch die Teilungsebene hindurch erstrecken und aus rein elektrischen Verbindungen bestehen.
Eine Laserquelle (kurz Laser) ist ein Element, vorzugsweise eine Laserdiode, die kohärentes Licht einer vorbestimmten Wellenlänge abgibt. Die optische Kopplungseinrichtung ist eine Einrichtung zum Koppeln von Signalen von verschiedenen Lichtleitern in einen einzigen Lichtleiter; besonders zum Koppeln des von der Pumplaserquelle kommenden Pumpsignals und des Übertragungssignals in einen aktiven Lichtleiter wird ein dichroitischer Verstärker aus einer geschweißten Faser verwendet. Funktionelle Verbindung bedeutet eine Verbindung, die den Austausch von Signalen ermöglicht, d. h. eine rein mechanische Befestigung ist dabei ausgeschlossen.
Durch ein klares Trennen der elektronischen und optischen Elemente können die Vestärkermontagevorgänge rationalisiert werden. Tatsächlich kann die Montage der beiden Einheiten, das heißt der optischen und der elektronischen, durch besonders qualifiziertes Personal getrennt in verschiedenen Umgebungen jeweils mit eigenen Vorrichtungen durchgeführt werden. Da die kritischer zu montierende Einheit die optische ist (bei der unter anderem die mehreren Spleiße zwischen Lichtleitern erzeugt werden müssen) kann insbesondere der optische Techniker die optische Einheit in einer eigenen Werkstatt in einer kontrollierten (vor allem staubfreien) Atmosphäre unter Verwendung entsprechender Vorrichtung montieren. Ein Elektroniker wird dann später die elektronische Einheit zur optischen montieren, indem er einfach die elektrische Verbindung zwischen ihnen herstellt.
Zum Erhöhen der Rationalisierung des Verbindungsschrittes der beiden Einheiten werden die optische und die elektronische Einheit vorzugsweise übereinandergelegt und die Einrichtungen zum elektrischen Verbinden in im wesentlichen senkrechten Richtungen ausgerichtet.
Insofern als die elektronische Einheit vorzugsweise eine eine Platine umfassen würde (die eine oder mehrere gedruckte Schaltungen, integrierte Schaltungen und/oder diskrete Elemente tragen würde), umfassen die Einrichtungen zum elektrischen Verbinden vorteilhafterweise auf der optischen Einheit aufrecht stehende Stifte und entsprechende Einsteck- oder Lötbuchsen, die in der Platine ausgebildet sind. Auf diese Art und Weise kann die Verbindung der beiden Einheiten zu einer einfachen Aufgabe gemacht werden.
Die optische Einheit kann in verschiedenen Arten und Weisen realisiert werden. Vorzugsweise enthalten die optischen Elemente des weiteren einen Richtkoppler (2, 12), der mit einem entsprechenden optischen Meßgerät (3, 13) verbunden ist, und einen optischen Isolator (4, 11); und die optische Einheit (15) weist die folgenden Elemente auf:
- eine Basisplatte (17),
- ein auf der Basisplatte (17) angebrachtes Organisatorgestell (18),
- eine Wickeltrommel (22, 23), wobei der aktive Lichtleiterabschnitt (7, 10) auf der Unterseite des Organisatorgestells (18) angebracht ist,
- ein Fenster (29) durch das Organisatorgestell (18) zum Befestigen der durch das Organisatorgestell (18) hindurch wirkenden Laserquelle (6, 9) auf der Platte (17),
- einen auf dem Organisatorgestell ausgebildeten Stecker (33) zum Befestigen des optischen Meßgeräts (3, 13),
- auf dem Organisatorgestell (18) ausgebildete Stecker (24, 25, 34) für die optische Kopplereinrichtung (5, 8), den Richtkoppler (2, 12) und den Isolator (4, 11),
- im Organisatorgestell (18) ausgebildete Öffnungen (35) zum Hindurchführen der Lichtleiterabschnitte und
- Sammeleinrichtungen (36, 37) oben auf dem Organisatorgestell (18) zum Sammeln der verbindenden Lichtleiterabschnitte (14).
Ein "optisches Meßgerät" ist hier ein Element, vorzugsweise ein Photodiode, die die Stärke eines optischen Signals mißt. Unter einem "Richtkoppler" versteht man hier ein Element, das ein Eingangssignal in zwei Teilsignale auf zwei Ausgangslichtleitern aufspaltet. Es wird zum Beispiel ein "On-Fiber"-Koppler verwendet, der ein Trennungsverhältnis zwischen dem direkten und dem abgelenkten Signal von 95/5 hat.
Eine Anordnung wie die obige führt dazu, daß die verschiedenen optischen Elemente rationalisiert eingebaut werden können, wodurch der von der optischen Einheit und daher vom Verstärker beanspruchte Platz verringert sowie eine leichtere Montage der optischen Einheit erreicht wird. Es werden nämlich alle optischen Elemente vor dem Zusammensetzen einzeln auf dem Organisatorgestell montiert, teilweise bevor und teilweise nachdem dieser auf die Basisplatte montiert wurde. Die mit den jeweiligen Elementen verbundenen Verbindungslichtleiterabschnitte werden über das Organisatorgestell durch die darin angebrachten Öffnungen hinausgezogen, und das Spleißen wird vollständig über dem Organisatorgestell durchgeführt.
Zum bequemeren Legen der Zugabelichtleiterabschnitte weist die Sammeleinrichtung vorzugsweise einen erhobenen umlaufenden Rand des Organisatorgestells auf, wodurch das Organisatorgestell oben im wesentlichen das Aussehen eines Tabletts erhält. So werden die Lichtleiterabschnitte in großen Schlaufen so angeordnet, daß sie gegen den umlaufenden Rand drücken und von ihm zurückgehalten werden. Vorzugsweise hat der umlaufende Rand nach innen vorstehende Fortsätze, wodurch das Zurückhalten der Lichtleiterwicklungen noch verbessert wird.
Vorzugsweise ist die Pumplaserquelle (6, 9) schräg in einem zentralen Bereich des Organisatorgestells und der Platte angeordnet. Diese Anordnung ist für die Dissipierung der vom Laser erzeugten Wärme günstig. Wenn außerdem vorzugsweise die Platte aus einem wärmeleitenden Material gefertigt wird, wirkt die ganze Oberfläche bei der Wärmedissipation mit, was die Temperatur in der unmittelbaren Umgebung des Lasers niedrig hält.
Wie schon gesagt, kann ein erfindungsgemäßer Verstärker eine oder mehr Verstärkungsstufen aufweisen. Bei zwei Verstärkungsstufen ist es von Vorteil, wenn die zwei aktiven Lichtleiter um entsprechende Trommeln gewickelt sind, die dann auf dem Organisatorgestell nebeneinander angebracht werden. Außerdem sind die beiden Pumplaserquellen vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, wie auch die beiden optischen Meßgeräte.
Weitere Eigenschaften und Vorteile eines erfindungsgemäßen optischen Verstärkers werden von der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform klar, die anhand der Zeichnungen vorgenommen wird. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Verstärkers,
Fig. 2 eine Draufsicht eines Organisatorrahmens für den in Fig. 1 gezeigten Verstärker,
Fig. 3 und 4 Schnitte durch das Organisatorgestell entlang der Linien III-III und IV-IV und
Fig. 5 und 6 (optische) Schaltpläne zweier Variationen des Verstärkers von Fig. 1.
In den Zeichnungen allgemein mit 1 bezeichnet ist ein optischer Verstärker, z. B. ein Zweistufenverstärker, mit (in der Reihenfolge entlang des optischen Pfads in der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform) einem ersten Richtungskoppler 2, der mit einem ersten optischen Meßgerät 3 verbunden ist, einem ersten Isolator 4, einem ersten dichroitischen Koppler 5, der mit einer ersten Pumplaserquelle 6 verbunden ist, einem ersten aktiven Lichtleiterabschnitt 7, einem zweiten dichroitischen Koppler 8, der mit einer zweiten Pumplaserquelle 9 verbunden ist, einem zweiten aktiven Lichtleiterabschnitt 10, einem zweiten Isolator 11 und einem zweiten Richtkoppler 12, der mit einem zweiten optischen Meßgerät 13 verbunden ist. Die die verschiedenen Abschnitte verbindenden Lichtleiterabschnitte sind alle mit 14 bezeichnet und weisen Längenzugaben zum Spleißen und nochmaligen Spleißen auf, wenn es das erste Mal nicht gelingt.
Wie schon gesagt, ist diese Anordnung (von Fig. 5), bei der Energie in der Weiterleitungsrichtung des optischen Signals durch die aktiven Lichtleiterabschnitte gepumpt wird, nur als Beispiel angeführt. Die verschiedenen Elemente können auch in anderer Weise verbunden sein, so wie bei der oben genannten europäischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 0 509 577, bei der das Pumpen in der Eingangsstufe in entgegengesetzter Richtung erfolgt. Je nach Verstärkertyp könnte einer oder beide der Isolatoren 4 und 11 weggelassen oder anderswo angeordnet werden.
Eine weitere Möglichkeit ist in Fig. 6 gezeigt. Der dort gezeigte Verstärker 1a hat die gleichen Elemente wie der Verstärker 1 (die in der Figur mit den gleichen Referenznummern bezeichnet sind), doch sind sie anders verbunden. So hat der Verstärker 1a, in dieser Abfolge entlang der Signalweiterleitungsrichtung durch den Lichtleiter, den ersten Isolator 4, den ersten Richtkoppler 2, der mit dem ersten optischen Meßgerät 3 verbunden ist, den ersten dichroitischen Koppler 5, der mit der ersten Pumplaserquelle 6 verbunden ist, den ersten aktiven Lichtleiterabschnitt 7, den zweiten dichroitischen Koppler 8, der mit der zweiten Pumplaserquelle 9 verbunden ist, den zweiten aktiven Lichtleiterabschnitt 10, den zweiten Richtkoppler 12, der mit dem zweiten optischen Meßgerät 13 verbunden ist und den zweiten Isolator 11.
Der Unterschied zwischen den beiden Verstärkern 1 und 1a besteht in den verschiedenen Überwachungsvorgängen, die an ihnen durch die optischen Meßgeräte 3 und 13 durchgeführt werden. Beim Verstärker 1 ergeben die optischen Meßgeräte 3 und 13, da sie direkt vor und nach den Verstärkungsstufen geschaltet sind, eine sehr genaue Anzeige der resultierenden Gesamtverstärkung. Beim Verstärker 1a sind die Meßgeräte 3 und 13 dagegen außerhalb jeglicher anderer Elemente angeschlossen und ergeben daher eine sehr genaue Anzeige der gesamten Auswirkung des Verstärkers 1a auf die faseroptische Leitung.
Aus vielen Aspekten dieser Erfindung sind die beiden Verstärker 1 und 1a im wesentlichen äquivalent, und daher wird hiernach hauptsächlich auf den Verstärker 1 Bezug genommen (außer wo das ausdrücklich anders angegeben ist), wobei sich versteht, daß ähnliche Überlegungen auch auf den Verstärker 1a zutreffen.
Der Verstärker 1 hat eine optische Einheit 15 und eine elektronische Einheit 16 sowie Einrichtungen zum elektrischen Verbinden der Einheiten.
Die optische Einheit 15 weist eine Basisplatte 17 aus wärmeleitendem Material (wie zum Beispiel Metall) und ein Organisatorgestell 18 auf. Die Platte 17 hat ein Vorderteil 19 mit einem Eingang 20 und einem Ausgang 21 zur Verbindung mit der faseroptischen Leitung. Der Eingang 20 und der Ausgang 21 sind zwei entsprechende Lichtleiterbuchsen, die die Isolatoren 4 und 11 einbeziehen können, wobei der Verstärker der schematisch in Fig. 6 dargestellte ist.
Die beiden aktiven Lichtleiterabschnitte 7 und 10 sind auf entsprechende Trommeln 22 und 23 aufgewickelt, die auf dem Organisatorgestell 18 sitzen und nebeneinanderliegend auf dessen Unterseite befestigt sind.
Das Organisatorgestell 18 hat längliche Vertiefungen 24 und 25, die sich seitlich längs entlang des Rahmens 18 erstrecken, nämlich vier nach unten zeigende Vertiefungen 24 und zwei nach oben zeigende Vertiefungen 25.
In den Vertiefungen 24 und 25 sind die dichroitischen Koppler 5 und 8, die Richtkoppler 2 und 12 und die Isolatoren 4 und 11 untergebracht. Insbesondere würden die Vertiefungen 24 bevorzugt verwendet (um über dem Rahmen 18 so viel Platz wie möglich zu lassen) und die Vertiefungen 25 würden freigelassen oder ganz weggelassen, wenn einer oder beide der Isolatoren 4 und 11 weggelassen werden oder in den Eingang 20 und den Ausgang 21 integriert wurden. Sonst würden die Richtkoppler 2 und 12 vorzugsweise in den oberen Vertiefungen 25 untergebracht, da sie kleiner sind, wodurch die unteren Vertiefungen 24 für die dichroitischen Koppler 5, 8 und die Isolatoren 4, 11 übrigbleiben.
Die Pumplaserquellen 6 und 9 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 26 untergebracht, das zwei entgegengesetzt ausgerichtete optische Ausgänge 27 und 28 hat. Das Gehäuse 26 sitzt schräg auf der Platte 17 und reicht durch ein Fenster 29 im Organisatorgestell 18 an einem bezüglich der Platte und des Rahmens zentralen Ort zwischen den beiden Trommeln 22 und 23.
Vorzugsweise sind die optischen Meßgeräte 3 und 13 in einem gemeinsamen Gehäuse 30 mit zwei nebeneinanderliegenden parallelen optischen Ausgängen 31 und 32 untergebracht. Das Gehäuse 30 sitzt in einer Vertiefung 33, die schräg auf dem Organistorrahmen 18 bei einer der beiden Trommeln, z. B. der Trommel 23 sitzt.
Die Lichtleiterabschnitte sind durch Spleiße 34 in der Form kleiner Zylinder verbunden, die aufgrund der darüber angebrachten Schutzbeschichtungen Verdickungen am Lichtleiter bewirken würden. In den Zeichnungen sind nur wenige dieser Spleiße gezeigt.
Das Organisatorgestell 18 hat Öffnungen 35 zum Hindurchführen der Lichtleiterabschnitte von oben und von unten.
Die optische Einheit 15 hat eine Sammelanordnung für die Lichtleiter, die oben auf dem Organisatorgestell 18 liegt. Diese Anordnung weist einen oberen umlaufenden Rand 36 auf, der sich über das Gestell 18 erhebt. Der Rand 36 gibt dem oberen Teil des Gestells 17 ein im wesentlichen tablettartiges Aussehen. Der Rand 36 hat nach innen zeigende Fortsätze 37, durch die die Lichtleiter und die Spleiße 34 besser zurückgehalten werden und diese besser eingelegt werden können.
Der Radius der Trommeln 22 und 23 ist nicht kleiner als der kleinste für die Lichtleiter erlaubte Krümmungsradius. Außerdem wird die Breite des Organisatorgestells 18 so gewählt, daß die innerhalb seines oberen Rands 36 gesammelten Lichtleiter einen Krümmungsradius haben können, der nicht kleiner ist als der für die Lichtleiter erlaubte kleinste Krümmungsradius. Ein für die Lichtleiter erlaubter kleinster Krümmungsradius im Verstärker 1 ist 22 mm.
Die optische Einheit 15 ist oben durch eine Abdeckung 38 mit zwei Fenstern 39 und 40 für das Gehäuse 26 und für noch zu beschreibende elektrische Verbindungseinrichtungen abgeschlossen.
Die elektronische Einheit 16 weist Elemente auf, die zum Betreiben und Steuern der Pumplaserquellen 6, 9 und der optischen Meßgeräte 3, 13 in Kommunikation mit der Außenwelt, z. B. nach Standardverfahren, geeignet sind. Als Alternative, so zum Beispiel wenn aufgrund bestimmter Vorgaben sowohl das Betreiben als auch das Steuern unter Verwendung äußerer Vorrichtungen vorgenommen wird, kann die elektronische Einrichtung nur elektrische Verbindungen beinhalten, die in einen außen um die verschiedenen Eingänge und Ausgänge der Laser und optischen Meßgeräte laufenden multipolaren Leiter gesammelt werden können.
Die elektronische Einheit 16 weist außerdem eine Platine 41 auf, die konventionelle elektrische und elektronische Elemente enthält. Diese Elemente können entweder in die Platine 41 in aufgedruckter oder integrierter Form eingebaut sein oder diskrete Elemente sein, die außen auf der Platine 41 sitzen, wie z. B. Transistoren 42. Da die Transistoren 42 Wärme dissipieren müssen, haben sie Metallhalter 45, die in direktem Kontakt mit der Platte 17 außerhalb des Gestells 18 angeordnet sind. Die Platine 41 ist über ein Multipolkabel 46 nach außen verbunden. Die Halter 45 sind, wie in Fig. 3 gezeigt, mit der Platte 17 verbunden und so ausgelegt, daß sie die optische Einheit 15 fest auf der Platte 17 halten.
Die Einrichtungen zum elektrischen Verbinden der optischen 15 und elektronischen Einheit 16 weisen Stifte 43 auf, die auf den Gehäusen 26, 30 stehen, und entsprechende Steck- und/oder Schweißbuchsen 44, die auf der Platine 41 ausgebildet sind. Die Stifte sind in den Gehäusen 26 und 30 mit den Lasern 6, 9 und den optischen Meßgeräten 3, 13 zum elektrischen Versorgen und zum Herausleiten der gewonnenen Meßwerte verbunden. Die Buchsen 44 sind mit den Schaltungen der Platine 41 verbunden. Die Stifte 43 stehen aufrecht auf der optischen Einheit 15 durch die Fenster 39 und 40.
Während des Montagevorgangs des Verstärkers 1 werden die beiden Trommeln 22 und 23 (die die aktiven Lichtleiterabschnitte 7 und 10 tragen) auf der Unterseite des Organisationsgestells 18 angebracht. Außerdem sind auf dem Organisatorgestell 18 die folgenden Elemente angebracht: das Gehäuse 30 mit den optischen Meßgeräten 3, 13, die dichroitischen Koppler 5, 8, die Richtkoppler 2, 12 und, falls vorhanden, die Isolatoren 4, 11, die alle in entsprechenden Vertiefungen 24 oder 25 stecken.
Das Gehäuse 26 wird zusammen mit den Lasern 6 und 9 und so, wie es auf dem Organisatorgestell 8 sitzt, durch das Fenster 29 im Organisatorgestell 18 hindurch mit der Platte 17 verbunden, wenn das Organisatorgestell 18 auf der Platte 17 befestigt wird.
Alle Lichtleiterabschnitte, nämlich die Verbindungsabschnitte 14 und die Enden der aktiven Lichtleiter 7 und 10 werden über das Gestell 18 durch die Öffnungen 35 geführt, und dort werden die notwendigen Spleiße 34 erzeugt, die dann ein gewünschtes Schaltbild (wie eines der in Fig. 5 oder 6 gezeigten) ergeben. Zum Erleichtern einer korrekten Verbindung können die verschiedenen Lichtleiterabschnitte nach einem vorbestimmten Plan entsprechend durch Farben gekennzeichnet werden.
Nach der vollständigen Herstellung der Spleiße 34 werden die zugegebenen Lichtleiterlängen in losen Schlaufen innerhalb des Rands 36 gelegt, und das Organisatorgestell 18 wird an der Abdeckung 38 befestigt. Die optische Einheit 15 wird so fertiggestellt, wobei die Stifte 43 von der Abdeckung 38 senkrecht nach oben stehen. Es wird darauf hingewiesen, daß auf der Unterseite des Organisatorgestells 18 nur die optischen Elemente angebracht sind, die in "ordentlicher" Art und Weise angeordnet werden können, während die "unordentlichen" Elemente (d. h. die zugegebenen Lichtleiterlängen und die Spleiße 34) auf den tablettartigen oberen Teil beschränkt sind.
An der optischen Einheit 15, so wie sie jetzt montiert ist, können nun die für sie vorgesehenen Funktionstests durchgeführt werden, und ihre Leistung kann daher getrennt von der Elektronik überprüft werden, z. B. an speziellen Testvorrichtungen.
Auf ähnliche Art und Weise wird die elektronische Einheit 16 vormontiert und kann wie notwendig geprüft und getestet werden. Danach können die beiden Einheiten zusammengefügt oder für eine spätere Montage gelagert werden.
Während des Montagevorgangs wird die elektronische Einheit 16 lediglich über die optische Einheit 15 gelegt. Die Stifte 43 werden mit ihren entsprechenden Verbindungsbuchsen 44 ausgerichtet, in die sie zum Herstellen eines elektrischen Kontakts entweder gesteckt oder noch besser gelötet werden können.
Eine (nicht dargestellte) zusätzliche äußere Abdeckung wird dann zum Verschließen des Verstärkers 1 angebracht.
Es geht aus der vorangegangenen Beschreibung hervor, daß die Montage des Verstärkers 1 durch die klare Trennung zwischen den beiden Einheiten wesentlich erleichtert wurde, d. h. durch die Trennung zwischen einer Einheit, die die optischen Elemente enthält und einer Einheit für die elektrischen oder elektronischen Elemente. Außerdem ist der Vorteil erwähnenswert, daß während des Montagevorgangs das Lichtleiterspleißen so durchgeführt werden kann, daß alle Lichtleiter sauber auf einer Ebene angeordnet sind.
Die Montagevorgänge werden auch dadurch einmalig einfach und industrieller Herstellungsverfahren entsprechend, daß die optischen Elemente, einschließlich der aktiven Lichtleiter, vorgeordnete Elemente sind, die dann bei der Montage des Verstärkers nur noch mit ihren entsprechenden Verbindungslichtleiter verspleißt werden müssen. Insbesondere können die Lichtleiter in einer getrennten Werkstatt als Abschnitte geeigneter Länge hergestellt, aufgewickelt und in ihren entsprechenden Trommeln geschützt werden. Die geladenen Trommeln können daher so installiert werden, daß nur die daraus hervorstehenden Lichtleiterteile gehandhabt werden müssen, daß also die Lichtleiter nicht ab- oder wieder aufgewickelt oder sonstwie manipuliert werden müssen.
Außerdem kann durch die erfindungsgemäße Konstruktion die Verstärkergesamtgröße so weit verringert werden, wie das dem kleinsten für die Lichtleiter erlaubten Krümmungsradius entspricht, d. h. fast so klein wie die Außenabmessungen der nebeneinanderliegenden Trommeln 22 und 23, die die aktiven Lichtleiter tragen.
Die dichroitischen 5, 8 und Richtkoppler 2, 12 können außerdem trotz ihrer länglichen Form ordentlich in der Struktur des Verstärkers 1 angeordnet werden, ohne daß den damit verbundenen Lichtleiterabschnitten 14 dadurch Einschränkungen der Anordnung auferlegt würden.
Schließlich ist die zentrale Anordnung der Laser 6 und 9 für die Dissipation der von den Lasern erzeugten Wärme vorteilhaft. Wenn nämlich die Platte 17 aus wärmeleitendem Material gemacht ist, nimmt ihre gesamte Oberfläche am Wärmedissipationsprozeß teil, wodurch in der Nachbarschaft des Gehäuses 26 die Temperatur verringert wird, während die Größe des Verstärkers 1 relativ klein bleibt.

Claims

1. Optischer Verstärker mit elektronischen (41, 42) und optischen (2-13) Elementen, die mindestens einen aktiven Lichtleiterabschnitt (7, 10) und eine Pumplaserquelle (6, 9), die über eine optische Kopplereinrichtung (5, 8) auf den aktiven Lichtleiterabschnitt (7, 10) wirkt, und die optischen Elemente verbindende Lichtleiterabschnitte aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß er die folgenden Elemente hat:

- eine optische Einheit (15), die alle optischen Elemente (2-13) einschließt,

- eine elektronische Einheit (16), die die elektronischen Elemente (41, 42) einschließt,

- eine Teilungsebene (38), die die optische Einheit (15) räumlich von der elektronischen Einheit trennt, und

- Einrichtungen (43, 44) zum funktionellen Verbinden der optischen (15) und der elektronischen (16) Einheit, die sich durch die Teilungsebene (38) hindurch erstrecken und aus rein elektrischen Verbindungen bestehen.

2. Optischer Verstärker nach Anspruch 1, bei dem die optische (15) und die elektronische (16) Einheit übereinander liegen und die elektrischen Verbindungseinrichtungen (43, 44) sich im wesentlichen senkrecht erstrecken.

3. Optischer Verstärker nach Anspruch 2, bei dem die elektronische Einheit (16) eine Platine (41) aufweist.

4. Optischer Verstärker nach Anspruch 3, bei dem die elektrischen Verbindungseinrichtungen Stifte (43) aufweisen, die sich von der optischen Einheit (15) senkrecht nach oben erstrecken und sich mit Einschiebe- und/oder Lötösen (44) verbinden, die auf der Platine (41) ausgebildet sind.

5. Optischer Verstärker nach Anspruch 1, bei dem die optischen Elemente weiter einen mit einem entsprechenden optischen Meßgerät (3, 13) verbundenen Richtkoppler (2, 12) und einen optischen Isolator (4, 11) aufweisen und bei dem die optische Einheit (15) die folgenden Elemente aufweist:

- eine Basisplatte (17),

- ein auf der Basisplatte (17) angebrachtes Organisatorgestell (18),

- eine Wickeltrommel (22, 23), wobei der aktive Lichtleiterabschnitt (7, 10) auf der Unterseite des Organisatorgestells (18) angebracht ist,

- ein Fenster (29) durch das Organisatorgestell (18) zum Befestigen der durch das Organisatorgestell (18) hindurch wirkenden Laserquelle (6, 9) auf der Platte (17),

- einen auf dem Organisatorgestell ausgebildeten Stecker (33) zum Befestigen des optischen Meßgeräts (3, 13),

- auf dem Organisatorgestell (18) ausgebildete Stecker (24, 25, 34) für die optische Kopplereinrichtung (5, 8), den Richtkoppler (2, 12) und den Isolator (4, 11),

- im Organisatorgestell (18) ausgebildete Öffnungen (35) zum Hindurchführen der Lichtleiterabschnitte und

- Sammeleinrichtungen (36, 37) oben auf dem Organisatorgestell (18) zum Sammeln der verbindenden Lichtleiterabschnitte (14).

6. Optischer Verstärker nach Anspruch 5, bei dem die Sammeleinrichtungen einen erhobenen umlaufenden Rand (36) oben auf dem Organisatorgestell aufweisen, wodurch der obere Teil des Organisatorgestells im wesentlichen die Form eines Tabletts bekommt.

7. Optischer Verstärker nach Anspruch 6, bei dem der umlaufende Rand (36) nach innen vorstehende Fortsätze aufweist.

8. Optischer Verstärker nach Anspruch 5, bei dem die Pumplaserquelle (6, 9) schräg in der Mitte des Organisatorgestells (18) und der Platte (17) angeordnet ist.

9. Optischer Verstärker nach Anspruch 5, mit zwei Verstärkerstufen und mit zwei aktiven Lichtleiterabschnitten (7, 10), die jeweils auf einer der beiden Wickeltrommeln (22, 23) aufgerollt sind, wobei die Trommeln auf der Unterseite des Organisatorgestells (18) nebeneinander angebracht sind.