FI82316B - Optical branching device - Google Patents
Optical branching device Download PDFInfo
- Publication number
- FI82316B FI82316B FI892827A FI892827A FI82316B FI 82316 B FI82316 B FI 82316B FI 892827 A FI892827 A FI 892827A FI 892827 A FI892827 A FI 892827A FI 82316 B FI82316 B FI 82316B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- glass substrate
- light channel
- transmitter
- receiver
- main light
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
Description
! 82316! 82316
Optinen haaroitinelinOptical splitter member
Keksinnön kohteena on optinen haaroitinelin optisen kuidun muodostamaan siirtoyhteyteen liittymistä varten, 5 joka haaroitinelin käsittää ainakin yhden tasomaisen lasi-substraatin, johon on muodostettu ionivaihtotekniikalla valokanavia, joissa valon taitekerroin on suurempi kuin muualla lasisubstraatissa.The invention relates to an optical branching member for connection to a transmission connection formed by an optical fiber, which branching member comprises at least one planar glass substrate in which light channels with a higher refractive index than elsewhere in the glass substrate are formed by ion exchange technology.
Nykyisin on käytössä monia erilaisia paikallisverk-10 kojärjestelmiä, joissa useat yhteiseen väylään kytketyt älykkäät laitteet kommunikoivat keskenään väylän kautta. Tällaiset väyläratkaisut toteutetaan yleensä käyttäen kaupallisesti saatavilla olevia sähköisiä tiedonsiirtokompo-nentteja ja sähköistä tiedonsiirtoväylää. Sähköiset jär-15 jestelmät eivät kuitenkaan ole riittävän luotettavia esimerkiksi teollisuusympäristössä, missä esiintyy runsaasti sähkömagneettisia häiriöitä. Optinen kuitu ja optinen tiedonsiirto on varteenotettava vaihtoehto kuparijohtimelle ja sähköiselle tiedonsiirrolle sovellutuksissa, jossa vaa-20 ditaan suurta luotettavuutta, koska optinen kuitu on immuuni sähkömagneettiselle säteilylle ja maasilmukoille ja aikaansaa täydellisen sähköisen erotuksen laitteiden välille. Kuitu on myöskin kevyt ja sen suurta kaistanleveyttä voidaan käyttää hyväksi esimerkiksi reaaliaikaisissa sää-25 tösovellutuksissa teollisuusympäristössä.Today, there are many different local area network-10 network systems in which several smart devices connected to a common bus communicate with each other via the bus. Such bus solutions are generally implemented using commercially available electronic communication components and an electronic communication bus. However, electrical systems are not sufficiently reliable, for example in an industrial environment where there is a lot of electromagnetic interference. Optical fiber and optical communication is a viable alternative to copper conductor and electrical communication in applications where high reliability is required because optical fiber is immune to electromagnetic radiation and ground loops and provides complete electrical separation between devices. The fiber is also light and its high bandwidth can be utilized, for example, in real-time weather applications in an industrial environment.
Esillä olevan keksinnön päämääränä on aikaansaada tällaisiin optisiin väylärakenteisiin sopiva optinen haaroitinelin.It is an object of the present invention to provide an optical splitter member suitable for such optical bus structures.
Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä 30 optisella haaroitinelimellä, jolle on keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että haaroitinelin käsittää kaksi lasisubs-traattia, joissa kummassakin on lasisubstraatin poikki ulottuva päävalokanava sekä oleellisesti pienemmän poikkileikkauspinta-alan omaava lähetin/vastaanotinvalokanava, 35 joka jakautuu kahdeksi symmetriseksi haaraksi, jotka kaar- 2 82316 tuvat vastakkaisiin suuntiin päävalokanavan suuntaisiksi ja yhtyvät päävalokanavaan, valokanavien käsittäessä oleellisesti puoliympyrän muotoisen poikkileikkauksen, ja että lasisubstraatit on liitetty yhteen siten, että päävalo-5 kanavat ovat vastakkain ja erotettu optisesti toisistaan lasisubstraattien välissä olevalla pienen taitekertoimen omaavalla kerroksella.This is achieved by an optical coupler member 30 of the type described in the introduction, which according to the invention is characterized in that the coupler member comprises two glass substrates, each having a main light channel extending across the glass substrate and a transmitter / receiver light channel having a substantially smaller cross-sectional area. - 2 82316 converge in opposite directions parallel to the main light channel and merge with the main light channel, the light channels comprising a substantially semicircular cross-section, and that the glass substrates are connected so that the main light channels are opposed and optically separated by a small gap between the glass substrates.
Vastakkain asetetut puoliympyrän muotoiset päävalo-kanavat muodostavat ympyrän muotoisen valokanavan, jolla 10 on oleellisesti sama halkaisija kuin väyläkuidulla, joka tullaan liittämään tämän valokanavan molempiin päihin siten, että optinen väylä kulkee valokanavan kautta. Toisella lasisubstraatilla olevaan sivuvalokanavaan kytketään optinen lähetinkomponentti ja toisella lasisubstraatilla 15 olevaan sivuvalokanavaan kytketään optinen vastaanotin-komponentti. Keksinnön mukaisessa haaroitinelimessä optinen signaali voidaan kytkeä optisesta lähettimestä sivuvalo-kanavan kautta väylälle samanaikaisesti molempiin suuntiin lähes häviöttömästi (ainoastaan 3 dB:n ideaalisella teho-20 häviöllä). Vastaavasti väylältä voidaan kytkeä kummasta suunnasta tahansa tulevasta optisesta signaalista toisessa lasisubstraatissa olevan sivuvalokanavan avulla optiselle vastaanottimelle haluttu, väylään kytkettyjen solmupisteiden lukumäärästä riippuva optinen teho. Sivuvalokanavan 25 haaran poikkipinta-alan suhde päävalokanavan poikkipinta-alaan määrää väylältä siepattavan optisen tehon suuruuden. Koska lähetinkomponenttiin kytketty sivuvalokanava ja vas-taanotinkomponenttiin kytketty sivuvalokanava ovat eri substraateissa, joiden välissä on pienen taitekertoimen 30 omaava kerros, lähetin ja vastaanotin ovat optisesti toisistaan täysin erotettuja. Tämän vuoksi ylikuuluminen väylän saman solmupisteen lähettimen ja vastaanottimen välillä on pieni. Tällöin solmun oma lähetys ei häiritse solmun vastaanotinta. Tämän ansiosta esimerkiksi optinen kilpa-35 varausväylä voidaan toteuttaa tunnistamalla sanomien tör- 3 82316 mäys solmussa, koska väylältä kuuluva signaali voi olla peräisin vain jostakin muusta solmusta.Opposite semicircular main light channels form a circular light channel having substantially the same diameter as the bus fiber that will be connected to both ends of this light channel so that the optical bus passes through the light channel. An optical transmitter component is connected to the side light channel on the second glass substrate and an optical receiver component is connected to the side light channel on the second glass substrate 15. In the branch element according to the invention, the optical signal can be connected from the optical transmitter via the side light channel to the bus simultaneously in both directions almost without loss (only with an ideal power-20 loss of 3 dB). Correspondingly, the desired optical power depending on the number of nodes connected to the bus can be switched from the bus to the optical receiver by means of a side light channel on the second glass substrate from the optical signal coming from either direction. The ratio of the cross-sectional area of the branch of the side light channel 25 to the cross-sectional area of the main light channel determines the amount of optical power captured from the bus. Since the side light channel connected to the transmitter component and the side light channel connected to the receiver component are on different substrates with a layer having a low refractive index 30 between them, the transmitter and the receiver are optically completely separated from each other. Therefore, the crosstalk between the transmitter and receiver of the same node on the bus is small. In this case, the node's own transmission does not interfere with the node's receiver. As a result, for example, the optical racing 35 bus can be implemented by detecting a message collision at a node, since the signal from the bus can only come from another node.
Lisäksi ionivaihtotekniikalla valmistetulla valo-kanavalla on pieni muotoselektiivisyys, mikä edelleen pie-5 nentää väylälle kytketyn optisen signaalin vaimennusta. Lisäksi samalle substraatille voidaan helposti valmistaa useita erilaisia haaroittimia.In addition, the light channel made by ion exchange technology has a low shape selectivity, which further reduces the attenuation of the optical signal connected to the bus. In addition, several different branches can be easily manufactured on the same substrate.
Keksintöä selitetään nyt yksityiskohtaisemmin suo-ritusesimerkin avulla viitaten oheiseen piirrokseen, jossa 10 kuvio 1 esittää perspektiivikuvan keksinnön mukaisen haaroitinelimen kahdesta lasisubstraatista, kun ne ovat toisistaan erotettuina, kuvio 2 esittää perspektiivikuvan keksinnön mukaisesta haaroitinelimestä lasisubstraatit toisiinsa liitet-15 tyinä, ja kuvio 3 esittää leikkauskuvan keksinnön mukaisesta haaroitinelimestä, johon on liitetty optinen väyläkuitu sekä vastaanotin- ja lähetinkomponentit.The invention will now be described in more detail by means of an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a perspective view of two glass substrates of a branch member according to the invention when separated from each other; to which a fiber optic fiber and receiver and transmitter components are connected.
Kuviossa 1 on esitetty kaksi suorakaiteen muotoista, 20 tasomaista lasisubstraattia 1 ja 2, joiden toiselle taso-pinnalle on muodostettu ioninvaihtotekniikalla puoliympyrän muotoiset valokanavat 3a ja 6 sekä vastaavasti 3b ja 5. Valokanavia muodostettaessa lasisubstraatin pintaan muodostetaan sopiva maski, jossa on haluttujen valokanavien koh-25 dalla aukot. Tämän jälkeen lasisubstraatin päälle muodostetaan rajoitettu ionilähde, edullisesti lasisubstraatin pintaan höyrystetty hopeakalvo, josta ionit sähkökentän avustuksella tunkeutuvat lasiin ja korvaavat paikallisesti lasissa alkuaan olevia ioneja, kuten Na*-ioneja. Rajoitet-30 tua ionilähdettä käytettäessä valokanavien dimensiot määräytyvät maskissa olevan aukon leveydestä ja hopeakalvon paksuudesta: kapeampi maskissa oleva aukko aikaansaa matalamman valokanavan.Figure 1 shows two rectangular, 20 planar glass substrates 1 and 2, on the second plane surface of which semicircular light channels 3a and 6 and 3b and 5, respectively, are formed by ion exchange techniques. When forming light channels, a suitable mask is formed on the surface of the glass substrate. dalla openings. A limited ion source is then formed on the glass substrate, preferably a silver film vaporized on the surface of the glass substrate, from which the ions penetrate the glass with the aid of an electric field and locally replace ions initially in the glass, such as Na * ions. When using a limited ion source, the dimensions of the light channels are determined by the width of the aperture in the mask and the thickness of the silver film: the narrower aperture in the mask provides a lower light channel.
Kuviossa 3 on havainnollistettu lasisubstraatin 1 35 pintaan muodostettuja valokanavia. Lasisubstraatin poikki 4 82316 sen yhdestä reunasta toiseen reunaan kulkee oleellisesti suora ja leveä päävalokanava 3a. Päävalokanavan 3a leveys on edullisesti yhtä suuri kuin optisen väyläkuidun 10 halkaisija. Lasisubstraatin toisesta sivureunasta alkaa ka-5 peampi ja oleellisesti pienemmän poikkileikkauspinta-alan omaava sivuvalokanava 6, joka jakautuu kahdeksi symmetriseksi haaraksi 6b ja 6a, jotka kaartuvat vastakkaisiin suuntiin kohti päävalokanavan 3a vastakkaisia päitä päävalokanavan suuntaisiksi ja yhtyvät päävalokanavaan kas-10 vattaen päävalokanavan 3a poikkileikkauspinta-alaa oman poikkileikkauspinta-alansa verran. Tästä on seurauksena pieni muotoselektiivisyys sekä väylälle että väylältä optista signaalia kytkettäessä. Päävalokanavaan 3a muodostuu siten kapeampi osuus niiden kohtien väliin, joissa haarat 15 6a ja 6b liittyvät päävalokanavaan.Figure 3 illustrates light channels formed on the surface of the glass substrate 1. A substantially straight and wide main light channel 3a runs across the glass substrate 4 82316 from one edge to the other. The width of the main light channel 3a is preferably equal to the diameter of the optical bus fiber 10. From the second side edge of the glass substrate begins a side light channel 6 with a larger and substantially smaller cross-sectional area, divided into two symmetrical branches 6b and 6a which curve in opposite directions towards opposite ends of the main light channel 3a parallel to the main light channel. by its own cross-sectional area. This results in low shape selectivity for both the bus and the bus when connecting the optical signal. A narrower portion is thus formed in the main light channel 3a between the points where the branches 15a and 6b join the main light channel.
Kuten edellä todettiin, poikkileikkaukseltaan puoliympyrän muotoisten kanavien syvyydet ovat suoraan verrannollisia niiden leveyteen, minkä vuoksi pääkanava 3a on huomattavasti syvempi kuin sivukanava 6 tai sen haarat 20 6a ja 6b.As stated above, the depths of the channels of semicircular cross-section are directly proportional to their width, so that the main channel 3a is considerably deeper than the side channel 6 or its branches 20a and 6b.
Haaroitinelimen toinen lasisubstraatti 2 käsittää vastaavasti lasisubstraatin poikki ulottuvan leveän päävalokanavan 3b ja siihen yhtyvän kapeamman sivuvalokanavan 5. Sivuvalokanavaa 5 on kuitenkin siirretty päävalokanavan 25 3b pituussuunnassa lasisubstraatilla 1 olevan sivuvalokanavan 6 suhteen siten, että ne eivät ole täysin kohdakkain.The second glass substrate 2 of the branch member respectively comprises a wide main light channel 3b extending across the glass substrate and a narrower side light channel 5 joining it. However, the side light channel 5 is displaced longitudinally with respect to the side light channel 6 on the glass substrate 1 so as not to be completely aligned.
Lasisubstraatit 1 ja 2 liimataan kuvion 2 mukaisesti yhteen niiden välissä olevalla pienitaitekertoimisella 30 liimakerroksella 7, joka on edullisesti esim. silikoniku-mia tai jokin UV-valolla kovettuva liima. Lasisubstraatit 1 ja 2 liitetään yhteen siten, että puoliympyrän muotoiset päävalokanavat 3a ja 3b tulevat vastakkain ja muodostavat oleellisesti ympyrän muotoisen poikkileikkauksen omaavan 35 valokanavan 3, jonka taitekerroin ja halkaisija on edul- 5 82316 lisesti yhtä suuri kuin kanavan 3 päähän liitettävän väylä-kuidun 10. Lasisubstraattien 1 ja 2 välissä oleva pieni-taitekertoiminen liimakerros erottaa valokanavan puoliskot 3a ja 3b ja sitä kautta haaroitinelimen lähetin- ja vas-5 taanotinhaarat 5 ja 6 optisesti toisistaan.According to Fig. 2, the glass substrates 1 and 2 are glued together with a low refractive index adhesive layer 7 between them, which is preferably e.g. silicone rubbers or a UV-curable adhesive. The glass substrates 1 and 2 are joined together so that the semicircular main light channels 3a and 3b face each other and form a light channel 3 having a substantially circular cross-section, the refractive index and diameter of which are preferably equal to that of the bus fiber 10 to be connected to the end of the channel 3. The low-refractive index adhesive layer between the glass substrates 1 and 2 optically separates the light channel halves 3a and 3b and thereby the transmitter and receiver branches 5 and 6 of the branch member.
Kuviossa 3 on havainnollistettu kuinka väyläkuidut 10 liittyvät päävalokanavan 3a päihin. Haaroitinelimen sivupintaan on liimattu optinen lähetinkomponentti 8, kuten LED, optisen signaalin lähettämiseksi lähetinkanavaan 6. 10 Suoraan haaroitinelimen kylkeen sijoitetulla lähetinkom-ponentilla saavutetaan paras optinen kytkentä lähetinkom-ponentista lähetinkanavaan 6. Kuviossa 3 on lisäksi piirretty katkoviivalla vastaanotinkanava 5 sekä sen kohdalle haaroitinelimen kylkeen sijoitettu ilmaisinkomponentti 9, 15 kuten PIN-diodi. Vaihtoehtoisesti lähetin- ja/tai vastaan-otinkomponentit voidaan liittää kanaviin 5 ja 6 erillisellä optisella kuidulla, jota kutsutaan yleisesti häntäkuiduksi.Figure 3 illustrates how the bus fibers 10 are connected to the ends of the main light channel 3a. An optical transmitter component 8, such as an LED, is glued to the side surface of the branch member to transmit an optical signal to the transmitter channel 6. The best optical connection from the transmitter component to the transmitter channel 6 is achieved 9, 15 such as a PIN diode. Alternatively, the transmitter and / or receiver components may be connected to channels 5 and 6 by a separate optical fiber, commonly referred to as a tail fiber.
Kuviot ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Yksityis-20 kohdiltaan keksinnön mukainen optinen haaroitinelin voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.The figures and the related description are intended to illustrate the present invention only. In particular, the optical splitter member of the invention may vary within the scope of the appended claims.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI892827A FI82316C (en) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | OPTISK FOERGRENINGSANORDNING. |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI892827 | 1989-06-08 | ||
FI892827A FI82316C (en) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | OPTISK FOERGRENINGSANORDNING. |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI892827A0 FI892827A0 (en) | 1989-06-08 |
FI82316B true FI82316B (en) | 1990-10-31 |
FI82316C FI82316C (en) | 1991-02-11 |
Family
ID=8528605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI892827A FI82316C (en) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | OPTISK FOERGRENINGSANORDNING. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI82316C (en) |
-
1989
- 1989-06-08 FI FI892827A patent/FI82316C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI82316C (en) | 1991-02-11 |
FI892827A0 (en) | 1989-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5864642A (en) | Electro-optic device board | |
US5479547A (en) | Optical multiplexer and demultiplexer module including multiplexing and demultiplexing filter film | |
KR101595820B1 (en) | Multichannel rf feedthroughs | |
US11287577B2 (en) | Optical mode converter for coupling between waveguides with different mode size | |
US8995845B2 (en) | Multi-laser transmitter optical subassembly for optoelectronic modules | |
TW201827874A (en) | Optical module including silicon photonics chip and coupler chip | |
US6408121B1 (en) | Optical communication module | |
CN111239895B (en) | Waveguide coupling structure and light emitter system | |
JPH09184934A (en) | Optical transmission and reception module | |
JPH0541963B2 (en) | ||
US5253094A (en) | Optical interconnection network | |
CN105891979A (en) | Light module | |
JP3344446B2 (en) | Optical transceiver module | |
CN103270443A (en) | Optical module and method of manufacturing same | |
JPH10123373A (en) | Waveguide type optical module | |
FI82316B (en) | Optical branching device | |
US5091985A (en) | Optical signal connection device for units to be inserted in a rack | |
Kang et al. | A cost‐effective 40‐Gb/s ROSA module employing compact TO‐CAN package | |
US20030090161A1 (en) | Light communication channel-based electronics power distribution system | |
GB2384928A (en) | Optical power distribution system | |
CN210835348U (en) | Single-fiber bidirectional transmission optical module | |
CN108345065B (en) | Optical signal processing device and preparation method | |
CN104422989B (en) | Optical assembly, Optical isolator module and light emission system | |
US20160282574A1 (en) | Sealing structure of optical communication module and sealing method of the same | |
CN115079347B (en) | Light emitting and receiving component and optical path coupling method for light emitting and receiving component |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed | ||
MM | Patent lapsed |
Owner name: RAUMA OY OCEANICS Owner name: NOKIA KAAPELI OY |