NL7905096A - Optisch vezelkoppeling. - Google Patents

Optisch vezelkoppeling. Download PDF

Info

Publication number
NL7905096A
NL7905096A NL7905096A NL7905096A NL7905096A NL 7905096 A NL7905096 A NL 7905096A NL 7905096 A NL7905096 A NL 7905096A NL 7905096 A NL7905096 A NL 7905096A NL 7905096 A NL7905096 A NL 7905096A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
optical
optical fibers
frusto
fibers
conical
Prior art date
Application number
NL7905096A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Lemesle Marcel
Guibert Marcel
Moing C Le
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lemesle Marcel, Guibert Marcel, Moing C Le filed Critical Lemesle Marcel
Publication of NL7905096A publication Critical patent/NL7905096A/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2821Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals
    • G02B6/2835Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals formed or shaped by thermal treatment, e.g. couplers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/255Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2552Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding reshaping or reforming of light guides for coupling using thermal heating, e.g. tapering, forming of a lens on light guide ends
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/262Optical details of coupling light into, or out of, or between fibre ends, e.g. special fibre end shapes or associated optical elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2848Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers having refractive means, e.g. imaging elements between light guides as splitting, branching and/or combining devices, e.g. lenses, holograms
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2856Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers formed or shaped by thermal heating means, e.g. splitting, branching and/or combining elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4202Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles
    • G02B6/4203Optical features

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Description

_ < 70 7333 MA3CEL. LEMESL2, MAHCEL GÏÏI3ERT ED GLADDE LE MO IDG,
Perros Guirec, Lannien en Lannion,
Frankrijk.
t
Optische vezelkoppeling.
De uitvinding heeft· betrekking ep een eptische koppeling omvattende tenminste drie takken optische vezels, waarvan er twee zijn samengesteld uit eerste en tweede optische vezels, die twee. vaste afgeknot kegelvormige segmenten dragen, waarvan de 5 assen coplanair zijn, alsmede een werkwijze ter vervaardiging van deze optische koppeling.
Gerichte eptische koppelingen met vier 'takken, waarvan een eerste en derde tak zijn samengesteld uit eenzelfde eerste optische vezel en waarvan een tweede en vierde tak zijn samenge-10 steld uit eenzelfde tweede optische vezel, worden beschreven in de volgende artikelen; Applied Physics Letters, volume 28, nr.
9, mei 1976, bis. 528 en 529» T« Ozeki en 3.S. Kawasaki, 3.S. Kawasaki en K«0. Hill, Applied Opties, volume 16, nr. 7, juli 1977 en £.0. Hill, B.S. Kawasaki, D.C. Johnson, Applied 15 Physics Letters', volume 31» nr. 11, december 1977.
In dergelijke optische koppelingen heeft elke samenstellende tak van een optische vezel de vorm van een afgeknot kegelvormig segment ("tronpon”) waarvan het grote grondvlak overgaat in het rechte deel van een vezeluiteinde en waarvan het kleine 20 grondvlak samenvalt met dat van het afgeknot kegelvormige seg ment dat de andere samenstellende tak van de vezel vormt. De twee afgeknot kegelvoraige segmenten van een vezel zijn identiek en worden verkregen door heet strekken van de vezel ter vorming van een dubbel conisch segment. Bij gebruik worden de twee dub-25 bel conische segmenten van de eerste en tweede optische vezel door smelten verenigd of gescheiden ter hoogte van hun kleine __ grondvlakken en worden zij ingebed in een geschikte transparante kleefstof.
Hst overdragen van een lichtsignaal -uit de eerste tak naar 7905096 4 » - 2 - b.v. de derde en vierde aangrenzende takken wordt direct uitgevoerd in de eerste vezel en indirect door tenminste het grensvlak tussen de mantels van de dubbel-conische segmenten van de eerste en tweede vezel3. Voor twee gegeven multi-modus optische 5 vezels die dezelfde structuur hebben, maar die nominaal ver schillende diameters kunnen bezitten, worden de koppelings- en richtingscoëfficiënten tussen de takken bepaald door de relatieve diameters en de coniciteit van de dubbel conische segmenten van de twee vezels. Anders uitgedrukt zijn de koppelingscoëffi-10 ciënten afhankelijk van het heet verstrekken van de twee vezels, waarvan de eigenschappen wat betreft het verkrijgen van voorafbepaalde koppelingscoëfficiënten slechts bij benadering kunnen worden bepaald. Voor koppelingen met vier takken verkregen door strekken en smelten van twee optische vezels met bepaalde opti-15 sche en maateigenschappen, zijn de koppelingscoëfficiënten bij benadering gelijk, waardoor het niet mogelijk is met eenzelfde fabricagemethode koppelingen met verschillende koppelingscoëffi-ciënten. te vervaardigen, In feite is het na het strekken en smelten uitgaande van gestrekte en gekitte optische vezels niet 20 meer mogelijk andere waarden van de koppelingscoëfficiënten te verkrijgen. Verder is het met de structuur van dergelijke koppelingen niet mogelijk zonder een aanzienlijk verlies een optische vezels in twee richtingen met twee andere optische vezels te koppelen.
25 De uitvinding heeft ten doel te voorzien in optische koppe lingen met drie of vier takken zonder de voornoemde bezwaren doordat men na het smelten en strekken van de de koppeling vormende optische vezels de plaats van de takken van één zijde met betrekking tot die van de takken van de andere zijde kan rege-30 len, waardoor men de gewenste koppelingscoëfficiënten gekozen uit een reeks waarden kan verkrijgen tezamen met een zeer gering . aansluitverlies, dat typerend kleiner is dan 1 dB.
Voor dit doel is een optische koppeling van het reeds gedefinieerde type volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt dat de 35 twee half afgeknot kegelvormige segmenten zich aan de uiteinden 7905096 f - 3 - bevinden van de eerste en tweede optische vezels en uitlopen in een eerste gemeenschappelijk bolvormig uiteinde gecentraliseerd om de gemeenschappelijke beschrijvende, en met een diameter groter dan de som van de diameters van hun kleine eind grondvlakken 5 en doordat een derde tak is samengesteld uit een derde optische vezel waarvan een uiteinde zich tegenover het eerste bolvormige uiteinde bevindt.
In tegenstelling tot bekende koppelingen, kan een koppeling volgens de uitvinding takken van verschillende diameters bezit-10 ten hetgeen verder de keuzemogelijkheden van de koppeleigen- schappen van de koppeling vergroot.
In het. geval van een optische koppeling met vier takken zijn de derde en vierde takken eveneens gevormd uit derde en vierde optische vezels die zijn gestrekt en gesmolten op analoge 15 wijze als de eerste en tweede optische vezels. Eet tweede bol vormige uiteinde dat gemeenschappelijk is aan de half afgeknot kegelvormige segmenten aan de uiteinden van de derde en vierde optische vezels ligt tegenover het eerste bolvormige uiteinde. Volgens de twee uitvoeringsvormen is het door micrometrische 20 verplaatsing in de drie dimensionale ruimte van het eerste bol vormig uiteinde met betrekking tot het rechte uiteinde van de derde optische vezel of het tweede bolvormig uiteinde mogelijk de waarden van de koppelings- en richtingscoëfficiënten in te stellen.
25 3ovendien kunnen de verliezen door aansluiten op het niveau van de koppeling minimaal worden gemaakt door het instellen van de relatieve posities van de naburige uiteinden van de vezels, waarbij sén bolvormig uiteinde de rol van focusserings- en optische verdelingslens speelt. 3eze aansluitverliezen hangen even-50 eens af van de relatieve diameters van de kleine grondvlakken van de half afgeknot kegelvormige segmenten. Volgens een eerste uitvoeringsvorm gericht op een koppeling met drie takken, worden deze verliezen verkleind wanneer de diameter van het uiteinde van de derde optische vezel nagenoeg gelijk is aan de som van de 55 diameters van de kleine grondvlakken van de twee afgeknot kegel- 7905096 - 4 - « vormige segmenten van de eerste en tweede optische vezels, of volgens de tweede uitvoeringsvorm "betrekking hebbende op een koppeling met vier takken, wanneer de sommen van de diameters de kleine grondvlakken van de afgeknot kegelvormige segmenten van 5 de eerste en tweede optische vezels enerzijds en de derde en vierde optische vezels anderzijds nagenoeg gelijk zijn.
Yerder hangen deze aansluitverliezen eveneens af van de overgang tussen het grote grondvlak van het half afgeknot kegelvormige segment en het rechte gedeelte van elke vezel. Het is 10 voordelig dat deze laatste afhankelijkheid wordt onderdrukt wan neer de halve tophoek van het afgeknot kegelvormige segment van elke optische vezel gelijk, is aan het complement van de kritische hoek van het grensvlak kern-mantel van de vezel.
Bij gebruik kunnen de eerste en tweede bolvormige uiteinden 15 afzonderlijk in de hars worden gehandhaafd of worden gesmolten tot één enkelvoudig bolvormig uiteinde dat de vier takken verbindt. Een dergelijke optische koppeling heeft talrijke toepassingen in een overdrachtssysteem van optische signalen waarbij men deze in wezen onderscheidt in: 20 - koppeling van duplexverbindingen door optische vezels met het oog op het multiplexeren van optische informatiesignalen; - het realiseren van een multifrequente optische verbinding; - permanente regeling van een optische -transmissiënjn; - invoeren en bemonstering van een informatiesignaal of test- 25 signaal in een lijn.
De uitvinding wordt toegelicht door de nu volgende twee uitvoeringsvormen aan de hand van de bijgaande tekeningen waarin: figuur 1 schematisch een optische koppeling met drie takken 30 volgens de uitvinding voorstelt; figuur 2 in bijzonderheden de koppeling tussen de drie vezels van de koppeling van figuur 1 via het eerste bolvormige uiteinde weergeeft; figuur 3 schematisch de inrichting voor het vervaardigen 35 van de afgeknot kegelvormige segmenten en het bolvormig uiteinde 7905096 v - 5 - van een paar optische vezels aan eenzelfde zijde weergeeft} figuur 4 de conische segmenten aan de uiteinden van dit paar vezels na strekken en breken voorstelt; figuur 5 schematisch de meet- en regelinrichting voor het 5 micrometrisch verstellen met het oog op het verkrijgen van voor afbepaalde koppelingscoëfficiënten weergeeft; figuur 6 het traject van een lichtstraal bij totale reflectie in een afgeknot kegelvormig segment weergeeft; figuur 7 de veelvoudige reflectief van een lichtstraal in 10 een afgeknot kegelvormig segment weergeeft; en figuur Θ schematisch een optische koppeling met vier takken volgens de uitvinding voorstelt.
In figuur 1 wordt een koppeling volgens de uitvinding voorgesteld met drie optische vezels , Fg ea ^ van eea transmis-15 sie net van optische signalen. De lichtsterkte P^ doorgelaten door vezel F_ wordt verdeeld in twee lichtsterkten ?. en F0 ont- J ld vangen door de vezels F^ en ?^ afhankelijk van de verliescoëffi-ciënten door aansluiting <x en koppeling <iie <*β koppeling karakteriseren: p
20 α - 10 log -p-~-p- dB
r1 r2
C -10 log -75— dB
x 2
Elke transmissievezel F,, ^ net sezl diameter die a priori verschilt van die van de twee andere is verbonden met een optische vezel 1, 2 of 3 van. de koppeling, die eenzelfde diame-25 ter heeft, door middel van een aansluitstuk 4.,, of 4^ tussen de vezels van het bekende type, zoals b.v. beschreven in de Franse octrooiaanvrage 77-18675·
De koppeling van de drie vezels 1, 2 en 3 van de koppeling wordt gerealiseerd in een gemeenschappelijk aansluitstuk van de 30 naburige uiteinden van deze vezels, schematisch voorgesteld door blok 5 in figuur 1 en in bijzonderheden in figuur 2.
In figuur 2 ziet men dat de eerste en tweede vezels 1 en 2 elk een afgeknot kegelvormig segment 10 of 20 aan het uiteinde bezitten, dat door een gemeenschappelijke bolvormige uiteinde t 7905096 - δ -.
is verlengd. Deze segmenten 10 en 20 kunnen verschillende diameters helden, dat wil zeggen dat vezels 1 ©f 2 of F^ en Fg nominaal verschillende diameters kunnen bezitten. De mantels of emtrekken 11 en 12 van vezels 1 en 2 hebben hij de vaste afge-5 knot kegelvarmige segmenten een gemeenschappelijke beschrijvende 7. Het eerste holvormige uiteinde 6^ is gecentreerd in 6 1 om de- beschrijvende 7 en heeft een diameter D die groter is dan de som van de hartdiameters d^, dg van de kleine grondvlakken van de afgeknot kegelvormige segmenten 10 en 20. Tenslotte wordt het 10 holvormige uiteinde 6^ in het grootste gedeelte daarvan gevormd uit een kern met dezelfde samenstelling als die van vezels 1 en 2, die omringd is door. een zeer dun vlies van een materiaal identiek aan dat van de omtrekken 11, 21 van de vezels 1 en 2, t
Dit vlies is vrijwel transparant ten opzichte van optische sig-15 nalen. .
De derde optische vezel 3 die de derde tak van de koppeling voorstelt heeft een kern 32 en mantel 31 structuur analoog aan die van eerste en tweede vezels 1 en 2. De diameter van de kern d^ van vezel 3 is steeds kleiner dan die van het holvormige uit-20 einde (d). De as van het rechte uiteinde 30 van vezel 3 aan gesloten in het koppelingsblok 5 is evenwijdig aan de gemeenschappelijke beschrijvende 7> maar kan echter enigszins transversaal ten opzichte van deze laatste zijn versprongen.
De koppeling omvat tenslotte een drager.50 van de vooraf-25 gaande elementen zoals een glas lamel waarop de aansluitstukken 4.-4, zijn gelijmd en waarop nadat zij op hun plaats zijn ge- 1 5 bracht de uiteinden 10-30 van de vezels 1-3 en het holvormige uiteinde 6^ door middel van een hars van het type dat snel po-lymeriseert op het oppervlak voorgesteld door blok 5 van figuur 30 1 zijn vastgemaakt.
De inrichting 8 voor het vormen van het bolvormige uiteinde . -6^2» gemeenschappelijk aan beide takken of optische vezels 1 en 2 van de koppeling met 3 takken, wordt voorgesteld in figuur 3·
Zoals men hierna zal opmerken kan deze inrichting tevens worden 35 gebruikt voor het verkrijgen voor het tweede gemeenschappelijke 7905096 v -7-- bolvormige uiteinde aan de twee andere takken of aan de derde en vierde optische vezels van de koppeling met vier takken volgens de uitvinding.
Be twee optische vezels 1 en 2 gaan, bij voorkeur wanneer 5 zij dezelfde diameter hebben, uit van eenzelfde lont of voorvorm ("amorce") van de optische vezel 1'-2' die is samengevouwen (voorgesteld door de streeplijnen in figuur 3) of van twee lonten van optische vezels 1' en 2' met in het algemeen verschillende diameters en. analoge structuren. Na vastzetting in een 10 vaste schroefklem 80, worden deze twee vezellonten 1' en 2' in elkaar gerold teneinde daartussen een uitstekend contact te verkrijgen. Baarna worden deze ingerolde lonten horizontaal gespannen en vastgezet in een tweede beweegbare klem 81. Beze klem 81 is gemonteerd op een slede 82 die horizontaal over een rail 83 15 glijdt en elastisch is vastgemaakt door een trekveer 83 aan de andere zijde van de vaste klem 80. Be loop van slede 82 wordt geregeld door middel van een tafel met horizontale micrometri-sche verstelling die de rail 83 draagt alsmede een tweede rail 85 loodrecht op de voorafgaande.
20 Tijdens een tweede trap, wordt een micro brander 86 gemon teerd op een tweede slede 87 die op de rail 85 glijdt en de vlam daarvan onder de twee lonten van vezel 1' en 2', gespannen tussen de twee -klemmen 80 en 81, gebracht. Bij de hete verstrekking * van de lonten 1' en 2' teweeggebracht door de gecombineerde 25 · werking van verhitting van microbrander 86 en de trek van veer 84, vernauwen de doorsneden van de lonten 1' en 2' zich tot breuk en scheiding optreedt van de opgerolde delen van de enerzijds door de vaste klem 80 en anderzijds door de beweegbare klem 81 vastgeklemde lont. Zoals weergegeven in figuur 4 is elk 30 aldus afgescheiden gedeelte samengesteld uit twee verbonden ve zels 1 en 2 die elk een conisch segment hebben dat, met het andere, een gemeenschappelijke beschrijvende 7 en een coplanaire as heeft.
Tijdens een derde trap wordt daarna het bolvormige uiteinde $5 verkregen door smelten van her gemeenschappelijke uiteinde 790 5 0 9 6 - 8 -4 aan. de twee uiterste- conische segmenten van vezels 1 en 2 door middel van niicrobrander 86. De combinatie van de twee vezels 1 en 2 heeft de structuur zoals eerder beschreven in figuur 2.
Tijdens een vierde trap gaat men tenslotte over tot de re-5 geling van de plaats van de derde vezel 3 niet betrekking tot de combinatie van de eerste en tweede optische vezels 1 en 2, als functie van de voorafbepaalde eigenschappen van de te realiseren optische koppeling met drie takken.
Om dit uit' te voeren zoals voorgesteld in figuur 5 worden 10 het uiteinde 30 van vezel 3 en de combinatie van de afgeknot ke gelvormige samenhangende segmenten 10 en 20 van vezels 1 en 2 vastgeklemd in een beweegbare klem. 90 en een vaste,klem 91»-zodanig dat het uiteinde 30 tegenover het uiteinde 6^ ligt, zoals aangetoond in figuur 2. Deze klemmen 90 en 91 zijn gemonteerd op 15 ' een tafel met micrometrische verstelling in de driedimensionale ruimte, volgens het cartesiaanse coördinatenstelsel X, Y, Z, waarin Z de richting evenwijdig aan de vezelas 3 en de gemeenschappelijke beschrijvende 7 aangeeft, let andere uiteinde van vezel 3 ontvangt een lichtsignaal met lichtsterkte P^ uit een 20 lichtbron en via geschikte focusseringselementen, als één geheel voorgesteld door blok 92, terwijl de lichtsterkten P^ en Pg ontvangen via de koppeling door vezels 1r.en 2 worden gemeten aan de uiteinden van hun rechte doorsneden door middel van de foto-wattmeters 93 en 94. Als functie van de plaatsregeling in de 25 driedimensionale ruimte van de uiteinden 30 van de derde opti sche vezel 3 met betrekking tot het centrum 61 van het bolvormige uiteinde 6^ en metingen van de lichtsterkten en verkrijgt men de koppelingscoëfficiënt C1^ waarbij tegelijkertijd de verliescoëfficiënt door aansluiting α optimaal wordt gemaakt. 30 Bij gebruik wordt tenslotte hetzij de voorafgaande opbouw behouden om een andere waarde van de coëfficiënt te verkrijgen, of zoals reeds vermeld, worden het uiteinde 30 en de afgeknot kegelvormige segmenten 10 en 20 gebed in een geschikte hars op een glaslamel 50.
35 Tijdens de plaatsregeling van uiteinde 30 van vezel 3 met 790 5 0 96 - 9 - * betrekking tot het bolvormige uiteinde 6^ is het door verplaatsingen langs de transversale richtingen X en Y mogelijk de verdeling van de lichtsterkte in de twee vezels 1 en 2 te cali-breren om koppelingscoëfficiënten ^ tussen 3 dB en 30 dB te 5 verkrijgen, waarbij de aansluitverliezen α kleiner dan een deci bel worden gehouden. De regeling van de aansluitverliezen α wordt in wezen gerealiseerd door de axiale verplaatsing van vezel 3 in de Z-richting en door middel van het bolvormige uiteinde 6^2 dat de rol van focusseringslens speelt.
10 Behalve de regeling van de X, Y en Z-plaatsen beïnvloeden de afmetingen van het afgeknot kegelvormige segment 10 of 20 van elke eerste of tweede optische vezel 1 of 2 met betrekking tot de rechte doorsnede van de vezel eveneens coëfficiënt a. Of anders uitgedrukt, het is voordelig de numerieke opening van het 15 afgeknot ksgelvormige segment aan te passen aan die van de vezel teneinde de aansluitverliezen te optimaliseren.
In figuur 6 wordt een gedeeltelijke halve doorsnede in lengterichting van een afgeknot kegelvormig segment weergegeven, b.v. 10 van de optische vezel 1 met een halve tophoek a. Tevens 20 wordt een invallende straal I voorgesteld, doorgelaten door ve- o zei 3 door het bolvormige uiteinde die doordringt in he't segment 10 met een hoek Θ . Deze hoek 0 is gedefinieerd met be- c c trekking tot as 13 van segment 10 en komt overeen met een totale reflectie op het grensvlak 14 van de mantel 11 en de kern 12. De 25 invalshoek van de straal I op dit grensvlak 14 is gelijk aan de c kritische hoek van vezel 1 gedefinieerd door bekende relatief sinus waarin n^ en de brekingsindices van de mantel 11 en de kern 12 zijn. Indien men door θ_, de penetratiehoek aanduidt van een 50 dergelijke straal I , die een totale reflectie in een rechte
G
doorsnede van vezel 1 ondergaat, die gelijk is aan het complement van de kritische hoek ziet men volgens figuur 6 dat geldt: = S-, f a.
o F
35 Bijgevolg wordt door de numerieks opening van het afgeknot 7905096 'Λ ... 10- kegelvormige segment 10 gelijk aan n_ sin Θ de numerieke ope-' c c , ning van vezel 1 vergroot, die bij een rechte doorsnede gelijk is aan n^ sin θρ, Of men kan volstaan de numerieke opening n2 sin Θ aan te passen aan die van de vezel opdat er geen aansluit-5 verliezen op het niveau van de overgang van het afgeknot kegel vormige segment en de rechte doorsnede volgens de vezel is.
Een straal I met een penetratiehoek kleiner dan 0 of een c die onder totale reflectie doordringt in het segment 10 met een hoek f > j , zoals weergegeven in figuur 7> ondergaat veelvou-c 10 dige reflecties hij de afwisselende punten M1, Mg, M^ ...... Mn op de symmetrisch heschrijvenden van het grensvlak 14 met de hoeken 0. - 6 zoals*.
^1 'n 0,-0 02 * $1 + 2a = φ + 2a 15 = l2 + 2a φ + 4a + 2 (n-1) a.
Het aantal n van achtereenvolgende reflecties in het segment 10 is begrensd, want straal I nadert uit een richting*even-20 wijdig aan een beschrijvende van het segment. De laatste reflectie bij punt heeft plaats wanneer men heeft: 77/2 - 2a.
Wanneer dergelijke stralen I hun evenwichtstoestand hebben bereikt dringen zij bijgevolg in de rechte doorsnede van vezel 1 door met een hoek die gelijk is aan of aanzienlijk lager dan a.
25 Hieruit volgt dat een segment van optische vezels volgens de uitvinding met een halve tophoek zoals a = 9- = 77/2 - 0 de aan- J? c sluitverliezen tussen het segment en het rechte deel van de vezel optimaliseert en dat de toepassing van twee dergelijke segmenten voor optische vezels 1 en 2 de verliescoëfficiënt α ver-30 mindert.
Volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de optische koppeling vier takken die gevormd zijn door vier optische vezels 1, 2, 3' en 4 waarmede men vier aansluitstukken 4-4,, twee vezels P, en F. enerzijds aan twee andere vezels F, i ' 4 ^ > 35 en F anderzijds kan koppelen, zoals blijkt uit figuur 8. Deze 7905096 ... 11 -
V
koppeling is samengesteld uit een eerste paar vezels 1 - 2 en een tweede paar vezels 3'-4- die elk zijn ontstaan door het door smelten samenvoegen van de uiteinden van de twee vezels in een eerste en tweede holvormig uiteinde 6^ ^4» na strekken en 5 smelten van twee lonten optische vezels, volgens een vervaardi- gingsproces analoog aan dat beschreven voor figuren 2, 3 en 4·
Wat tot dusver is vermeld betreffende de regeling van de stand van het uiteinde 30 van de optische vezel 3 met betrekking tot het bolvormige uiteinde 6^ ia de driedimensionale ruimte en wat 10 betreft het optimaliseren van de aansluitverliezen α (regeling volgens Z en verkrijging van a = 9p) is eveneens van toepassing op de regeling van de plaats van het tweede bo-lvormige uiteinde 6_. van vezels 3 *n 4 met betrekking tot het eerste bolvormige 3d uiteinde 6^ van vezels 1 en 2, of omgekeerd, en op de optimali-15 sering van de aansluitverliezen in vezels 1-4 tussen het afge knot kegelvormige segment en de rechte doorsnede.
Tolgens deze tweede uitvoeringsvorm is het door de micro-metrische verplaatsing van het eerste bolvormige uiteinde met betrekking tot het tweede bolvormige uiteinde 6M in de 20 ' driedimensionale ruimte mogelijk de koppelings- en richtings- coëfficiënten , C^, en C^2 volgens de twee transmissie-richtingen in te stellen.
In figuur 3 wordt tevens door een blok 5' het gebied van de hars waarin de bolvormige uiteinden 6^ en 6^4 ζ^-3η dngebed als-25 mede de vier afgeknot kegelvormige segmenten samengevoegd in pa ren van vezels 1-4 aangegeven.
7905096

Claims (3)

1. Optische koppeling omvattende tenminste drie takken van het optische vezeltype waarvan twee zijn samengesteld uit eerste en tweede optische vezels die twee afgeknot kegelvormige samenhangende segmenten omvatten waarvan de assen coplanair zijn, 5 met het kenmerk, dat de twee afgeknot kegelvormige segmenten (10, 20) aanwezig zijn aan de uiteinden van de eerste (1) en tweede (2) optische vezels en uitlopen in een eerste gemeenschappelijk holvormig uiteinde (6.jg) gecentreerd om de gemeenschappelijk beschrijvende (7) daarvan en met een diameter (-D) 10 groter dan de som. van de· kerndiameters (d^, dg) van de kleine extreme grondvlakken, en dat een derde tak is samengesteld uit een derde· optische vezel. (3) waarvan één uiteinde tegenover het eerste holvormig uiteinde .(é^g) üg't*
2. Optische koppeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, 15 dat een vierde tak is samengesteld uit een vierde optische ve zel (4); dat de uiteinden van de derde (3') en de vierde (4) optische vezels de vorm hebben van twee vaste afgeknot kegelvormige segmenten waarvan de assen coplanair zijn en die uitlopen in een tweede gemeenschappelijke bolvormige uiteinde (634) gecen- •20 treerd om hun gemeenschappelijke beschrijvende, met een diameter groter dan de som van de kerndiameters van de kleine eindgrond-vlakken daarvan; en dat de genoemde eerste (6^) en tweede (6^) bolvormige uiteinden tegenover elkaar liggen,
3· Optische koppeling volgens conclusie 1, met het kenmerk', 25 dat de diameter (d^) van het uiteinde van de derde optische ve zel (3) nagenoeg gelijk is aan de som van de diameters (d1, dg) van de kleine grondvlakken van de twee afgeknot kegelvormige segmenten (10, 20) van de eerste en tweede optische vezels (1, 2), 30 4· Optische koppeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de som van de diameters (d^, dg) van de kleine grondvlakken van de afgeknot kegelvormige segmenten (10, 20) van de eerste en tweede optische vezels (1, 2) enerzijds en de derde en vierde optische vezels (3> 4) anderzijds, nagenoeg gelijk zijn, 7905096 -13- 5* Optische schakelaar volgens conclusies 2 of 4» met het kenmerk, dat de genoemde eerste (6^) ea tweede (6^) Rolvormige uiteinden een gemeenschappelijk Rolvormig uiteinde vormen aan de kleine grondvlakken van de vier afgeknot kegelvormige segmenten 5 van de optische vezels (1, 2, 3» 4)«
6. Optische schakelaar volgens conclusies 1-5» met het kenmerk, dat de halve tophoek (a) van het afgeknot kegelvormig segment van elke optische vezel gelijk is aan het complement van de kritische hoek ) van de vezel. O 10 7· Werkwijze voor het vervaardigen van een optische koppe ling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze na het vastklemmen van de eerste en tweede lonten van de optische vezels (11, 2') gespannen tussen een vast punt (80) en een elastisch punt (81) de volgende achtereenvolgende trappen omvat: 15. het heet verstrekken van de eerste en tweede lonten (1', 2'), tot aan Rreuk op zodanige wijze dat tenminste de eerste en tweede optische vezels (1, 2) worden gevormd, waarbij de afgeknot kegelvormige extreme segmenten verenigd worden volgens de genoemde gemeenschappelijke beschrijvende (7); 20. het smelten van de gemeenschappelijke uiteinden van de afge knot kegelvormige segmenten (10, 20) in het eerste genoemde Rolvormige uiteinde (6.^) βί1 gelijktijdig het vormen van de afgeknot kegeivormige segmenten van de eerste en tweede vezels (1, 2)? 25. en het regelen van de aansluitverliezen en de koppeling door micrometrische verplaatsing in drie dimensies van het eerste Rolvormige uiteinde (6^) ten opzichte van het uiteinde (30) van tenminste de derde optische vezel (3)·
3. Werkwijze volgens conclusie 7> ter vervaardiging van de 30 optische koppeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de derde en vierde optische vezels worden vastgeklemd, gestrekt en gesmolten teneinde het tweede Rolvormige uiteinde (6^) te verkrijgen, welke trappen analoog zijn aan die volgens conclusie 7} en dat de regeling wordt uitgevoerd door micrometrische ver-35 plaatsing van het eerste (é.^) Rolvormige uiteinde ten opzichte 790 5 0 9 6 - Η- van het tweede (6^) Rolvormige uiteinde.. 9» Werkwijze volgens conclusies 7-8, met het kenmerk, dat na de regeling naburige uiteinden van de optische vezels op een lamel (50) worden vastgemaakt door omhullen met een hars (5, 5') 5 en de andere uiteinden van de optische vezels worden vastgemaakt door inbedden in aansluitklemmen (4^ 4.^ 4y 4 ) welke op de lamel (50) worden geplakt. 7905096
NL7905096A 1978-06-29 1979-06-29 Optisch vezelkoppeling. NL7905096A (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7819438A FR2430025A1 (fr) 1978-06-29 1978-06-29 Coupleur a fibres optiques
FR7819438 1978-06-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL7905096A true NL7905096A (nl) 1980-11-28

Family

ID=9210121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL7905096A NL7905096A (nl) 1978-06-29 1979-06-29 Optisch vezelkoppeling.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4256365A (nl)
JP (1) JPS557797A (nl)
DE (1) DE2923851A1 (nl)
FR (1) FR2430025A1 (nl)
GB (1) GB2023874B (nl)
NL (1) NL7905096A (nl)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0022374B1 (en) * 1979-07-09 1983-04-06 The Post Office Method of precisely locating the end of a dielectric optical waveguide in a waveguide coupling device
DE3035858A1 (de) * 1980-09-23 1982-05-06 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Optische verzweigung-komponenten mit multimode-fasern
US4431261A (en) * 1981-05-06 1984-02-14 International Telephone And Telegraph Corporation Fiber optic splitter
US4468567A (en) * 1981-05-21 1984-08-28 Showa Electric Wire & Cable Co., Ltd. Liquid level detecting device and method for producing the same
US4550974A (en) * 1981-10-07 1985-11-05 International Telephone And Telegraph Corporation Low loss fused biconical taper optic coupler
DE3244982A1 (de) * 1982-12-04 1984-06-07 ANT Nachrichtentechnik GmbH, 7150 Backnang Verfahren zum herstellen einer lichtleitfaserverbindung
NL8204961A (nl) * 1982-12-23 1984-07-16 Philips Nv Monomode optische transmissievezel met een taps eindgedeelte en werkwijze voor het vervaardigen daarvan.
GB2150703B (en) * 1983-11-30 1987-03-11 Standard Telephones Cables Ltd Single mode fibre directional coupler
DE3404290C2 (de) * 1984-02-08 1986-02-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München Optischer Stecker
US4666234A (en) * 1984-11-01 1987-05-19 American Telephone And Telegraph Company Non-tapered, butt-coupled, fused-fiber optical coupler and method of forming the same
US4746185A (en) * 1986-06-23 1988-05-24 Shahidi Hamedani Ferrydon Optical fibre couplers
US4750802A (en) * 1986-08-08 1988-06-14 Corning Glass Works Optical fiber dispersion compensator
US4844062A (en) * 1987-10-23 1989-07-04 Spectranetics Corporation Rotating fiberoptic laser catheter assembly with eccentric lumen
US4830454A (en) * 1987-11-06 1989-05-16 Siemens Aktiengesellschaft Spherical planoconvex lens for optically coupling a semiconductor laser to an optical waveguide
US4979972A (en) * 1989-07-17 1990-12-25 Corning Incorporated Method of making fiber optic couplers
US5138676A (en) * 1990-06-15 1992-08-11 Aster Corporation Miniature fiberoptic bend device and method
US5078468A (en) * 1991-04-24 1992-01-07 At&T Bell Laboratories N×N optical star coupler
US5408554A (en) * 1993-12-17 1995-04-18 Porta System Corporation Fiber optic coupling
DE69434082T2 (de) * 1994-10-28 2005-10-13 Kerr Corp., Orange Dentaler faseroptischer Wellenleiter
MX2012002144A (es) * 2009-08-20 2012-03-14 Halliburton Energy Serv Inc Dispositivo de interrogacion de sensor reflectante de fibra optica.
EP3308203A4 (en) * 2015-06-12 2019-01-16 Corning Research & Development Corporation OPTICAL FIBER WITH THIN FILM COATING AND CONNECTOR

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3756688A (en) * 1972-03-30 1973-09-04 Corning Glass Works Metallized coupler for optical waveguide light source
DE2340020A1 (de) * 1973-08-07 1975-02-20 Siemens Ag Lichtleitfaserverzweigung und verfahren zu deren herstellung
FR2298806A1 (fr) * 1975-01-22 1976-08-20 Thomson Csf Dispositif coupleur optique pour interconnexion de
GB1484207A (en) * 1975-01-23 1977-09-01 Standard Telephones Cables Ltd Optical fibre optical power dividers
DE2510114A1 (de) * 1975-03-07 1976-09-16 Siemens Ag Lichtleiterverzweigung
DD120603A1 (nl) * 1975-06-10 1976-06-20
DE2546861A1 (de) * 1975-10-18 1977-04-28 Licentia Gmbh Verfahren zur herstellung einer koppelanordnung fuer lichtleitfasern
FR2334967A1 (fr) * 1975-12-09 1977-07-08 Labo Electronique Physique Dispositif optique pour l'injection d'energie rayonnante dans une fibre optique et le couplage de plusieurs fibres
FR2334969A1 (fr) * 1975-12-12 1977-07-08 Cosneau Joel Dispositif de connexion de fibres optiques pour la transmission d'informations
GB1569614A (en) * 1976-02-03 1980-06-18 Standard Telephones Cables Ltd Optical fibre connectors
US4083625A (en) * 1976-08-02 1978-04-11 Corning Glass Works Optical fiber junction device
US4078852A (en) * 1976-09-13 1978-03-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Radiant energy coupler
FR2368052A1 (fr) * 1976-10-13 1978-05-12 Nippon Selfoc Co Ltd Dispositif de couplage et de derivation optique

Also Published As

Publication number Publication date
US4256365A (en) 1981-03-17
JPS557797A (en) 1980-01-19
FR2430025A1 (fr) 1980-01-25
FR2430025B1 (nl) 1980-10-31
DE2923851A1 (de) 1980-01-10
GB2023874B (en) 1982-09-22
GB2023874A (en) 1980-01-03
DE2923851C2 (nl) 1990-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL7905096A (nl) Optisch vezelkoppeling.
US4021099A (en) Optical couplers for fiber optic communication links
US4622662A (en) Wavelength-selective multiplexer-demultiplexer
JPH10311905A (ja) 屈折率分布型レンズ光学装置
ATE14263T1 (de) Wellenlaengensortierer.
JP2003528347A (ja) 光導波路レンズ及び作成方法
US4723829A (en) Optical wavelength demultiplexer
DK156496B (da) Optisk forgreningsled
US6915061B2 (en) Variable optical attenuator with MEMS devices
EP0463779A1 (en) Fibre optic waveguide beam splitter
US4747651A (en) Three-way start splitter for optical wave guides
JP2000506289A (ja) 光検出器集合体への導波路
US5761357A (en) Fiber optic &#34;T&#34; coupler in-line splitter
TW548234B (en) Tapered fiber and method and system of fabricating the same and method and system of measuring a beam profile of a launching fiber
US5420950A (en) Wide wavelength range-optical fiber coupler and method for the preparation thereof
JPH1078517A (ja) 光方向性分岐結合器
US20030179996A1 (en) Fiber optic apparatus with fiber fused lenses
JPS6070407A (ja) 光フアイバコアの観察方法及びその機構
JP2019169780A (ja) 光通信システム
US6587610B2 (en) Segmented optical switch
DE3205432A1 (de) Nichtselektiver multiplexer fuer lichtwellenleiter
JPH02212803A (ja) 光ファイバ波長フィルタ
JPS56113102A (en) Light branching and combining device
JPS5840506A (ja) 光分波器
JPS5567703A (en) Photo switch

Legal Events

Date Code Title Description
A85 Still pending on 85-01-01
BA A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed