NL7905912A

NL7905912A - FIBER OPTIC DEVICE.

Info

Publication number: NL7905912A
Application number: NL7905912A
Authority: NL
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1978-08-08
Filing date: 1979-08-01
Publication date: 1980-02-12
Also published as: DE2931530A1; JPS5525098A; GB2027546A; AU4949579A; IT7924788A0; FR2433190A1

Description

M.Chown 35 r— t INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, —_ 1 fCJ^g * te New York, Verenigde Staten van Noord-Amerika VEZELOPTISCHE INRICHTING.M.Chown 35 r. INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, —1 FJJG * in New York, United States of North America FIBER OPTIC DEVICE.

De uitvinding heeft betrekking op een aftapinrichting voor een vezeloptische kabel. Bij optische vezel communicatiestelsels is het vaak vereist een gedeelte van het over de vezel gezonden licht af te tappen. Een geval waarbij dit bijvoorbeeld noodzakelijk is, is een 5 communicatiestelsel met gesloten lus waarin bij elk van de aangesloten stations aftappen van de lus vereist is. Tot nu toe waren aftapinrich-tingen voor deze en andere doeleinden ingewikkeld en veroorzaakten verliezen. Het doel van de uitvinding is het verschaffen van dergelijke inrichtingen waarin de bovengenoemde nadelen tot een minimum zijn terug-10 gebracht.The invention relates to a tapping device for a fiber optic cable. Optical fiber communication systems often require tapping part of the light transmitted over the fiber. One case where this is necessary, for example, is a closed loop communication system in which tapping of the loop is required at each of the connected stations. Until now, tapping devices for these and other purposes have been complicated and have caused losses. The object of the invention is to provide such devices in which the above-mentioned drawbacks are minimized.

Volgens de uitvinding wordt een vezeloptische aftapinrichting verschaft welke is voorzien van een staaf met gegradeerde brekingsindex waarvan de lengte een geheel aantal halve golflengten lang is, aan een einde waarvan een inkomende optische vezel of een lichtbron ge-15 koppeld is en aan het andere einde waarvan een uitgaande optische vezel gekoppeld kan worden, voorts van een gedeeltelijk reflecterend spiegel-stelsel dat nagenoeg onder 45° ten opzichte van de as van de staaf is opgesteld, welke siegel een oneven aantal kwart-golflengten vanaf de inkomende vezel of de lichtbron gelegen is, en van een uitgang vanaf de 20 zijkant van de inrichting, waarbij door de spiegel gereflecteerd licht de inrichting via de zijuitgang verlaat.According to the invention, there is provided a fiber optic tapping device comprising a graduated refractive index bar the length of which is an integer half wavelengths long, at one end of which an incoming optical fiber or a light source is coupled and at the other end of which an outgoing optical fiber may be coupled further from a partially reflecting mirror array disposed substantially 45 ° to the axis of the rod, which is an odd number of quarter wavelengths from the incoming fiber or light source, and from an exit from the side of the device, light reflected by the mirror exiting the device through the side exit.

De uitvinding zal nu nadere toegelicht worden aan de hand van de tekening. Daarin toont: fig. 1 een schematische voorstelling van een eerste uitvoe-25 ringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding; fig. 2 een stap in de vervaardiging van de inrichting volgens fig. 1; fig. 3 een gunstige verbetering van de inrichting van fig. 1; fig. 4 en 5 schematisch verdere uitvoeringsvormen van de in-30 richting volgens de uitvinding.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. In the drawing: Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the device according to the invention; Fig. 2 shows a step in the manufacture of the device according to Fig. 1; Fig. 3 shows a favorable improvement of the device of Fig. 1; Figures 4 and 5 schematically further embodiments of the device according to the invention.

In de inrichting volgens fig. 1 is een inkomende optische 7905912 «*> - 2 y' vezel 1 of een lichtbron zoals een licht-emitterende diode of een laser gekoppeld met een uitgaande optische vezel 2 via een staaf met gegradeerde brekingsindex 3 waarvan de lengte gelijk is aan de helft van de golflengte van het licht dat zich vanaf de optische vezel of de bron 1 5 voortplant naar de vezel 2. Middenin de staaf 3 bevindt zich een gedeeltelijk reflecterende spiegel 4 welke onder 45° ten opzichte van de as van de staaf opgesteld is. Licht dat de staaf 3 vanaf de vezel 1 of de bron bereikt wordt voor doorzending via de optische vezel 2 door de staaf 3 gefocusseerd welke als een lens werkt. Gedeeltelijke reflec-10 tie in het gebied van de gecollimeerde, geëxpandeerde bundel door de spiegel 4 richt een bestuurd gedeelte van de bundel op een bij 5 aangegeven ontvanger. De besturing van het gedeelte van het licht dat zo gereflecteerd wordt, wordt bepaald door de omvang en de aard van het reflecterende oppervlak dat de spiegel vormt.In the device of Fig. 1, an incoming optical fiber 7905912 2 * 1 fiber 1 or a light source such as a light-emitting diode or a laser is coupled to an outgoing optical fiber 2 through a graduated refractive index bar 3 the length of which is equal to half the wavelength of the light that propagates from the optical fiber or the source 1 5 to the fiber 2. In the center of the rod 3 there is a partially reflecting mirror 4 which is at 45 ° to the axis of the rod is arranged. Light reaching the rod 3 from the fiber 1 or the source for transmission through the optical fiber 2 is focused by the rod 3 which acts as a lens. Partial reflection in the area of the collimated expanded beam through mirror 4 directs a controlled portion of the beam at a receiver indicated at 5. The control of the portion of the light thus reflected is determined by the size and nature of the reflective surface forming the mirror.

15 De ontvanger is ofwel een fotodiode met groot oppervlak of een lens welke het afgebogen licht op een fotodiode met klein oppervlak of een uitgaande optische vezel focusseert. De fotodiode met groot oppervlak is de te verkiezen vorm van ontvanger daar dit de inrichting relatief eenvoudig maakt.The receiver is either a large area photodiode or a lens that focuses the diffracted light onto a small area photodiode or an output optical fiber. The large area photodiode is the preferred form of receiver since this makes the device relatively simple.

20 De inrichting kan vervaardigd worden uit een vezelstaaf met gegradeerde brekingsindex, bijvoorbeeld een met een diameter van 1 mm zogenaamde reuzenvezel, welke getrokken is uit een door chemische damp-neerslag vervaardigde voorvorm, welke in de in fig. 2· getoonde vorm geslepen is. Dat wil zeggen dat er twee staafgedeelten vervaardigd 25 worden met elk een einde loodrecht op de as en het andere einde onder 45° daarmee. De hellende eindvlakken worden vervolgens voorzien van geschikte gedeeltelijk reflecterende optische deklagen en aaneengevoegd om een cilinder zoals in fig. 1 getekend is, te vormen.The device can be manufactured from a fiber bar with a graded refractive index, for example a so-called giant fiber with a diameter of 1 mm, which is drawn from a preform manufactured by chemical vapor deposition, which is ground in the form shown in Fig. 2. That is, two bar portions are manufactured, each having one end perpendicular to the shaft and the other end at 45 ° therewith. The inclined end faces are then provided with suitable partially reflective optical coatings and joined to form a cylinder as shown in Figure 1.

Om de optische koppeling van de spiegel naar de ontvanger te 30 verbeteren kan een vlakke zijde geslepen worden aan de zijkant van de gegradeerde index lenssamenstelling, zoals getoond is bij 10 in fig. 3.To improve the optical coupling from the mirror to the receiver, a flat side can be ground on the side of the graduated index lens composition, as shown at 10 in Figure 3.

Oplijning van een als boven beschreven staaf met gegradeerde brekingsindex ten opzichte van een buis met precisieboring of andere oplijningsgeleiding laat toe dat eindkralen met standaard horlogestenen 35 voor de optische vezel met de inrichting gekoppeld kunnen worden. Zo toont fig. 4 een precisiebuis 12 waarbinnen een staaf 13 met gegradeerde 7905912 3 brekingsindex en twee kralen 14 en 15 aanwezig zijn die elk een optische vezel afsluiten.Alignment of a graded refractive index bar as described above with respect to a precision bore tube or other alignment guide allows end beads with standard optical fiber watchstones 35 to be coupled to the device. For example, Fig. 4 shows a precision tube 12 within which a rod 13 with graduated 7905912 3 refractive index and two beads 14 and 15 are present each sealing an optical fiber.

Fig. 5 toont een andere inrichting met een centrering die gebruik maakt van een buis 17 welke door invloed van warmte op een 5 staaf met gegradeerde brekingsindex dicht getrokken is. Dit maakt een nauwkeurige "spliced-in" verbinding met de vezels mogelijk waarbij de centrering berust op de symmetrie van het dichttrekproces.Fig. 5 shows another device with a centering using a tube 17 which has been drawn closed by influence of heat on a graded refractive index bar. This allows for an accurate spliced-in connection to the fibers, with the centering based on the symmetry of the drawing process.

Inrichtingen als boven beschreven hebben een aantal voordelen: a) Eenvoud, in het bijzonder wanneer ze gebruikt worden met 2 10 fotodiodes met groot oppervlak, bijvoorbeeld 1 mm . De inrichting is naar verhouding goedkoop te vervaardigen en is in het bijzonder eenvoudig te installeren voor die toepassingen waarin het af te tappen licht direct naar een detector kan gaan.Devices as described above have a number of advantages: a) Simplicity, especially when used with 2 large area photodiodes, eg 1 mm. The device is relatively inexpensive to manufacture and is particularly easy to install for those applications in which the light to be tapped can go directly to a detector.

b) De inrichtingen zijn efficiënter in principe dan golfge-15 leider Y-verbindingen of dergelijke wanneer het oppervlak van de detector relatief groot kan zijn zonder aanzienlijk nadeel en tevens wanneer de vezels van onbekende afmeting zijn, dat wil zeggen de inrichting wordt niet voor de klant ontworpen voor een bepaalde vezel.b) The devices are more efficient in principle than waveguide Y-connections or the like when the surface of the detector can be relatively large without significant disadvantage and also when the fibers are of unknown size, ie the device is not used for the customer designed for a particular fiber.

c) Een laag tussenschakel-verlies kan worden bereikt, hetgeen 20 van belang is voor toepassingen van het ringtype waarin een signaal geschaad kan worden door verliezen van vele inrichtingen in serie.c) A low insertion loss can be achieved, which is important for ring type applications in which a signal may be damaged by losses of many devices in series.

d) De inrichting kan uniform koppelen vanuit alle moden, dat wil zeggen hij behoeft niet voor een bepaalde mode gevoelig te zijn.d) The device can interface uniformly from all modes, i.e. it need not be sensitive to a particular mode.

Een variant op de beschreven inrichtingen zou kunnen zijn dat 25 de spiegel volledig reflecteert over een gedeelte van zijn oppervlak en niet over de rest: dit zou gebieden van uitgangshoeken voor voorwaartse transmissie uitkiezen en andere voor detectie.A variation of the described devices could be that the mirror reflects completely over part of its surface and not the rest: this would select areas of output angles for forward transmission and others for detection.

In de beschreven inrichtingen is de staaflens met gegradeerde brekingsindex in feite een halve golflengte lang doch zijn lengte kan 30 ook veelvouden van dit bedrag omvatten zolang de spiegel zich op een geheel aantal (een inbegrepen) kwart-golflengten vanaf een eind bevindt.In the described devices, the graded refractive index rod lens is in fact half a wavelength long, but its length may also include multiples of this amount as long as the mirror is at an integer (one included) quarter wavelengths from one end.

79059127905912

Claims

A fiber optic tapping device, characterized in that it comprises a graduated refractive index bar the length of which is a whole number of half wavelengths 5, at one end of which an incoming optical fiber or light source is coupled and at the other end from which an outgoing optical fiber may be coupled, further from a partially reflecting mirror array disposed substantially 45 ° to the axis of the rod, said mirror being an odd number of quarter wavelengths from the incoming fiber or light source, and from an exit from the side of the device with light reflected from the mirror leaving the device through the side exit.

2. Fiber optic tapping device according to claim 1, characterized in that the rod is formed from two separate parts, each part of which one of the end faces makes an angle of 45 ° with the axis of the rod and the two end faces placed against each other thus to form a cylinder.

Fiber optic tapping device according to claim 1 or 2, characterized in that the rod has a machined flat surface "on its surface through which the light reflected by the mirror exits the rod.

4. Fiber optic tapping device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the rod is centrally located in a tube with a very precisely drilled hole, the length of the tube being such that it has a fiber with a bead on each end the end thereof can receive, the tube being of transparent material.

Fiber optic tapping device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the rod is centrally located in a tube of transparent material which is closed around the rod. 30

6. Fiber optic tapping device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that the light reflected by the mirror is directed at a photodiode.

Fiber optic tapping device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that the light reflected by the mirror is directed through a lens onto the optical fiber. 7905912