NL8402168A

NL8402168A - ELECTRO-OPTICAL DEVICE CONTAINING A LASER DIOD, A SUPPLY TRANSMISSION FIBER AND A DISPOSE TRANSMISSION FIBER.

Info

Publication number: NL8402168A
Application number: NL8402168A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1984-07-09
Filing date: 1984-07-09
Publication date: 1986-02-03

Description

- - # -4 PHN 11.090 1 * ' N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Electro-optische inrichting bevattende een laserdiode, een aanvoer-transmissievezel en een afvoer-transmissievezel".- - # -4 PHN 11.090 1 * 'N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken in Eindhoven "Electro-optical device containing a laser diode, a supply transmission fiber and a discharge transmission fiber".

De uitvinding heeft betrekking op een electro-optische inrichting bevattende een halfgeleiderlaser een eerste, op de de halfgeleiderlaser eindigende, stralingsweg voor het aanvoeren van een optisch signaal waarmee een parameter van de laser straling beïnvloed kan worden en een 5 tweede, eveneens de op de halfgeleiderlaser eindigende, stralingsweg voor het af voeren van de laserstraling.The invention relates to an electro-optical device comprising a semiconductor laser, a first radiation path terminating on the semiconductor laser for supplying an optical signal with which a parameter of the laser radiation can be influenced and a second, also on the semiconductor laser ending radiation path for discharging the laser radiation.

De parameter die beïnvloed wordt kan zijn de intensiteit, de golflengte of de fase van de halfgeleiderlaser straling.The parameter affected can be the intensity, wavelength or phase of the semiconductor laser radiation.

Een dergelijke inrichting is bekend uit bijvoorbeeld het 10 artikel "Optical Phase Modulation in an Injection Locked AlGaAs Semiconductor Laser" in: "IEEE Journal of Quantum Electronics" Vol.Such a device is known, for example, from the article "Optical Phase Modulation in an Injection Locked AlGaAs Semiconductor Laser" in: "IEEE Journal of Quantum Electronics" Vol.

QE-18 no. 10 pag. 1662-1669. De daar beschreven electro-optische inrichting maakt deel uit van een zogenaamd coherent optisch transmissiesysteem dat, vanwege de grote informatiecapaciteit en de grote afstand 15 tussen de versterkerstations, grote mogelijkheden voor de toekcmst biedt. Met de bekende electro-optische inrichting wordt een optische fase-modulatie tot stand gebracht door een coherente stralingsbundel, afkomstig van bijvoorbeeld een eerste diodelaser, te injecteren in een tweede diodelaser die rechtstreeks in frequentie gemoduleerd wordt.QE-18 no.10 p. 1662-1669. The electro-optical device described there forms part of a so-called coherent optical transmission system which, because of the large information capacity and the great distance between the amplifier stations, offers great possibilities for the future. With the known electro-optical device, an optical phase modulation is achieved by injecting a coherent radiation beam, for example from a first diode laser, into a second diode laser which is directly frequency-modulated.

20 in een praktische uitvoeringsvorm van deze inrichting zou aan de tweede diodelaser behalve een afvoer-transmissievezel ook een aanvoer-trans-missievezel, die de straling van de eerste diodelaser naar de tweede diodelaser geleidt, gekoppeld moeten worden.In a practical embodiment of this device, the second diode laser, in addition to a discharge transmission fiber, should also be coupled to a supply transmission fiber which conducts the radiation from the first diode laser to the second diode laser.

Behalve als stralingsbron die door een geïnjecteerde bundel 25 beïnvloed wordt (Engels: Injection Locked Source), kan een halfgeleiderlaser in de hier beschouwde coherente optische transmissiesystanen en in andere speciale toepassingen voor diverse andere doeleinden gebruikt worden, bijvoorbeeld als stralingsversterker, externe modulator, halfgeleiderlaser schakelaar, actief optisch sterpunt en stralingsbron 30 met een externe terugkoppeling. In deze, in de literatuur reeds beschreven toepassingen moet een diodelaser met een aanvoer-transmissievezel en minstens; een afvoer-transmissievezel gekoppeld worden. Er is steeds voorgesteld on de transmissievezels aan de twee, tegenover elkaar gelegen, 3402188 ί Ί PHN 11.090 2 stralings-emitterende vlakken van de halfgeleiderlaser, die in het hierna volgende met voorzijde en achterzijde van de laser aangegeven zullen worden, te koppelen. In de praktijk zullen, deze vezels monamode glasvezels moeten zijn.In addition to being a radiation source affected by an injected beam 25, a semiconductor laser in the coherent optical transmission systanes considered herein and in other special applications can be used for various other purposes, for example, as a radiation amplifier, external modulator, semiconductor laser switch , active optical star point and radiation source 30 with an external feedback. In these applications, already described in the literature, a diode laser with a feed transmission fiber and at least; a drain transmission fiber be coupled. It has always been proposed to couple the transmission fibers to the two opposite, 3402188 Ί PHN 11.090 2 radiation-emitting surfaces of the semiconductor laser, which will be indicated below with the front and back of the laser. In practice, these fibers will have to be monamode glass fibers.

5 Het zal bekend zijn dat de opgave: een monomode transmissie- vezel met het gewenste inkoppelrendement aan de voorzijde van een halfgeleiderlaser te koppelen slechts met grote moeite vervuld kan worden. Het koppelen van een tweede monomode transmissievezel aan de achterzijde vande-halfgeleiderlaserzal in de praktijk op nog veel grotere 10 moeilijkheden stuiten, cmdat een speciaal koelblokje voor de laser nodig is, er tweemaal zoveel kritsche uitrichtstappen verricht moeten worden, een nieuw ontwerp van de behuizing van de halfgeleiderlaser nodig is, en deze behuizing twee vezel-doorvoeren of twee venster-lens combinaties 15 in plaats van een moet bevatten.It will be known that the task of coupling a mono-mode transmission fiber with the desired coupling efficiency to the front of a semiconductor laser can only be accomplished with great difficulty. Coupling a second mono-mode transmission fiber to the rear of the semiconductor laser will encounter even greater difficulties in practice, since a special cooling block for the laser is required, twice as many critical alignment steps have to be performed, a new housing design of the semiconductor laser is required, and this housing must contain two fiber bushings or two window-lens combinations 15 instead of one.

Bovendien is er dan vrijwel geen mogelijkheid meer cm binnen de behuizing een detector voor het meten van de laserstraïëng op te nemen, en kunnen slechts twee monomode transmissievezels aan een halfgeleiderlaser gekoppeld worden.Moreover, there is then practically no more option to include a detector for measuring the laser stringency within the housing, and only two mono-mode transmission fibers can be coupled to a semiconductor laser.

2o De onderhavige uitvinding heeft ten doel een electro-optische inrichting te verschaffen waarin alle genoemde problemen vermeden zijn.The object of the present invention is to provide an electro-optical device in which all the above-mentioned problems are avoided.

De inrichting volgens de uitvinding vertoont als kenmerk, dat de stralingswegen worden gevormd door monomode transmissievezels, dat de moncmode aanvoer transmissievezel en minstens een moncmode afvoertrans-25 missievezel gekoppeld zijn met eenzelfde stralingsemitterend oppervlak van dehalfgeleiderlaser, dat de naar dit oppervlak gerichte einden van de transmissievezels een samengestelde vezel vormen met een taps eindgedeelte en dat het eindvlak van de samengestelde transmissievezel voorzien is van een transparant materiaal met een bolvomig oppervlak, 3Q welk materiaal een brekingsindex heeft die aanzienlijk groter is dan die van het transmissievezel-kemmateriaal.The device according to the invention is characterized in that the radiation paths are formed by mono-mode transmission fibers, that the mono-mode input transmission fiber and at least one mono-mode output transmission fiber are coupled to the same radiation-emitting surface of the semiconductor laser, that the ends of the transmission fibers directed towards this surface form a composite fiber with a tapered end portion and that the end face of the composite transmission fiber is provided with a transparent material having a spherical surface, 3Q which material has a refractive index significantly greater than that of the transmission fiber core material.

De uitvinding maakt gebruikt van het, tot nu toe binnen het gebied van optische transmissievezels niet benutte, inzicht dat een halfgeleiderlaser symmetrisch is en geen eigenlijke voor- of achterzijde 35 heeft. Een van deze zijden, de voorzijde, kan gebruikt worden als ingangsvlak voor het ontvangen van een optisch stuursignaal en als uitgangsvlak waardoor de laserstraling uittreedt. Indien de uiteinden van de aan de voorzijde van de halfgeleiderlaser te koppelen transmissie- 8402168 f s PHN 11.090 3 vezel samengebracht worden in een samengestelde vezeleinde dat dwars-afrna-t-jngpn heeft in de orde van die van de monomode transmissievezel die tot nu toe aan de halfgeleiderlaser gekoppeld moest worden, kunnen bestaande koppelingstechnieken gebruikt blijven worden, terwijl de 5 halfgeleiderlaser behuizingen nagenoeg gelijk aan bestaande behuizingen kunnen zijn.The invention makes use of the insight, hitherto unused within the field of optical transmission fibers, that a semiconductor laser is symmetrical and has no actual front or rear side. One of these sides, the front side, can be used as an input surface for receiving an optical control signal and as an output surface through which the laser radiation emits. If the ends of the transmission fiber to be coupled to the front of the semiconductor laser are brought together in a composite fiber end having cross-stranding of the order of that of the single mode transmission fiber hitherto assigned to the 8402168 fs PHN 11.090 3 fiber. If the semiconductor laser had to be coupled, existing coupling techniques can continue to be used, while the 5 semiconductor laser housings can be virtually the same as existing housings.

Opgemerkt wordt dat uit het .Amerikaanse octrooischrift no.It is noted that from U.S. Pat.

4.431.261 een electro-optische inrichting bekend is waarbij een aantal transmissievezels eindigen in een samengestelde vezel die gekoppeld is 10 met een stralingsbron, zoals een lichtemitterende diode (LED).. In deze inrichting zijn echter alle transmissievezels afvoervezels en geen van de transmissievezels wordt gebruikt voor het sturen of controleren van de stralingsbron. Deze transmissievezels zijn bovendien geen monomode vezels en de stralingsbron is geen halfgeleiderlaser.U.S. 4,431,261 discloses an electro-optical device in which a number of transmission fibers terminate in a composite fiber coupled to a radiation source, such as a light-emitting diode (LED). However, in this device, all transmission fibers are drain fibers and none of the transmission fibers are used to control or control the radiation source. Moreover, these transmission fibers are not monomode fibers and the radiation source is not a semiconductor laser.

15 weliswaar is het onder andere uit het genoemde Amerikaanse octrooischrift no. 4.431.261 en de Europese octrooiaanvrage no. 0.081.349, op zichzelf bekend cm bij het samenbrengen van een aantal transmissievezels in een gemeenschappeljik eindgedeelte dit gedeelte taps te laten toelopen, maar deze maatregel is tot nu toe niet toegepast bij een samenstel van 20 een monanode aanvoer transmissievezel en minstens een moncmode afvoer transmissievezel. Bovendien is in de electro-optische inrichtingen volgens de twee genoemde publicaties het eindvlak van de samengestelde transmissievezel niet voorzien van een bolvormig transparant lichaam met een hoge brekingsindex. Li de inrichting volgens de uitvinding functioneert dit 25 lichaam als een lens die er voor zorgt dat de samengestelds transmissievezel verbeterde eigenschappen heeft ten aanzien van het inkoppelrendement en toelaatbare verplaatsingen van de transmissievezel ten opzichte van de halfgeleiderlaser.Although it is known per se from, inter alia, the aforementioned United States Patent Specification No. 4,431,261 and European Patent Application No. 0,081,349, that this portion is tapering when a number of transmission fibers are brought together in a common end section, but this measure has heretofore not been applied to an assembly of a monanode feed transmission fiber and at least one monode feed transmission fiber. In addition, in the electro-optical devices of the two aforementioned publications, the end face of the composite transmission fiber is not provided with a spherical transparent body having a high refractive index. In the device according to the invention, this body functions as a lens which ensures that the composite transmission fiber has improved coupling efficiency and permissible displacements of the transmission fiber relative to the semiconductor laser.

Onder het inkoppelreridement wordt verstaan het quotiënt van de 30 door de transmissievezel opgevangen stralingsintensiteit van de halfgeleiderlaser en de totale stralingsintensiteit van deze laser.The coupling-in efficiency is understood to mean the quotient of the radiation intensity of the semiconductor laser received by the transmission fiber and the total radiation intensity of this laser.

Het samenbrengen van een aantal vezels in een gemeenschappelijk uiteinde heeft nog als voordeel dat alle vezels in een keer uitgericht worden en dat de verdeling van de stralingsenergie over de verschillende 35 vezels eenvoudig in te stellen is.Bringing a number of fibers together in a common end has the further advantage that all fibers are aligned at once and that the distribution of the radiant energy over the different fibers is easy to adjust.

Verdere kenmerken van de electro-optische inrichting volgens de uitvinding hangen samen met de verschillende toepassingen van de inrichting en zijn verwoord in de conclusies. Deze toepassingen worden 8402168 ï % PHN 11.090 4 verduidelijkt in het hierna volgende gedeelte van de beschrijving/ dat dient ter toelichting van de uitvinding en waarin verwezen wordt naar de tekening, . Daarin tonen: de Figuren la en 1b gedeelten van een coherent optisch 5 transmissiesysteem/Further features of the electro-optical device according to the invention are related to the different applications of the device and are set out in the claims. These applications are illustrated in the following section of the description, which is intended to illustrate the invention and referring to the drawing, 8402168% PHN 11.090 4. In the drawings: Figures 1a and 1b show parts of a coherent optical transmission system /

Fig. 2 een gedeelte van een dergelijk systeem, volgens de uitvinding/ de Figuren 3a - 3f,· 4a - 4c en 5a - 5c verschillende werkwijzen voor het verkrijgen van een samengesteld taps transmissievezeieinde .Fig. 2 is a portion of such a system, according to the invention / Figures 3a-3f, 4a-4c and 5a-5c, different methods for obtaining a composite tapered transmission end.

10 de Figuren 6-8 verschillende toepassingen van een electro- optische inrichting volgens de uitvinding.Figures 6-8 show different applications of an electro-optical device according to the invention.

In Fig. la is een gedeelte van een praktisch mogelijke uitvoeringsvorm van een coherent optisch transmissiesysteem weergegeven. Voor bijzonderheden over coherente optische transmissiesystemen kan worden verwezen.In FIG. 1a shows part of a practically possible embodiment of a coherent optical transmission system. For details on coherent optical transmission systems, reference can be made.

15 naar het artikel:. "Heterodyne and Coherent Optical Fiber Cormunications" in: "IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques"/ Vol. MTT-30·, no. 8/ pag.*~'ii3B - 1149. In Fig. la zijn LD^ en LD2 een eerste en een tweede halfgeleiderlaser, bijvoorbeeld een diodelaser die ook wel aangeduid worden als de meester (master), respectievelijk de slaaf (slave) -20 laser. De door de diodelaser LD^ uitgezonden·bundel wordt via een moncmode transmissievezel SMF^ toegevoerd aan de tweede diodelaser LD2, De fase van de door de diodelaser LD2 uitgezonden en door de moncmode transmissievezel SMF2 getransporteerde bundel wordt bepaald door de in de diodelaser LD2 geïnjecteerde bundel die afkomstig is van LD^. Tussen de twee 25 diodelasers is een isolator IS aangebracht die voorkomt dat de door de achterzijde van LD2 uitgezonden bundel de diodelaser ED1 binnentreedt en de door LD^ uitgezonden bundel kan beïnvloeden.15 to the article :. "Heterodyne and Coherent Optical Fiber Cormunications" in: "IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques" / Vol. MTT-30, no. 8 / page * ~ 'ii3B-1149. In Fig. 1a, LD 1 and LD 2 are a first and a second semiconductor laser, for example a diode laser which are also referred to as the master (master) and the slave (slave) -20 laser, respectively. The beam emitted by the diode laser LD ^ is supplied to the second diode laser LD2 via a mono-mode transmission fiber SMF ^. The phase of the beam transmitted by the diode laser LD2 and transported by the mono-mode transmission fiber SMF2 is determined by the beam injected into the diode laser LD2. which comes from LD ^. Between the two diode lasers, an insulator IS is provided which prevents the beam emitted from the rear of LD2 from entering the diode laser ED1 and which can affect the beam emitted by LD2.

In Fig. lb is het gedeelte rond de diodelaser LD2 meer in detail weergegeven. De diodelaser l£>2 is aangebracht op een koelblokje HS binnen 30 een behuizing PA. De afvoer-transmissievezel SMF2/ met de vezel kern FC2 steekt via een doorvoer S2 in de behuizing PA. De bundel afkomstig van de diodelaser LD^ moet in de diodelaser LD2 ingekoppeld worden. Indien/ zoals in Fig. la aangegeven is het einde van de transmissievezel SMF^ met vezelkem FC^, die deze bundel transporteert/ aan de achterzijde van 35 de diodelaser LD2 gelegd wordt treden de navolgende moeilijkheden op: - Er zal een speciaal koelblokje gebruikt moeten worden dat even lang is als de diodelaser, omdat anders de transmissievezel SMF-j^ niet dicht genoeg bij de achterzijde van de diodelaser gebracht kan worden en 8402168 * % PHN 11.090 5 deze transmissievezel niet goed ten opzichte van de diodelaser ED2 uitgericht kan worden. Bovendien zal door reflecties aan het oppervlak van het koelblokje, de koppeling tussen de transmissievezel SMF^ en de diodelaser ID2 verstoord worden. Een efficiënte en stabiele inkoppeling 5 is dan vrijwel niet mogelijk.In FIG. lb the part around the diode laser LD2 is shown in more detail. The diode laser 1 £> 2 is mounted on a cooling block HS within a housing PA. The drain transmission fiber SMF2 / with the fiber core FC2 extends through a passage S2 into the housing PA. The beam from the diode laser LD ^ must be coupled into the diode laser LD2. If / as in Fig. 1a is indicated the end of the transmission fiber SMF ^ with fiber core FC ^, which transports this bundle / is placed at the rear of the diode laser LD2, the following difficulties arise: - A special cooling block of the same length as the diode laser, because otherwise the transmission fiber SMF-j ^ cannot be brought close enough to the back of the diode laser and 8402168 *% PHN 11.090 5 this transmission fiber cannot be aligned properly with respect to the diode laser ED2. In addition, reflections on the surface of the cooling block will interfere with the coupling between the transmission fiber SMF ^ and the diode laser ID2. An efficient and stable coupling-in 5 is then hardly possible.

- Bij de assemblage van de inrichting moeten tweemaal zoveel kritische uitricht-stappen uitgevoerd worden. Elke monanode transmissievezel moet afzonderlijk ten opzichte van de diodelaser LD2 uitgericht worden.- When assembling the device, twice as many critical alignment steps must be performed. Each monanode transmission fiber must be aligned separately to the diode laser LD2.

- Er is een nieuwe behuizing nodig. Deze behuizing moet stabiele bevestig-10 ingsmiddelen bevatten voor twee uitgerichte transmissievezels aan beide zijden van de diodelaser Π>2.- A new housing is needed. This housing must contain stable fasteners for two aligned transmission fibers on both sides of the diode laser Π> 2.

- In plaats van een doorvoer S2 of een vensterlens combinatie zijn er twee van dergelijke doorvoeren (S^ en S2) of twee venster-lens combinaties nodig. Een venster-lens combinatie biedt de <mogelijkheid cm 15 een transmissievezel waarvan het uiteinde zich buiten de behuizing bevindt optisch aan de diodelaser te koppelen.- Instead of a lead-through S2 or a window lens combination, two such lead-throughs (S ^ and S2) or two window-lens combinations are required. A window-lens combination offers the option of optically coupling a transmission fiber, the end of which is outside the housing, to the diode laser.

- Het is vaak gewenst cm de door de diodelaser uitgezondem stralingsintensiteit te meten. In vele gevallen wordt daartoe gebruikt gemaakt van een stralingsgevoelige diode die zich binnen de behuizing aan de 20 achterzijde van de diodelaser bevindt. Deze mogelijkheid vervalt indien de achterzijde van de diodelaser gekoppeld is aan de transmissievezel SMF^.It is often desirable to measure the radiation intensity emitted by the diode laser. In many cases use is made of a radiation-sensitive diode which is located inside the housing at the rear of the diode laser. This possibility does not apply if the back of the diode laser is coupled to the transmission fiber SMF ^.

- Het is niet mogelijk cm meer dan twee monanode transmissievezels aan de diodelaser te koppelen.- It is not possible to couple more than two monanode transmission fibers to the diode laser.

25 Alle bovengenoemde moeilijkheden worden vermeden door, zoals de uitvinding voorstelt en Fig. 2 laat zien, de uiteinden van twee of meer monanode transmissievezels samen te smelten en uit te rekken tot een diameter in de orde van de diameter van een enkele transmissievezel en de samengestelde transmissievezel te koppelen aan de voorzijde 30 vanflédiödeiaser.Dan kan een bestaande, of slechts weinig gemodificeerde, diodelaser-behuizing gébruikt worden. Op het eindvlak van dê samengestel-de±ransraissiavezel is een lens aangebracht waarvan de brekingsindex hóger is: dan de brekingsindex van de vezelkem.Door een dergelijke, in Fig.All of the above difficulties are avoided by, as the invention proposes, and FIG. 2 shows that the ends of two or more monanode transmission fibers fuse together and stretch to a diameter on the order of the diameter of a single transmission fiber and couple the composite transmission fiber to the front side of flédiodeiaser. Then an existing one, or only little modified, diode laser housing is used. A lens whose refractive index is higher than the refractive index of the fiber core is arranged on the end face of the composite transverse radial fiber.

2 met L aangegeven, lens kan het inkoppelrendement worden verhoogd 35 terwijl de eisen aan de uitricht-nauwkeurigheid minder streng kunnen zijn.2 indicated by L, the coupling efficiency can be increased while the alignment accuracy requirements may be less stringent.

Het samengestelde transmissievezel-einde kan verkregen worde-en volgens de methode die in de Figuren 3a - 3f geïllustreerd is. Volgens 8 4 C 2 1 6 8 ΡΗΝ 11.050 δ deze methode worden twee transmissievezels tegen elkaar geklemd, met behulp van klemmen CL, en verhit met behulp van bijvoorbeeld een boog-ontlading ARC, zoals aangegeven in Fig. 3a. Daardoor worden de transmissie-vezels tot een samengestelde vezel gesmolten. Zoals Fig. 3b laat zien 5 wordt, onder handhaving van de boogontlading aan de vezels getrokken, zodat ter plaatse van de boogontlading een nauwe insnoering CON ontstaat.The composite transmission fiber end can be obtained by the method illustrated in Figures 3a-3f. According to 8 4 C 2 1 6 8 ΡΗΝ 11.050 δ this method, two transmission fibers are clamped together, using terminals CL, and heated using, for example, an arc-discharge ARC, as shown in Fig. 3a. As a result, the transmission fibers are melted into a composite fiber. As Fig. 3b shows 5, while maintaining the arc discharge, the fibers are pulled, so that a narrow constriction CON is formed at the location of the arc discharge.

Na het uitschakelen van de boogontlading wordt de. samengestelde vezel gebroken, zoals schematisch in Fig. 3c getoond wordt. Daartoe kan met een pen een kras SC ongeveer ter plaatse van de nauwste insnoering gemaakt 10 worden en de transmissievezel zolang gerekt worden totdat hij breekt langs een plat breukvlak. De zo verkregen taps toelopende samengestelde transmissievezel CF wordt, zoals Fig. 3d laat zien, gedompeld in een vloeibaar ofrviscueus materiaal HIM dat zich in een kroes CRU bevindt.After the arc discharge has been switched off, the. composite fiber broken, as shown schematically in FIG. 3c is shown. To this end, a scratch SC can be made approximately at the narrowest constriction with a pin and the transmission fiber stretched until it breaks along a flat fracture surface. The tapered composite transmission fiber CF thus obtained, as shown in FIG. 3d shows, dipped in a liquid ofrviscueus material HIM contained in a crucible CRU.

Dit materiaal heeft een brekingsindex die hoger is dan die van het vezel-15 kern-materiaal. Bij het uit de kroes trekken van het vezeleinde zal een gedeelte van het materiaal HIM aan de vezel blijven hangen. Tengevolge van de oppervlakte-spanning zal, bij een bepaalde viscositeit, deze hoeveelheid materiaal een bepaalde druppelvorm aannemen. De afmetingen en de vorm van deze druppel kunnen worden beïnvloed door de diepte van 20 de onderdompeling en de temperatuur van het materiaal in de Kroes. Verder zal de vorm van het vezeleinde de vorm van de druppel mede bepalen.This material has a refractive index higher than that of the fiber-15 core material. When the fiber end is pulled out of the crucible, part of the material HIM will stick to the fiber. Due to the surface tension, at a certain viscosity, this amount of material will assume a certain droplet shape. The size and shape of this drop can be influenced by the depth of the immersion and the temperature of the material in the crucible. Furthermore, the shape of the fiber end will also determine the shape of the drop.

Nadat het vezeleinde met de druppel uit de kroes getrokken is, laat men de druppel afkoelen, indien deze van glas is. Er wordt aldus een lens L op het vezeleinde gevormd zoals Fig. 3e laat zien.After the fiber end with the drop has been withdrawn from the crucible, the drop is allowed to cool, if it is glass. Thus, a lens L is formed on the fiber end as shown in FIG. 3rd shows.

25 In Fig. 3f is het vezeleinde met de lens L vergroot weergegeven.In FIG. 3f, the fiber end with the lens L is shown enlarged.

Zowel de mantel.' FCL als de vezelkemen FC^ en FC2 zijn taps.Both the cloak. " FCL as the fiber nuclei FC ^ and FC2 are tapered.

Het is ook mogelijk cm de uiteinden van twee monomode trans-missievezels samen te smelten en vervolgens aan de samengestelde transmissievezel een derde transmissievezel SMF^ te smelten, zoals de 30 Figuren 4a en 4b tonen. De samengestelde vezel wordt dan uitgerekt tot een nauwe samensnoering CON ontstaat, zoals aangegeven is in Fig. 4c.It is also possible to fuse the ends of two mono-mode transmission fibers together and then fuse a third transmission fiber SMF to the composite transmission fiber, as shown in Figures 4a and 4b. The composite fiber is then stretched until a narrow constriction CON is formed, as shown in FIG. 4c.

Na breking, op analoge manier als in Fig. 3c aangegeven is, kan het bovenste gedeelte van de samengestelde vezel op analoge manier behandeld worden als is beschreven aan de hand van de Figuren 3d en 3e.After refraction, in an analogous manner as in Fig. 3c, the top portion of the composite fiber can be treated in an analogous manner as described with reference to Figures 3d and 3e.

35 Nog een ander mogelijkheid ter verkrijging van de gewenste samengestelde transmissievezels is aangegeven in de Figuren 5a - 5c.Yet another possibility of obtaining the desired composite transmission fibers is shown in Figures 5a-5c.

Daarbij wordt uitgegaan van twee moncmode transmissievezels die al een taps eindgedeelte hebben. Deze tapse eindgedeelten worden samengesmolten.This is based on two moncode transmission fibers that already have a tapered end section. These tapered end portions are fused together.

8402168 PHN 11.090 7 volgens Fig. 5a. Vervolgens wordt aan dit samenstel een derde transmissie-vezel gesmolten en wordt de samengestelde transmissievezel uitgetrokken tot een nauwe insnoering CQN ontstaat, zoals Fig. 5b laat zien. De vezel wordt dan gebroken volgens Fig. 5c ongeveer langs de nauwste insnoering, 5 waarna op het bovenste samengestelde vezelgedeelte een lens aangebracht wordt op de wijze zoals beschreven aan de hand van de Figuren 3d en 3e.8402168 PHN 11.090 7 according to Fig. 5a. Then, a third transmission fiber is melted on this assembly and the composite transmission fiber is pulled out until a narrow constriction CQN is formed, as shown in FIG. 5b shows. The fiber is then broken according to Fig. 5c approximately along the narrowest constriction, after which a lens is applied to the upper composite fiber portion in the manner as described with reference to Figures 3d and 3e.

In Fig. 6 is een eerste toepassing van de uitvinding geïllustreerd. Daarbij is de aanvoer-transmissievezel van een halfgeleiderlaser zoals 10 een diodelaser LD2 verbonden met een tweede diodelaser LD^. Tussen de twee diodelasers is een isolator IS aangebracht. Mat de principe opstelling volgens Fig. 6 kunnen verschillende functies gerealiseerd worden.In FIG. 6, a first application of the invention is illustrated. Thereby, the supply transmission fiber of a semiconductor laser such as a diode laser LD2 is connected to a second diode laser LD1. An isolator IS is arranged between the two diode lasers. Measure the principle arrangement according to Fig. 6 different functions can be realized.

1. Zoals aangegeven in het reeds genoemd artikel in: "IEEE Journal of Quantum Electronics"Vol. QE-18, no. 10 pag. 1662 - 1669, kan met 15 een principe opstelling waarvan Fig. 6 een praktische uitvoeringsvorm geeft de fase van de door de diodelaser H>2 uitgezonden bundel gemoduleerd worden. Deze mogelijkheid kan gebruikt worden in een coherent optisch transmissie systeem.1. As indicated in the aforementioned article in: "IEEE Journal of Quantum Electronics" Vol. QE-18, no. 10 p. 1662 - 1669, 15 can be used to set up a principle, fig. 6 shows a practical embodiment modulating the phase of the beam emitted by the diode laser H> 2. This capability can be used in a coherent optical transmission system.

2. De opstelling volgens Fig, 6 kan ook gebruikt worden als een diodelaser 20 schakelaar. In dat geval is de golflengte van de door de diodelaser LD^ geleverde buncfel vrijwel gelijk aan de golflengte waarvoor in de diodelaser LD2 de laser actie kan optreden. Er wordt een groot verschil tussen de intensiteiten van de door de diodelaser LD2 uitgezonden bundels in de "aan"- en "uit"-toestand van deze diodelaser verkregen, 25 doordat het in de diodelaser Η>2 geïnjecteerde optische signaal wordt geabsorbeerd in de uit-toestand van LD2 en versterkt in de aan-toestand van LD2· Voor verdere bijzonderheden van een diodelaser schakelaar wordt verwezen naar het artikel: "Switching Characteristics of a Laser Diode Switch" in: "IEEE Journal of Quantum Electronics" Volf QE-19, 30 no. 2, pag. 157 - 164.2. The arrangement of Fig. 6 can also be used as a diode laser switch. In that case, the wavelength of the beam cell supplied by the diode laser LD1 is almost equal to the wavelength for which the laser action can occur in the diode laser LD2. A large difference between the intensities of the beams emitted by the diode laser LD2 in the "on" and "off" state of this diode laser is obtained, because the optical signal injected into the diode laser Η> 2 is absorbed in the off state of LD2 and amplified in the on state of LD2 · For further details of a diode laser switch, see the article: "Switching Characteristics of a Laser Diode Switch" in: "IEEE Journal of Quantum Electronics" Volf QE-19, 30 no. 2, p. 157 - 164.

3. Ook een diodelaser versterker, bijvoorbeeld ten behoeve van een vers barkers tation in een optisch communicatienetwerk voor het versterken van een door een diodelaser LD.^ uitgezonden en gemoduleerde bundel die een aanzienlijke weglengte heeft doorlopen, kan volgens. Fig. 6 35 uitgevoerd zijn. Het gedrag van een diodelaser versterker is beschreven in het artikel: "S/N and Error Performance in AlGaAs Semiconductor Laser Pre-amplifier and Linear Repeater Systems" in: "IEEE Jounral of Quantum Electronics", Vol. QE-18, no. 10, pag. 1560 - 1568.3. A diode laser amplifier, for example for a fresh barker station in an optical communication network for amplifying a beam emitted and modulated by a diode laser LD. Fig. 6 35 have been carried out. The behavior of a diode laser amplifier is described in the article: "S / N and Error Performance in AlGaAs Semiconductor Laser Pre-amplifier and Linear Repeater Systems" in: "IEEE Jounral of Quantum Electronics", Vol. QE-18, no. 10, p. 1560-1568.

8402168 -¾ PHN 11.090 8 4. In het artikel: "Analysis of a Multistable Semiconductor Light-Amplifier" in: "Journal of Quantum Electronics" Vol. QE-19, no. 7, pag. 1184 - 1186 is beschreven hoe een diodelaser die bedreven wordt met een gelijkstroom die kleiner is dan de drempelstrocm voor 5 de laser-werking en waarin een stralingsbundel wordt geïnjecteerd als optische bi-stabiel element voor een geheugen element of voor logische optische "schakeling" gebruikt kan worden. Een dergelijk optisch bi-stabiel element kan uitgevoerd zijn als in Fig. 6 aangegeven is.8402168 -¾ PHN 11.090 8 4. In the article: "Analysis of a Multistable Semiconductor Light-Amplifier" in: "Journal of Quantum Electronics" Vol. QE-19, no. 7, p. 1184 - 1186, it has been described how a diode laser operated with a direct current smaller than the threshold current for the laser operation and in which a radiation beam is injected as an optical bistable element for a memory element or for a logical optical "circuit" can become. Such an optically bi-stable element can be designed as in FIG. 6 is indicated.

10 5. De ruis die ontstaat bij een met hoge frequentie, bijvoorbeeld een frequentie groter dan 100 Mbits/sec., bedreven diodelaser ten gevolge van de mode-ccmpetitie (partition) kan onderdrukt worden door in deze diodelaser een bundel te injecteren die afkomstig is van een andere diodelaser die bedreven wordt met een gelijkstroom.- .Deze 15 ". techniek is beschreven in het artikel: "Suipression of Mbde Partition Noise by Laser Diode Light Injection" in: "Journal of Quantum Electronics" Vol. QÉ-18, no. 10, pag. 1669 - 1674. De te injecteren stralingsbundel kan aan de diodelaser toegevoerd worden via een monanode transmissievezel SMF^ die met de voorzijde van de 20 diodelaser gekoppeld is, als getoond in Fig. 6.10 5. The noise generated by a diode laser operated at a high frequency, for example a frequency greater than 100 Mbits / sec, as a result of the mode competition (partition) can be suppressed by injecting a beam from this diode laser of another diode laser operated with a direct current. This technique is described in the article "Suipression of Mbde Partition Noise by Laser Diode Light Injection" in: "Journal of Quantum Electronics" Vol. QÉ-18, No. 10, pages 1669 - 1674. The radiation beam to be injected can be supplied to the diode laser via a monanode transmission fiber SMF 1 coupled to the front of the diode laser, as shown in Fig. 6.

Opgemerkt wordt dat in Fig. 6 en in de volgende Figuren alleen de- diodelasers weergegeven zijn. Het zal duidelijk zijn dat elke diddelaser aangebracht is in een behuizing. De behuizingen, ook die diervan de diodelaser LD2, kunnen, in principe, conventioneel zijn en 25 eh bijvoorbeeld de vorm hebben zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift no. 4.355.323.It is noted that in FIG. 6 and only diode lasers are shown in the following Figures. It will be clear that each center laser is arranged in a housing. The housings, including those of the diode laser LD2, can, in principle, be conventional and, for example, have the shape as described in U.S. Patent No. 4,355,323.

In de inrichting volgens Fig. 7 is de aanvoer transmissieve;-zel SMF^ekoppeld aan een golflengte-gevoelig element WSD. Dit element kan een geïntegreerd optische element zijn dat een lens L^, die 30 de aankomende bundel evenwijdig maakt, en een reflecterend raster bevat. Het' raster reflecteert slechts straling met een zeer bepaalde golflengte in de opening van de aanvoer transmissievezel SMF^. De bedoelde^ golflengte wordt in de diodelaser LD^ geïnjecteerd. Daardoor wordt bereikt dat de bandbreedte van het door deze diodelaser uitgezond-; 35 en stralingsspectrum aanzienlijk gereduceerd is ten opzichte van die vanhetespectrum dat uitgezonden zou worden door een niet met een golflengte gevoelig element gekoppelde diodelaser. Het principe van de bandbreedte reductie is beschreven in het artikel: "Oscillation Center Frequency 8402168 PHN 11.090 9In the device according to FIG. 7, the feed is transmissive -zel SMF coupled to a wavelength sensitive element WSD. This element can be an integrated optical element that contains a lens L ^, which makes the arriving beam parallel, and a reflecting grating. The grating reflects only radiation of a very specific wavelength in the opening of the supply transmission fiber SMF. The intended wavelength is injected into the diode laser LD. This ensures that the bandwidth of the radiation produced by this diode laser is healthy; 35 and radiation spectrum is significantly reduced from that of the spectrum that would be emitted by a diode laser coupled non wavelength sensitive element. The principle of the bandwidth reduction is described in the article: "Oscillation Center Frequency 8402168 PHN 11.090 9

Tuning in: "IEEE Journal of Quantum Electronics" Vol. QE-18, no. 10, pag. 961 - 970.Tuning in: "IEEE Journal of Quantum Electronics" Vol. QE-18, no. 10, p. 961-970.

Zoals in Fig. 8 is aangegeven kunnen meer dan twee moncmode transmissievezels met de voorzijde van de diodelaser LD2 gekoppeld zijn.As shown in Fig. 8, more than two monode transmission fibers may be coupled to the front of the diode laser LD2.

5 Een van deze vezels SMF^ is gekoppeld aan een zender T. Het langs deze transmissievezel pielde signaal wordt in de diodelaser LD2 versterkt en het versterkte signaal wordt verdeeld voer de afvoertransmissie-vezels SMF2, SMF3, SMF4, die gekoppeld zijn aan de ontvangers R^, R2, R^· De zender T en ontvangers R^, R2 en kunnen vervangen worden door 10 inrichtingen die als zender en als ontvangers kunnen werken, zodat alle tranmsissievezels als aanvoer- én als afvoer-transmissievezels kunnen functioneren. Daarbij is op elk moment een der transmissievezels aanvoer-vezel en zijn de voerige transmissievzels afvoer-vezels. Aldus . is een actief sterpunt gecreëerd. dat in een locaal optisch transmissie- 15 netwerk kan worden gebruikt.One of these fibers SMF ^ is coupled to a transmitter T. The signal poled along this transmission fiber is amplified in the diode laser LD2 and the amplified signal is distributed for the output transmission fibers SMF2, SMF3, SMF4, which are coupled to the receivers R ^, R2, R ^ · The transmitter T and receivers R ^, R2 and can be replaced by 10 devices which can act as transmitters and as receivers, so that all transmission transmission fibers can function both as supply and discharge transmission fibers. At any time, one of the transmission fibers is supply fiber and the current transmission fibers are supply fibers. Thus . an active star point has been created. which can be used in a local optical transmission network.

Het is ook mogelijk cm een van de afvoer-transmissievezels van de inrichting volgens Fig. 7 of een extra afvoer-transmissievezel in de inrichting volgens Fig. 6 of 7 te gebruiken cm de door de diodelaser uitgezonden straling te controleren. Daartoe wordt deze transmissie-20 vezel gekoppeld aan een stralingsgevoelige detector DE in de vorm van een fotodiode. Het uitgangssignaal van de fotodiode is mede afhankelijk van variaties in de koppeling tussen de diodelaser en de transmissievezel. Met een meetsignaal dat van de voorzijde van de laserdiode afgetapt is kan op zeer betrouwbare wijze de invloed van de temperatuur op de 25 diodelaser behuizing worden geëlimineerd.It is also possible to use one of the output transmission fibers of the device according to FIG. 7 or an additional drain transmission fiber in the device of FIG. 6 or 7 cm to check the radiation emitted by the diode laser. To this end, this transmission fiber is coupled to a radiation-sensitive detector DE in the form of a photodiode. The output of the photodiode also depends on variations in the coupling between the diode laser and the transmission fiber. With a measuring signal tapped from the front of the laser diode, the influence of the temperature on the diode laser housing can be eliminated in a very reliable manner.

30 35 «a 0216830 35 a 02168

Claims

1. Electro-optical device comprising a diode laser, a first radiation path terminating on the semiconductor laser for supplying an optical signal with which a parameter of the semiconductor laser radiation can be influenced, and a second radiation path terminating also on the semiconductor laser from. the laser radiation, characterized in that the radiation paths are formed by monamode transmission fibers, that the monode feed transmission fiber and at least one monanode discharge transmission fiber. are linked. having the same radiation-emitting surface of the semiconductor laser, that the ends of the transmission fibers directed towards this surface form a composite fiber with a tapered end portion and that the end face of the composite transmission fiber is provided with a transparent material with a spherical surface, which material has a refractive index which is considerably larger than that of the transmission fiber core material.

An electro-optical device according to claim 1, characterized in that the mono-mode supply transmission fiber is coupled to a second semiconductor laser.

Electro-optical device according to claim 1, characterized in that the mono-mode supply transmission fiber is coupled to a wavelength-selective reflecting element.

An electro-optical device according to claim 1, characterized in that at least two mono-mode transmission fibers are coupled to the same radiation-emitting surface of a semiconductor laser, which fibers may be coupled to optical transmitters or receivers.

Electro-optical device according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that one of the discharge transmission fibers is coupled to a radiation-sensitive detector. 30 8402168 35