WO1992011711A1 - Optoelektrische sende- und empfangsvorrichtung - Google Patents

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WO1992011711A1
WO1992011711A1 PCT/EP1991/002489 EP9102489W WO9211711A1 WO 1992011711 A1 WO1992011711 A1 WO 1992011711A1 EP 9102489 W EP9102489 W EP 9102489W WO 9211711 A1 WO9211711 A1 WO 9211711A1
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optical
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optical transmitter
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PCT/EP1991/002489
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Inventor
Dirk SANDBAUMHÜTER
Jürgen Röckle
Original Assignee
Richard Hirschmann Gmbh & Co.
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/40—Transceivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission

Definitions

  • the invention relates to an optoelectric transmission
  • optical receiver and a beam splitter.
  • Such an optoelectric transmitting and receiving device is known from DE-A-33 33 311.
  • the output of the optical transmitter and the input of the optical receiver are connected to a beam splitter, which in turn is connected to one
  • Optical fiber is coupled, over which the light is guided from and to the device.
  • the beam splitting is arranged in the beam splitter
  • wavelength selective through the use of a suitable wavelength multiplexer / demultiplexer.
  • Optoelectric transmitting and receiving device with a beam splitter consisting of a semi-transparent mirror is known. Apart from the fact that only a small beam power is co-optic in this device, the low one is
  • Reflections occur at the transition from beam price to fiber optic.
  • the invention has for its object to provide an optoelectrical transmitting and receiving device which does not have the disadvantages of conventional devices of this type and which, in particular, enables low crosstalk, high power coupling and cost-effective production and can be networked and exchanged as desired and for various purposes
  • Wavelengths can be used.
  • the object is achieved according to the invention in that the light emitted by the optical transmitter is polarized, and in that the optical receiver essentially only detects polarized light whose
  • the direction of polarization of the light emitted by the optical transmitter is.
  • Manufacturing tolerances for the device according to the invention can be considerably less precise than in the case of conventional arrangements, which results in a much simpler construction and easier assembly.
  • Another advantage is the fact that the design can be very compact.
  • Device for different wavelengths and for any optical fiber connector can be used, which results in any interchangeability and connectivity for so-called open systems.
  • the optical receiver itself can be designed such that it can receive essentially only the light that is complementarily polarized to the light emitted by the optical transmitter.
  • a polarization filter in particular an inexpensive polarization film, which can be attached in a simple manner, for example by gluing it onto the reception window of the optical receiver.
  • the optical transmitter is itself a polarized one t emitting light, such as a semiconductor laser that generates polarized light.
  • a semiconductor laser that generates polarized light
  • any non-polarized light-generating transmitter which is followed by a polarization filter.
  • a semiconductor laser instead of a semiconductor laser, however, a light-emitting diode with an upstream polarizing film can also be used.
  • Invention is the direction of polarization of the polarization filter upstream of the optical receiver substantially perpendicular to the direction of polarization of the light emitted by the semiconductor laser or of the optical transmitter
  • Invention is the one connected to the beam splitter
  • optical fibers should not be less than a certain minimum length, for example 5 m.
  • a license beam 2 emitted by a transmitter 1 passes via a beam splitter 3, which is only shown schematically, to an optical fiber connector 4 and thus into the
  • Optical fiber connector 4 and the beam splitter 3 to a receiver 6, which is connected upstream of a polarization filter 7.
  • the beam splitter 3 can be designed in any manner, for example with a half mirror or a pinhole, for splitting the beams in a conventional manner.
  • polarized light as transmission light beam 2 and a polarization filter 7 with
  • Optical fiber connector 4 to keep it as small as possible.
  • the use of the polarization filter ensures that disturbing, unwanted reflections that occur in the device cannot or practically cannot reach the receiver 6. Despite a possible simple Aufsaus the device and in particular the
  • Crosstalk properties of the device according to the invention are extraordinarily good, and it is in particular also possible to couple in large beam powers without the crosstalk between the transmission light beam 2 and
  • Receiving light beam 5 becomes large.

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Abstract

Bei der optoelektrischen Sende- und Empfangsvorrichtung ist das vom optischen Sender (1) abgegebene Licht polarisiert und der optische Empfänger (6) weist im wesentlichen nur polarisiertes Licht nach, dessen Polarisationsrichtung im wesentlichen senkrecht zur Polarisationsrichtung des vom Sender (1) abgegebenen Lichts ist. Dadurch ist bei einfachem, kompaktem Aufbau, einfacher Montage und relativ groben Fertigungstoleranzen eine Vorrichtung möglich, die sehr gute Übersprecheigenschaften aufweist, für beliebige Lichtwellenleiter-Steckverbinder und für verschiedene Wellenlängen brauchbar, sowie beliebig vernetz- und austauschbar ist.

Description

Optoelektrische Sende- und Empfangsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine optoelektrische Sende- und
Empfangsvorrichtung mit einem optischen Sender, einem
optischen Empfänger und einem Strahlteiler.
Eine derartige optoelektrische Sende- und Empfangsvorrichtung ist aus der DE-A-33 33 311 bekannt. Der Ausgang des optischen Senders und der Eingang des optischen Empfängers sind mit einem Strahlteiler verbunden, der seinerseits an einen
Lichtwellenleiter angekoppelt ist, üoer den das Licht von der Vorrichtung und zu ihr geleitet wird. Bei der bekannten
Anordnung erfolgt die Scrahlteilung im Strahlteiler
wellenlängenselektiv durch die Verwendung eines geeigneten Wellenlängen-Multiplexers/Demultiplexers . Derartige
Vorrichtungen mit auf der Weilenlängenselektion beruhenden Strahlteilern benötigen kostenintensive Bauteile und sind kompliziert zu fertigen. Abgesehen von den Herstellungskosten sind diese Anordnungen jedoch insaesondere dadurch sehr nachteilig, daß die jeweiligen Sende- und Empfangsvorrichtungen an den Enden der Licntwellenleiter aufeinander abgestimmt bzw. zusammenpassen müssen. Dies schränkt die Möglichkeit einer breiten Anwendung in sogenannten offenen Systemen wesentlich ein, sie sind nicht beliebig austauschbar und auch nur öedingt netzwerkfähig.
Weiterhin sind optoelektrische Sende- und Empfangsvorrichtungen mit Schmelzkopplern DZW. integrierten optischen Kopplern mit angespleißten Sende- und Empfangselementen bekannt, wie sie beispielsweise in "Fiber and Integrated Optics", Band 6, Nr. 1 (1987), Seiten 27 bis 50, beschrieben sind. Neben den nohen Kosten ist besonders der große
Platzöedarf solcher Vorrichtungen nachteilig.
Aus der Firmenschrift der Firma NEC, Katalog Nr. E 34180 unter den Produktbeschreibungen OD-8601/8602/8650 ist eine
optoelektrische Sende- und Empfangsvorrichtung mit einem aus einem halbdurchlässigen Spiegel bestehenden Strahlteiler bekannt. Abgesehen davon, daß nur eine geringe Strahlleistung in diese Vorrichtung einkoopeloar ist, ist die geringe
Rückflußdämpfung besonders nachteilig, die durch optische Unzulänglichkeiten im Strahlteiler, insbesondere durch die Verwendung des halbdurchlässigen Spiegels, und durch
Reflexionen am Übergang vom Strahlteuer zum Lichtwellenleiter entstehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optoelektrische Sende- und Empfangsvorrichtung zu schaffen, die die Nachteile herkömmlicher Vorrichtungen dieser Art nicht aufweist und die insbesondere ein geringes Übersprechen, eine große Leistungseinkopplung und eine kostengünstige Fertigung ermöglicht und beliebig vernetz- und austauschbar und für verschiedene
Wellenlängen einsetzbar ist.
Ausgenend von der eingangs genannten optoelektrischen Sende- und Empfangsvorrichtung wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das vom optischen Sender abgegebene Licht polarisiert ist, und daß der optische Empfänger im wesentlichen nur polarisiertes Licht nachweist, dessen
Polarisationsrichtungen im wesentiicnen senkrecht zur
Polarisationsrichtung des vom optischen Sender abgegebenen Lichts ist.
Durch die erfindungsgemäßen Merkmale, einen polarisiertes Licht abgebenden optischen Sender und einen optischen
Empfänger zu verwenden, der im wesentlichen nur komplementär polarisiertes Licht nachweisen kann, können in der
Vorrichtung, insbesondere im Strahlteiler und am
Steckverbinder der Vorrichtung für den Anschluß eines
Lichtwellenleiters auftretende Reflexionen insbesondere des vom optischen Sender abgegebene Lichts das Empfangssignal nicht beeinflussen; störende, unerwünschte Reflexionen im Strahlteiler oder sonstigen Teilen der Vorricntung
beeinflussen daher die Empfangssignale nicht. Dies bedeutet, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung das übersprechen sehr klein gehalten werden kann. Ein weiterer wesentlicher Vorteil in diesem Zusammenhang besteht darin, daß die
Fertigungstoleranzen für die erfindungsgeraäße Vorrichtung wesentlich ungenauer als bei herkömmlichen Anordnungen sein können, wodurch sich ein wesentlich einfacherer Aufbau und eine einfachere Montage ergibt. Ein weiterer Vorteil besteht in der Tatsache, daß die Bauweise sehr kompakt sein kann.
Besonders vorteilhaft ist auch, daß die erfindungsgemäße
Vorrichtung für verschiedene Wellenlängen und für beliebige Lichtwellenleiter-Steckverbinder einsetzbar ist, wodurch sich eine beliebige Austauschbarkeit und Vernetzbarkeit auch für sogenannte offene Systeme ergibt.
Der optische Empfänger kann selbst so ausgebildet sein, daß er im wesentlichen nur das zu dem vom optischen Sender abgegebene Licht komplemantär polarisierte Licht empfangen kann. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, einen beliebigen optischen Empfänger zu verwenden, dem ein Polarisationsfilter, insbesondere eine kostengünstige Polarisationsfolie vorgeschaltet ist, die auf einfache Weise etwa durch Aufkleben auf das Empfangsfenster des optischen Empfängers angebracht werden kann.
Der optische Sender ist beispielsweise selbst ein polarisier tes Licht abgebender Sender, etwa ein Halbleiterlaser, der polarisiertes Licht erzeugt. Es ist jedoch auch möglich, irgendeinen, nicht polarisiertes Licht erzeugenden Sender zu verwenden, dem ein Polarisationsfilter nachgeschaltet ist. Anstelle eines Halbleiterlasers ist jedoch auch eine lichtemittierende Diode mit vorgeschalteter Polarisationsfolie verwendbar.
Im Zusammenhang mit den genannten Ausführungsformen der
Erfindung steht die Polarisationsrichtung des dem optischen Empfänger vorgeschalteten Polarisationsfilters im wesentlichen senkrecht zur Polarisatiσnsrichtung des vom Halbleiterlaser abgegebenen Lichts bzw. des dem optischen Sender
nachgeschalteten Polarisationsfilters.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung ist der an den Strahlteiler angeschlossene
Lichtwellenleiter nicht polarisationserhaltend. Dadurch ist am anderen Ende des Lichtwellenleiters kein Stecker mit
besonderer Ausrichtung oder Ausbildung hinsichtlich eines zu empfangenden polarisierten Lichtes erforderlich, wodurch die Kompatibilität erhöht und der Aufwand verringert wird. Die meisten verwendeten Lichtwellenleiter haben ohnehin keine polarisationserhaltenden Eigenschaften, sie lösen vielmehr nach einer mehr oder weniger langen Lichtwellenleiterstrecke die Polarisation eines von ihnen geführten Lichtstrahls auf. Es sollte lediglich sichergestellt sein, daß die
Lichtwellenleiter zu diesem Zwecke eine gewisse Mindestlänge, beispielsweise 5 m, in diesem Falle nicht unterschreiten sollten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Figur näher
erläutert, die ein Schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergibt. Ein von einem Sender 1 abgegeoener Licntstrahl 2 gelangt über einen lediglich schematisch dargestellten Strahlteiler 3 auf einen Lichtwellenleiter-Steckverbinder 4 und damit in die
Faserstrecke. Umgekehrt gelangt ein von der Faserstrecke übertragenes Empfangssignal 5 über den
Lichtweilenleiter-Steckverbinder 4 und den Strahlteiler 3 auf einen Empfänger 6, dem ein Polarisationsfilter 7 vorgeschaltet ist.
Das Strahlteiler 3 kann in beliebiger Weise, beispielsweise mit einem Halbspiegel oder einer Lochblende zur Aufspaltung der Strahlen in herkömmlicher Weise ausgebildet sein. Auf Grund der erfindungsgemäßen Merkmale, polarisiertes Licht als Sendelichtstranl 2 und ein Polarisationsfilter 7 mit
entsprechend gewählter Polarisationsrichtung für den Empfänger 6 zu verwenden, braucht kein großer Aufwand dahingehend getrieben zu werden, um Reflexionen im Strahlteiler oder am Lichtwellenieiter-Anschluß des Strahlteilers 3, d. h. am
Lichtwellenleiter-Steckverbinder 4, möglichst klein zu halten. Durch die Verwendung des Polarisationsfilters ist sichergestellt, daß störende, unerwünschte Reflexionen, die in der Vorrichtung auftreten, nicht oder praktisch nicht auf den Empfänger 6 gelangen können. Trotz eines dadurch möglichen einfachen Aufsaus der Vorrichtung und insbesondere des
Strahlteilers und relativ grober Fertigungstoleranzen bei einfacher Montage und kompakter Bauweise sind daher die
Ubersprecheigenschaften der erfindungsgemäßen Vorrichtung außerordentlich gut, und es ist insbesondere auch möglich, große Strahlleistungen einzukoppeln, ohne daß dadurch das übersprechen zwischen Sendelichtstranl 2 und
Empfangslichtstrahl 5 groß wird.
Die Erfindung wurde anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Dem Fachmann sind jedoch zahlreiche Ausgestaltungen oder. Abwandlungen möglich, ohne daß dadurch

Claims

der Erfindungsgedanke verlassen wird. Als Sender 1 ist beispielsweise ein Halbleiterlaser möglich, der von sich aus bereits polarisiertes Licht erzeugt. Durch die Verwendung eines dem Sender 1 nachgeschalteten (nicht dargestellten)Polarisationsfilters ist es jedoch auch möglich, irgendeineLichtquelle unabhängig davon zu verwenden, ob oder wie weit die Lichtquelle polarisiertes Licht erzeugt. Patentansprüche
1. Optoelektrische Sende- und EmpfangsVorrichtung mit einem optischen Sender (1), einem optischen Empfänger (6) und einem Strahlteiler (3),
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,
daß das vom optischen Sender (1) abgegebene Licht (2) polarisiert ist, und daß der optische Empfänger (6) im wesentlichen nur polarisiertes Licht nachweist, dessen Polarisationsrichtung im wesentlichen senkrecht zur
Polarisationsrichtung des vom optischen Sender (1) abgegebenen Lichts (2) ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem optischen Empfänger (6) ein Polarisationsfilter (7) vorgeschaltet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Polarisationsfilter (7) eine Polarisationsfolie ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sender (1) ein polarisiertes Licht abgebender Halbleiterlaser ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der optische Sender (1) eine
unpolarisiertes Licht abgebende Lichtquelle ist, der ein Polarisationsfilter nachgeschaltet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationsrichtung des dem optischen Empfänger (6) vorgeschalteten
Polarisationsfilters (7) im wesentlichen senkrecht zur Polarisationsrichtung des vom Halbleiterlaser abgegebenen Lichts bzw. des dem optischen Sender (1) nachgeschalteten Polarisationsfilters ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Strahlteiler (3) angeschlossene Lichtwellenleiter nicht
polarisationserhaltend ist.
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