CH680953A5 - - Google Patents

Description

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CH 680 953 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen reflexionsarmen Ab-schluss einer Einmoden-Glasfaser gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Solcherart abschliessende Faserenden werden beispielsweise bei der Laserkopplung oder bei Messaufgaben verwendet, z.B. beim Bestimmen der Rückflussdämpfung eines optischen Steckers oder beim Messen des Rückwirkungsrauschens an Halbleiterlasern. Hierbei tritt die Leistungsreflexion an einem offenen Faserende sehr störend in Erscheinung.

Aus der DE-OS 2 611 011 ist eine Faserankopplung bekannt, bei der die zu übertragenden Signale von einem Laser emittiert werden, der je nach Anwendungsfall empfindlich auf Licht reagiert, das aus dem angekoppelten Glasfaserende reflektiert wird. Dadurch kann bei Direktmodulation und hohen Bitraten das Modulationsverhalten erheblich gestört werden. Ist eine kohärente Lichtwellenübertragung vorgesehen, kann der Laser Moden- oder Frequenzsprünge machen oder sich die Linienbreite des Lasers ändern.

Um dies zu vermeiden, wird eine aus einer Mono-modefaser und einer Gradientenfaser bestehende Anordnung verwendet, bei der zuerst ein Ende der Monomodefaser stumpf auf ein Ende der Gradientenfaser gesetzt wird. Anschliessend werden die Glasfasern so justiert, dass der Kern der Monomodefaser auf einen Bereich des Kerns der Gradientenfaser trifft, in dem die Kembrechzahlen beider Glasfasern bestmöglich übereinstimmen. Schliesslich werden die justierten Glasfasern in dieser Lage fixiert, so dass durch die Kombination Monomodefa-ser/Gradientenfaser beim Übergang von dem kleinen lichtführenden Kern der Monomodefaser in den grossen Kern der Gradientenfaser die Kopplungsverluste für Lichtwellen gering, in umgekehrter Richtung aber gross sind.

Ausserdem ist es bekannt, störende Einflüsse durch die Verwendung eines den Laser schützenden optischen Isolators zu vermeiden. Ein derartiger Isolator ist aber in der Herstellung aufwendig und somit teuer. Ausserdem verursacht er zusätzliche Verluste. Weitere bekannte Massnahmen zur Unterdrückung der Reflexion bestehen darin, auf die Stirnfläche des Faserendes dielektrische Ent-spiegelungsschichten aufzubringen oder einen zur Faserachse winkligen Schräganschliff vorzusehen. Faserenden mit Schräganschiiff sind beispielsweise von handelsübliche LWL-Steckverbindern der Firma Radiall her bekannt.

An einer senkrecht zu ihrer optischen Achse geschnittenen Faser besteht ein abrupter Brechzahlsprung von n = 1,5 (Glas) auf n = 1 (Luft). Dies führt zu einem Refexionsfaktor von etwa 4%. Dieser Leistungsanteil läuft, wenn keine Gegenmassnahmen ergriffen werden, in die Senderichtung zurück und erzeugt im Laser Rückwirkungsrauschen oder in bidirektionalen Übertragungssystemen eine Si-gnal/Rausch-Verschechterung durch Nebensprechen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Einmoden-Glasfaser unter Beibehaltung des geradlinigen Strahlenganges einen refiexionsarmen Faserabschluss mit geringer Einfügungsdämpfung zu realisieren, der im Aufbau einfach ist und mit geringen Kosten hergestellt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben konstruktiven Massnahmen gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt das Ende einer Einmoden-Glasfaser mit einem reflexionsarmen Ab-schluss, teilweise längsgeschnitten und in einer Seitenansicht dargestellt.

In der Zeichnung ist die Einmoden-Glasfaser mit 1 bezeichnet. Es handelt sich um eine von der Primär-beschichtung befreite, blanke Glasfaser, die einen Durchmesser von beispielsweise 125 um hat. Das Faserende ist als Taper 2 ausgebildet und mit einem transparenten Kleber 3 in eine Glaskapillare 4 eingeklebt. Die Glaskapillare 4 ist ausreichend lang bemessen, so dass sie am rückwärtigen Ende noch ein Längenstück des zylindrischen Teiles der blanken Einmoden-Glasfaser 1 umfasst. Die Glaskapillare 4 hat beispielsweise einen Innendurchmesser von ca. 130 jim und einen Aussendurchmesser von z.B. 500 um. Auf genaue Abmessungen kommt es hierbei jedoch nicht an, da allein entscheidend ist, dass der als wellenleitender Kern wirkende Kleber 3 eine Grenzschicht hat. Dies ist bei dem vorliegenden, im mittleren Arbeitstemperaturbereich liegenden Ausführungsbeispiel realisiert durch die Verwendung eines den Hohlraum der Glaskapillare 4 vollständig ausfüllenden Klebers 3 mit der Brechzahl 1,48, die der des Tapers 2 der Einmoden-Glasfaser 1 gleich ist oder dieser möglichst nahe kommt und einer Glaskapillare 4 mit der Brechzahl 1,44.

Der Taper 2 ist ca. 1 bis 2 mm lang und seine Spitze endet innerhalb der Glaskapillare 4 wenigstens 10 mm vor der zur Faserachse rechtwinklig angeordneten Stirnfläche 5 des Auskopplungsweilenlei-ters 6, welcher den reflexionsarmen Abschluss der Einmoden-Glasfaser 1 bildet. Der Neigungswinkel, den die Mantelfläche des Tapers 2 zur Faserachse einnimmt, ist hier nicht kritisch. Diesem kommt nur insofern Bedeutung zu, als ein extrem flacher Neigungswinkel zu einem Anstieg von Dämpfungsverlusten führt. Das Längenmass von mindestens 10 mm zwischen der Taperspitze und dem freien Ende des Auskopplungswellenleiters 6 bietet Gewähr dafür, dass der Ausgang voll ausgeleuchtet wird.

Bei der Herstellung des Tapers 2 wird die Glasfaser 1 z.B. in einer geeigneten Glasflamme bis über ihre Erweichungstemperatur erwärmt und dann so ausgezogen, dass ihr Querschnitt kontinuierlich geringer wird. Durch den sich ständig verringernden Querschnitt verliert der Faserkern seine lichtleitende Eigenschaft. Die ehemals im Grundmodus der Faser geführte Strahlungsleistung wird auf eine grössere Anzahl von Strahlungsmoden aufgeteilt, die bei einem frei in Luft stehenden Taper 2 einen von der Taperfunktion abhängigen Raumwinkelbereich ausleuchten würden. Bei der vorliegenden Anordnung tritt die Strahlung nicht in den freien Raum

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aus, sondern in den optischen Wellenleiter, der durch Kleber 3 und Glaskapillare 4 gebildet wird. Daher zeichnet sich der Auskopplungswellenleiter 6 einerseits durch eine geringe Einfügungsdämpfung aus, die z.B. weniger als 0,5 dB hat, andererseits durch eine hohe Reflexions- oder Rückflussdämpfung, die z.B. mehr als 50 dB beträgt und zwar bei geringer Einfügungsdämpfung und geradlinigem Strahlengang. Die Reflexionsunterdrückung ergibt sich über die Strukturparameter der beiden gekoppelten Wellenleiter aus der Anzahl der jeweils angeregten oder anregbaren Moden.

Da die am empfangsseitigen Ende der Einmoden-Glasfaser 1 auftretende Reflexion bei allen faseroptischen Übertragungssystemen, die als Sender Halbieiter-Laser verwenden, unerwünscht ist, ist der vorliegende Glasfaser-Abschluss besonders vorteilhaft einsetzbar für:

- Übertragungssysteme, bei denen auch kürzere Faserlängen auftreten können, z.B. im Teilnehmerbereich.

- Übertragungssysteme mit erhöhten Anforderungen an die Laserstabilität, z.B. Analogübertragung oder kohärenter Empfang.

- Fasersensortechnik, z.B. Faserkreisel.

Ausserdem bietet die vorliegende Anordnung

Funktions- und Kostenvorteile bei Mess- oder Regelaufgaben, bei denen an dem normalerweise versumpften vierten Kopplertor rückwirkungsfrei die Strahlungsleistung gemessen werden kann, die tatsächlich auf die Übertragungsstrecke geht. Bei Analogübertrag lässt sich so z.B. die Senderkennlinie über den Störeinfluss der Faser-Ankopplung hinweg linearisieren.

Claims (3)

Patentansprüche

1. Reflexionsarmer Abschluss einer Einmoden-Glasfaser zur Verwendung in faseroptischen Über-tragungs- und Messsystemen, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserende als Taper (2) ausgebildet und innerhalb einer Glaskapillare (4) mittels eines transparenten Klebers (3) fixiert ist, dessen Brechzahl grösser ist als die Brechzahl der Glaskapillare (4).

2. Reflexionsarmer Abschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechzahl des Klebers (3) mit dem der Einmoden-Glasfaser (1) übereinstimmt oder dieser möglichst nahe kommt.

3. Reflexionsarmer Abschluss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechzahl der Glaskapillare (4) kleiner ist als die Brechzahl der Einmoden-Glasfaser (1).

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