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DE2841133A1 - Tapping element for optical fibre - follows curved section to receive light emerging from side without breaking into it - Google Patents

Tapping element for optical fibre - follows curved section to receive light emerging from side without breaking into it

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Publication number
DE2841133A1
DE2841133A1 DE19782841133 DE2841133A DE2841133A1 DE 2841133 A1 DE2841133 A1 DE 2841133A1 DE 19782841133 DE19782841133 DE 19782841133 DE 2841133 A DE2841133 A DE 2841133A DE 2841133 A1 DE2841133 A1 DE 2841133A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
optical waveguide
waveguide
light
fibre
element according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19782841133
Other languages
German (de)
Inventor
Ralf Dr Kersten
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE19782841133 priority Critical patent/DE2841133A1/en
Publication of DE2841133A1 publication Critical patent/DE2841133A1/en
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    • 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
    • G02B6/2852Optical 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 tapping light guides arranged sidewardly, e.g. in a non-parallel relationship with respect to the bus light guides (light extraction or launching through cladding, with or without surface discontinuities, bent structures)

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

A tapping element branches off a light component from an optical fibre without breaking into it. A section of the fibre is so markedly curved that light emerges from one side of it. A second optical fibre runs in parallel along this curved section. the second fibre has a higher numerical aperture than the first. The second fibre can be planar with a side border forming a curved groove on a support. This grooves receives the first fibre. The radius of curvature of the latter can increase in the direction of the light propagation. The width of the second fibre can increase in the same direction along the curvature.

Description

AbzweigelementBranch element

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abzweigelement zum Abzweigen eines Lichtanteils aus einem optischen Wellenleiter.The present invention relates to a branch element for Branching off a portion of light from an optical waveguide.

Für optische Nachrichtensysteme, speziell für Datenbus-Systeme, werden Abzweigstrukturen benötigt, die das Auskoppeln bestimmter, meist geringer Lichtenergien aus einer Durchgangsleitung, z.B. einer einzelnen Lichtleitfaser gestatten.For optical communication systems, especially for data bus systems, are Branch structures are required that allow certain, mostly low, light energies to be coupled out from a through-line, e.g., a single optical fiber.

Es sind bisher nur Abzweigelemente bekannt, die in die Durchgangsleitung eingefügt werden müssen, so daß der optische Wellenleiter, welcher als Durchgangsleitung dient, unterbrochen werden muß.So far only branch elements are known that are in the through line must be inserted so that the optical waveguide, which acts as a through line serves, must be interrupted.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Abzweigelement der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem der optische Wellenleiter nicht unterbrochen werden muß.The object of the present invention is to provide a branch element of the Specify initially mentioned type in which the optical waveguide is not interrupted must become.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Wellenleiter längs eines Stücks so stark gekrümmt ist, daß seitlich Licht aus ihm austritt und daß längs des gekrümmten Stücks ein parallel dazu verlaufender zweiter optischer Wellenleiter anliegt, der eine größere numerische Apertur aufweist, als der optische Wellenleiter.The object is achieved in that the waveguide along a Piece is so strongly curved that laterally light emerges from it and that lengthways of the curved piece a second optical waveguide running parallel to it which has a larger numerical aperture than the optical waveguide.

Bevorzugterweise ist der optische Wellenleiter mit einer Lichtleitfaser gebildet. Vorzugsweise besteht sie aus einer Glasfaser, insbesondere aus einer Kern-Mantel-Glasfaser.Preferably the optical waveguide is with an optical fiber educated. It preferably consists of a glass fiber, in particular a core-sheath glass fiber.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist so ausgebildet, daß der zweite optische Wellenleiter mit einem planaren Wellenleiter gebildet. ist.A preferred embodiment is designed so that the second optical waveguide formed with a planar waveguide. is.

Dabei ist dann eine besonders zweckmäßigeAusfUhrungsform so ausgebildet, daß der planare Wellenleiter eine Seitenbegrenzung einer gekrümmten Nut auf einem Träger bildet, in welche der optische Wellenleiter eingelegt ist.A particularly expedient embodiment is then designed in such a way that that the planar waveguide has a side boundary of a curved groove on one Forms carrier in which the optical waveguide is inserted.

Vorteilhafterweise nimmt der Krümmungsradius des optischen Wellenleiters in der Fortpflanzungsrichtung des Lichts gesehen, längs des Stücks von einem kleinen Wert ausgehend zu. Dadurch kann verhindert werden, daß in den zweiten Wellenleiter übergekoppeltes Licht in den Wellenleiter zurückgekoppelt wird.The radius of curvature of the optical waveguide advantageously decreases seen in the direction of propagation of light, along the length of the piece of a small one Value starting to. This can prevent the second waveguide overcoupled light is fed back into the waveguide.

Ein solches Rückkoppeln kann auch vorteilhaft dadurch verhindert werden, daß die Breite des zweiten optischen Wellenleiters längs des Stücks in Fortpflanzungsrichtung des Lichtes zunimmt.Such feedback can also be advantageously prevented by that is the width of the second optical waveguide along the length in the direction of propagation of light increases.

Grundlage des vorgeschlagenen Abzweigelementes bildet die Ausnutzung des Effektes, daß Licht aus hinreichend gekrümmten Wellenleitern radial abstrahlt.The basis of the proposed branch element is the utilization the effect that light radiates radially from sufficiently curved waveguides.

Ein Ausftlhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is shown in the figure and is described in more detail below.

Die Figur zeigt den prinzipiellen Aufbau des Ausführungsbeispiels in Draufsicht.The figure shows the basic structure of the exemplary embodiment in plan view.

In eine fotolithografisch hergestellte Nut, deren Breite identisch mit dem Durchmesser der einzulegenden Lichtleitfaser 1 ist und die einen Krümmungsradius R aufweist, ist die Lichtleitfaser 1 eingelegt. Die äußere Berandung der Nut ist als planarer Wellenleiter 2 ausgebildet und hat die Aufgabe, das von der gekrümmten Faser 1 radial abgestrahlte Licht an eine abzweigende Faser 3, die ebenfalls eine Kern-Mantel-Glasfaser sein kann, weiterzuführen. Um für das abgestrahlte Licht als Wellenleiter zu wirken, muß die numerische Apertur des planaren Wellenleiters 2 höher als die der Lichtleitfaser sein. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Abzweiges kann die Berührungsstelle zwischen der runden Lichtleitfaser 1 und dem rechteckigen planaren Wellenleiter 2 mit einer Immersionsflüssigkeit ausgefüllt sein, deren Brechungsindex gleich dem des Mantels der Lichtleitfaser ist.In a photo-lithographically produced groove, the width of which is identical with the diameter of the optical fiber 1 to be inserted and which has a radius of curvature R, the optical fiber 1 is inserted. The outer edge of the groove is designed as a planar waveguide 2 and has the task of the curved Fiber 1 radially emitted light to a branching fiber 3, which is also a Core-sheath glass fiber can be carried on. In order for the emitted light as To act waveguide, the numerical aperture of the planar waveguide 2 higher than that of the optical fiber. To increase the efficiency of the branch can be the point of contact between the round optical fiber 1 and the rectangular one planar waveguide 2 be filled with an immersion liquid, whose refractive index is the same as that of the cladding of the optical fiber.

Die Einfügeverluste des vorgeschlagenen Abzweigs belaufen sich in der Größenordnung von 0,2 dB und sind unabhängig von der Manteldicke der verwendeten Kern-Mantel-Glasfaser.The insertion losses of the proposed branch amount to of the order of magnitude of 0.2 dB and are independent of the jacket thickness of the used Core-sheath fiberglass.

Der Abzweig kann an jeder beliebigen zugänglichen Stelle eingefügt und auch wieder entfernt werden, ohne daß die Faser 1 irgendwie bearbeitet werden muß.The branch can be accessed at any convenient location Job inserted and removed again without the fiber 1 being processed in any way must become.

Bei vorgegebener Faser kann die abgezweigte Lichtenergie durch geeignete Wahl des Krümmungsradius R und des Krümmungswinkels t , also des gekrümmten Stücks S, vorgegeben werden. Beide, KrUmmungsradius und -winkel, können mit Hilfe der fotolithografischen Dickfilmtechnik sehr genau definiert werden. Der planare Wellenleiter läßt sich im selben Arbeitsschritt herstellen.With a given fiber, the branched off light energy can be controlled by suitable Selection of the radius of curvature R and the angle of curvature t, i.e. the curved piece S, can be specified. Both the curvature radius and the curvature angle can be determined with the help of the photolithographic Thick film technology can be defined very precisely. The planar waveguide can manufacture in the same work step.

Um ein Zurückkoppeln aus dem Wellenleiter 2 in den Wellenleiter 1 zu vermeiden, ist es zweckmäßig, wenn der Krümmungsradius R in Fortpflanzungsrichtung über den Winkel r.Q , also längs des Stücks S, zunimmt. Anstellt dessen oder zusätzlich kann ein Rückkoppeln auch dadurch verhindert werden, daß die Breite des Wellenleiters 2 nicht konstant ist, sondern ebenfalls in Fortpflanzungsrichtung des Lichtes über den Winkel ~ zunimmt.In order to couple back from the waveguide 2 into the waveguide 1 to avoid, it is useful if the radius of curvature R is in the direction of propagation over the angle r.Q, i.e. along the piece S, increases. Instead of that or in addition Feedback can also be prevented by increasing the width of the waveguide 2 is not constant, but also in the direction of propagation of the light the angle ~ increases.

8 Patentansprüche 1 Figur8 claims 1 figure

Claims (8)

Patentansprüche-Abzweigelement zum Abzweigen eines Lichtanteils aus einem optischen Wellenleiter, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Wellenleiter längs eines Stückes (S) so stark gekrümmt ist, daß seitlich Licht aus ihm austritt, und daß längs des gekrümmten Stückes ein parallel dazu verlaufender, zweiter optischer Wellenleiter (2) anliegt, der eine größere numerische Apertur aufweist, als der optische Wellenleiter.Claims branch element for branching off a portion of light an optical waveguide, d u r c h e k e n n n e i c h n e t that the Waveguide along a piece (S) is so strongly curved that light from the side emerges from it, and that along the curved piece a parallel second optical waveguide (2) is present, which has a larger numerical aperture than the optical waveguide. 2. Abzweigelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der optische Wellenleiter mit einer Lichtleitfaser gebildet ist.2. Junction element according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the optical waveguide is formed with an optical fiber. 3. Abzweigelement nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lichtleitfaser aus einer Glasfaser besteht.3. Junction element according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the optical fiber consists of a glass fiber. 4. Abzweigelement nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Glasfaser aus einer Kern-Mantel-Glasfaser besteht.4. Junction element according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the glass fiber consists of a core-sheath glass fiber. 5. Abzweigelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der zweite optische Wellenleiter (2) mit einem planaren Wellenleiter gebildet ist.5. Junction element according to one of claims 1 to 4, d a d u r c h it is noted that the second optical waveguide (2) with a planar waveguide is formed. 6. Abzweigelement nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der planare Wellenleiter eine Seitenbegrenzung einer gekrümmten Nut auf einem Träger bildet, in welche der optische Wellenleiter eingelegt ist.6. Junction element according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the planar waveguide is a side boundary of a curved one Forms groove on a carrier in which the optical waveguide is inserted. 7. Abzweigelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der Krümmungsradius des optischen Wellenleiters in der Fortpflanzungsrichtung des Lichtes gesehen, längs des Stücks (S) zunimmt.7. Junction element according to one of the preceding claims, d a d u Note that the radius of curvature of the optical waveguide seen in the direction of propagation of the light, increases along the piece (S). 8. Abzweigelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Breite des zweiten optischen Wellenleiters in Fortpflanzungsrichtung des Lichtes gesehen, längs des Stücks (S) zunimmt.8. Junction element according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t that the width of the second optical waveguide seen in the direction of propagation of the light, increases along the piece (S).
DE19782841133 1978-09-21 1978-09-21 Tapping element for optical fibre - follows curved section to receive light emerging from side without breaking into it Withdrawn DE2841133A1 (en)

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