DEVICE FOR THE SEPARATE DECOUPLING OF OPTICAL SIGNALS HAVING DIFFERENT WAVELENGTHS

Abstract: 1. A device for coupling optical signals of different wavelength (lambda 1 , lambda 2 , lambda 3 , lambda 4 ) from an optical fibre (1) into a plurality of separate optical fibres (2, 3, 4, 5), comprising a reflective diffraction grating (7) which is inclined with respect to the optical axis of the beam path (6) and also comprising a lens which is arranged between the ends of the optical fibres (1, 2, 3, 4, 5) and the diffraction grating (7), the end faces of the optical fibres (2, 3, 4, 5) receiving the separate signals being arranged and secured substantially directly adjacently in a row, characterized in that the lens is a spherical lens (3), the end face of the optical fibre (1) supplying the signals being arranged directly adjacent the row of end faces of the other optical fibres (2, 3, 4, 5).

Description: Vorrichtung zum getrennten Auskoppeln von optischen Signalen verschiedener Wellenlängen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auskoppeln von optischen Signalen verschiedener Wellenlängen aus einem Lichtwellenleiter in mehrere getrennte Lichtwellenleiter mit einem Beugungsgitter und mit einer Kugellinse im Strahlengang. Derartige Vorrichtungen können als Demultiplexer für die Signalübertragung in Anlagen verwendet werden, in denen verschiedene Signale mit verschiedenen Lichtwellenlängen über einen gemeinsamen Lichtwellenleiter übertragen werden. Bekannt ist bereits eine Vorrichtung zum Einkoppeln eines ersten optischen Signals mit einer ersten Wellenlänge in eine Übertragungsglasfaser und zum Auskoppeln eines in der Ubertra- gungsglasfaser in entgegengesetzter Richtung zum ersten optischen Signal verlaufenden zweiten optischen Signals mit mindestens einer zur ersten Wellenlänge verschiedenen zweiten Wellenlänge, wobei die einzukoppelnden und ausgekoppelten optischen Signale in räumlich von einander getrennten weiteren Glasfasern verlaufen, bestehend aus einer zwischen der Übertragungsglasfaser und den weiteren Glasfasern angeordneten Abbildungsanordnung, in deren Pupille ein binäres, optisches Gitter liegt, und wobei weitere Glasfasern die in die Beugungs- ordnungen des Gitters abgebeugten zweiten optischen Signale aufnehmen, bei der das Gitter als Phasengitter ausgebildet und auf einer optischen Achse gemeinsam mit der Abbildungsoranung angeordnet ist, bei der das Phasengitter wenigstens annähernd ein Tastverhältnis von 1:1 und einen optischen Weglängenunterschied von wenigstens annähernd H = (N - 1) x h = n1 x AI mit n1 = 1, 2, 3, .. besitzt, wobei N der Brechungsindex des Phasengittermaterials, h die Gitterhöhe undAl die Wellenlänge des in die Übertragungsglasfaser inzukoppelnden optischen Signals ist, und bei der das Phasengitter zusätzlich die Bedingung (N - 1) x h = (ml + mit m1 = 0, 1, 2, .. und k = II, III, .. wenigstens annähernd erfüllt (DE-OS 29 16 234). In einer Ausgestaltung dieses Standes der Technik befindet sich das Phasengitter zwischen zwei auf der optischen Achse angeordneten Linse. Eine Vorrichtung nach diesem Stand der Technik kann in bestimmten, in der zitierten Schrift beschriebenen Fällen als Demultiplexer vorteilhaft verwendet werden. Nachteilig ist aber die relativ hohe Dämpfung, die Lichtstrahlen beim Durchgang durch zwei Linsen und das Phasengitter erleiden. Ein weiterer Nachteil besteht in der relativ aufwendigen Herstellung eines solchen Phasengitters. Bekannt ist auch ein Verfahren zur Verbindung wenigstens zweier optischer Bauelemente auf einer gemeinsamen optischen Achse, wobei wenigstens eines der optischen Bauelemente eine aus Kernund Mantelbereich bestehende Lichtleitfaser ist, und wenigstens ein anderes optisches Bauelement ein Koppelelement vorzugsweise eine Linse ist, bei dem das Lichtleitfaserende mit einer Atzlö- sung behandelt wird, derart dass sich im Bereich des Faserkerns eine Vertiefung ausbildet, und bei dem das Koppelelement wenigstens zum Teil in die Vertiefung eingeführt wird (DE-OS 28 31 935). In einer Ausgestaltung dieses Standes der Technik wird als ein Koppelelement eine Kugellinse verwendet. In dieser zitierten Schrift werden Anwendungen der Kugellinse zum Koppeln zweier optischer Bauelemente beschrieben. Ein Hinweis auf die Kopplung mehrerer optischer Bauelemente miteinander ist dieser Schrift nicht zu entnehmen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Demultiplexer der eingangs beschriebenen Art unter Verwendung bekannter und preisgünstig herstellbarer Bauteile zu schaffen, der möglichst geringe Dämpfungswerte für die Lichtsignale aufweist und eine vielfache Ausnutzung von Lichtwellenleitern gestattet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Beugungsgitter reflektierend ausgeführt ist, dass das Beugungsgitter gegen die optische Achse des Strahlenganges geneigt ist, und dass zwischen den Enden der Lichtwellenleiter und dem Beu gungsgitter eine Kugellinse angeordnet ist. Eine Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch angegeben. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein preisgünstig und einfach herstellbarer Demultiplexer geschaffen wurde, dessen Lichtdämpfung kleiner ist als 3 dB, der wenigstens 4 Lichtsignale mit nahe beisinan- derliegenden Wellenlänger voneinander trennen kann, wobei eine tbersprechdämpfung zwischen den Einzelsignalen von mehr als 25 dB erreicht wird. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wir im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 einen Demultiplexer mit 4 Ausgängen in schematischer Darstellung Fig. 2 die Anordnun2 der Endflächen der Lichtwellenleiter vor der Kugellinse. Als bekannt werden vorausgesetzt die Punktion eines Lichtwellenleiters und sein Aufbau aus Mantel und Kern. Der Aufbau ist daher in Fig. 2 lediglich angedeutet, aber nicht mit zusätzlichen Bezugszeichen erklärt. In Fig. 1 ist der Aufbau eines Demultiplexers und die Anordnung seiner Teile schematisch dargestellt. Der Lichtwellenleiter 1 fuhrt im Beispiel vier verschiedene Lichtsignale mit den Wellen längen h 1 ,)r 2' A 3 und A 4. Seine Endfläche liegt vor der Kugel- linse 8. Das entlang der optischen Achse 6 austretende Licht wird durch die Kugellinse 8 auf das Beugungsgitter 7 projeziert. Es ist um etwa 200 gegen die optische Achse 6 geneigt und enthält ein Linienmuster von beispielsweise 800 Linien pro mm. Das Beugungsgitter ist mit einer dünnen reflektierenden Schicht bedeckt, die beispielsweise durch Aufdampfen von Aluminium oder Silber hergestellt sein kann. Bei der Reflektion am Beugungsgitter erfährt das auftreffende Licht eine bestimmte Ablenkung, die abhängig ist von der Wellenlänge des auftreffenden Lichtes. Die verschiedenen Lichtsignale mit verschiedenen Vellenlängen werden hier also räumlich getrennt und durch die Kugellinse 8 auf die Endflächen der Lichtwellenleiter 2, 3, 4 und 5 projeziert, so dass sie in diesen Lichtwellenleitern zu getrennten Lichtdetektoren bzw. zur sonstigen Weiterverarbeitung geleitet werden können. Die Anordnung der Endflächen der Lichtwellenleiter 1 bis 5 ist in Fig. 2 gesondert dargestellt. Es ist erkennbar, dass die Endflächen der die getrennten Signale aufnehmenden Lichtwellenleiter 2, 3, 4 und 5 in einer Reihe derart angeordnet sind, dass sie fast unmittelbar aneinandergrenzen. Unmittelbar neben dieser Reihe ist die Endfläche des die gemischten Signale zufuhrenden Lichtwellenleiters 1 angeordnet. Auf die Fixierung der einzelnen Bauteile zueinander braucht hier nicht näher eingegangen zu werden, sie erfolgt vorwiegend durch Em- bettung in geeigneten Kunststoff.

Claims: Ansprüche 1. Vorrichtung zum Auskoppeln von optischen Signalen verschie dener Wellenlängen (#1, #2, #3, #4) aus einem Lichtwellen- leiter (1) in mehrere getrennte Lichtwellenleiter (2, 3, 4, 5) mit einem Beugungsgitter (7) und mit einer Kugellinse (8) im Strahlengang (6), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Beugungsgitter (7) reflektierend ausgeführt ist, dass das Beugungsgitter (7) gegen die opti sche Achse des Strahlenganges (6) geneigt ist, und dass zwischen den Enden der Lichtwellenleiter (1, 2, 3, 4, 5) und dem Beugungsgitter (7) eine Kugellinse (8) angeordnet ist. 2. Vorrichtung 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 die Endflächen der die Einzelsignale aufnehmenden Lichtwellenleiter (2, 3, 4, 5) nahezu unmittel bar aneinandergrenzend in einer Reihe angeordnet und fixiert sind, und dass die Endfläche des die Signale zuführenden Lichtwellenleiters (1) unmittelbar neben der Reihe der End- flächen angeordnet ist.

Inventors: FINKE, HANS-GERD, OPPENLANDER, THEO, POTTERS, C. J TH., RITTICH, DIETER, THOLEN, TON, Oppenländer, Theo
Applicants: PHILIPS KOMMUNIKATIONS INDUSTRIE AG
Application year: 1982
Main classification: G02B6
IPC codes: G02B6