DE3218022A1 - Optical device for multiplexing - Google Patents

Optical device for multiplexing

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Abstract

In a system of consecutively arranged lenses of a multiplexer, a plurality of rod lenses are arranged parallel to one another opposite a centrally mounted optical fibre for outgoing radiation on a common rod lens. The respective radiation for the parallel rod lenses can be supplied using optical fibres. Each of the parallel rod lenses is tuned with the common rod lens to the radiation to be transmitted through the dimension and/or the (glass) material used.

Description

Optische Einrichtung für das MultiplexenOptical device for multiplexing

Die Erfindung betrifft eine optische Einrichtung zum ZusammerlfLihren mindestens zweien insbesondere ftir das Multiplexen unterscheidbaren LicitstruIilungtri in sirien Lichtwellenleiter mit einem System aus hintereinander angeordneten Stablinsen, in dem jede der Strahlungen auf je eine erste Stablinse geführt ist, die parallel nebeneinander auf einer gemeinsamen zweiten Stablinse angeordnet sind, wobei der Durchmesser der zweiten Stablinse größer als der Durchmesser einer ersten Stahlinse ist. Ein daraus gebildeter Multiplexer wird in der optischen Nachrichtenübertragung verwendet, um beispielsweise in der Wellenlänge unterscheidbares Licht aus verschiedenen Quellen gemeinsam über einen Lichtwellenleiter (LWL) zu schikken.The invention relates to an optical assembly for collating at least two license structures that can be distinguished, in particular for multiplexing in siria fiber optics with a system of rod lenses arranged one behind the other, in which each of the radiations is guided to a first rod lens, which is parallel are arranged side by side on a common second rod lens, the The diameter of the second rod lens is greater than the diameter of a first steel lens is. A multiplexer formed from it is used in optical communication used, for example, to distinguish light from different wavelengths Sources to send together over a fiber optic cable (LWL).

In einer bekannten optischen Fokussiereinrichtung für ein Multiplex-Übertragungssystem (DE-AS 27 41 849) werden verschiedene Beugungsgitter zum Zusammenführen der jeweiligen Strahlung verwendet. Die beim Aufsatz von K. Kobayashi und andere Mikrooptic Devices for Fiberoptic Communications" Fiber Integrated Optik, Vol 2, 1979, Seiten 1 - 17 entnehmbaren optischen Einrichtungen mit hintereinander angeordneten Gradienten-Stablinsen verwenden teildurchlässige Spiegel. Aus Abbildungsgründen liegen die LWL solcher Einrichtungen derart außermittig an den verwendeten Stablinsen, daß dadurch unerwünschte Verluste auftreten.In a known optical focusing device for a multiplex transmission system (DE-AS 27 41 849) are different diffraction gratings for merging the respective Radiation used. The one in the article by K. Kobayashi and other micro-optic devices for Fiberoptic Communications "Fiber Integrated Optics, Vol 2, 1979, pages 1-17 removable optical devices with gradient rod lenses arranged one behind the other use partially transparent mirrors. For reasons of illustration, the fiber-optic cables are located such Devices so eccentric on the rod lenses used that this undesirable Losses occur.

In einem aus der US-PS 39 37 557 bekannten Sternkoppler zwischen gleichviel kommenden und gehenden Lichtwellenleitern sind auf einer Stirnfläche einer größeren Eingangs-Gradienten-Stablinse mehrere kleinere Ausgangs-Gradienten-Stablinsen angekoppelt.In a star coupler known from US-PS 39 37 557 between the same amount Incoming and outgoing optical fibers are on one end face of a larger one Input gradient rod lens coupled several smaller output gradient rod lenses.

Es ist nicht erkennbar, ob solche Sternkoppler auch als Multii>lexer geeignet sind.It is not clear whether such star couplers also function as multipliers are suitable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakt aufzubauende Einrichtung für einen optischen Multiplexer mit Stablinsen zu schaffen, der besonders geringe Übertragungsverluste aufweist.The invention is based on the object of a compact design To create a device for an optical multiplexer with rod lenses, the special has low transmission losses.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die ersten Stablinsen untereinander verschiedene auf die jeweils zu übertragende Strahlung abgestimmte optische Eigenschaften aufweisen.This task is carried out in a facility of the type mentioned at the beginning solved in that the first rod lenses are mutually different to each other to be transmitted radiation have coordinated optical properties.

ikr F-findurlg liegt die Erkenntnis zugrunde, daß mit Gradienten-Stablinsen verschiedener (com(trie und/ oder optischer Eigenschaften Abbildungsverluste verringert werden.ikr F-findurlg is based on the knowledge that with gradient rod lenses various (com (trie and / or optical properties) will.

Weitere,in den Unteransprüchen angegebene vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert: Es zeigen: Figur 1 in perspektiver Ansicht eine Einrichtung zum Zusammenführen der Strahlungen aus 6 Licbtwe-llenleiter:.Further advantageous refinements specified in the subclaims of the invention are based on the embodiments shown schematically in the drawing explained in more detail: It shows: Figure 1 in a perspective view of a device for Merging the radiations from 6 light shaft conductors :.

Figur 2 in perspektiver Ansicht einen Ausschnitt einer anderen, Strahlungen aus drei Lichtwellenleitern zusammenführenden Einrichtung. FIG. 2 a perspective view of a section of another, radiations from three optical fibers merging device.

Bei dem in Figur 1 dargestellten optischen Teil einer Einrichtung für die optische Nachrichtenübertragung kommen 6 Lichtwellenleiter (LWL) 1 - 6 zusammen. Diese Lichtwellenleiter sind nach einem Justierungsvorgang beispielsweise durch einen optischen Kleber an je einer Stablinse 11 - 16 befestigt. Die Bedeutung der Justierung wird noch gesondert erläutert.In the case of the optical part of a device shown in FIG 6 fiber optic cables (LWL) 1 - 6 come together for the optical transmission of messages. These optical waveguides are, for example, through after an adjustment process an optical adhesive is attached to each rod lens 11-16. The meaning of Adjustment is explained separately.

Die Stablinsen ihrerseits sind mit den jeweiligen, den LWL 1 - 6 gegenüberliegenden Enden auf der Stirnfläche 7 einer zweiten Stablinse 8 befestigt. Auf der rückwärtigen Seite dieser Stablinse 8 ist - im verdeckt gezeichneten Bereich gestrichelt - zentral ein, die abgehende Strahlung aufnehmender, Lichtwellenleiter 9 angebracht.The rod lenses are in turn with the respective, the LWL 1 - 6 opposite Ends attached to the end face 7 of a second rod lens 8. On the rear Side of this rod lens 8 is - dashed in the hidden area drawn - central an optical waveguide 9 which absorbs the outgoing radiation is attached.

Die in den Lichtwellenleitern 1 - 6 geführten Strahlungen unterscheiden sich beispielsweise durch ihre Wellenlänge voneinander. Um eine gemeinsame Ubertragung im Wellenlangerl-Multiplex-Verfahrell über den abgehenden, Strahlung akzeptierenden Lichtwellenleiter 9 zu ermöglichen, wird in der dargestellten Einrichtung - jede Strahlung durch je eine erste Stablinse 11 - 16 aufgeweitet, - durch die gemeinsame zweite Stablinse 8 zentral gesammelt - und auf den Kern der zentral angeklebten Stirnfläche des Lichtwellenleiters 9 fokussiert.Differentiate between the radiations guided in the optical fibers 1 - 6 differ from each other, for example, by their wavelength. To a common transmission in the wavelength multiplex process over the outgoing, radiation-accepting To enable optical waveguide 9, in the device shown - each Radiation widened by a first rod lens 11-16, - by the common one second rod lens 8 collected centrally - and glued to the core of the centrally The end face of the optical waveguide 9 is focused.

In der in Figur 1 dargestellten Einrichtung bildet jede der Stablinsen 11 - 16 in Kombination mit der Stablinse 8 ein eigenes vollständiges Untersystem.In the device shown in Figure 1, each of the rod lenses forms 11 - 16 in combination with the rod lens 8 a complete subsystem of its own.

Zur Verringerung von Verlusten wird jedes Untersystem auf die zu übertragende Wellenlänge abgestimmt.To reduce losses, each subsystem is based on the Tuned wavelength.

Eine danach aufgebaute Einrichtung erkennt man beispielsweise an den unterschiedlich langen, parallel liegenden Einzellinsen, durch deren optische Eigenschaften außer der Strahlaufweitung (Kollimierung) noch ein wellenlängenabhängiger Abbildungsfehler der gemeinsamen Stablinse 8 kompensierbar ist.A device built up after this can be recognized, for example, by the Individual lenses of different lengths, lying parallel, due to their optical properties apart from the beam expansion (collimation) there is also a wavelength-dependent imaging error the common rod lens 8 can be compensated.

Eine andere nicht dargestellte Version verwendet parallel liegende Stablinsen äußerlich gleicher Dimension jedoch mit unterschiedlichen, auf andere Weise erzeugten, optischen Eigenschaften. In den Untersystemen wird dabei die Abbildung durch das verwendete Material , d.h., durch Auswahl der Größe und/oder des Verlaufes des jeweils verwendeten Berechnungsindex für die zu übertragende Wellenlänge abgestimmt.Another version, not shown, uses parallel ones Rod lenses outwardly of the same dimension but with different ones on different ones Way produced, optical properties. In the sub-systems, the mapping by the material used, i.e. by selecting the size and / or the course of the respective calculation index used for the wavelength to be transmitted.

Selbstverständlich könnte Strahlung im Zeit-Multiplex-System in vergleichbaren und daher nicht gesondert darzustellenden optischen Einrichtungen gesammelt werden. Darüberhinaus ist es auch die gleichzeitige Übertragung in Wellenlängen - und in Zeitmultiplex-Verfahren mit einer optischen Einrichtung der beschriebenen Art denkbar.Of course, radiation in the time-division multiplex system could be comparable and therefore optical devices that do not need to be shown separately are collected. In addition, it is also the simultaneous transmission in wavelengths - and in Time division multiplexing is conceivable with an optical device of the type described.

In einem Ausführungsbeispiel sind Stablinsen mit Gradientenprofil (GRIN-Stablinsen) vorgesehen. Wenn die gemeinsame zweite Stablinse 8 die Länge von einem Viertel der Strahlperiode (1/4 pitch) und die parallelen crstcll Stablinsen 11 - 16 die Länge von drei Vierteln der Strahlperiode (3/4 pitch) haben, dann liegen die Stellen, an denen die einstrahlenden LWL anzukleben sind, besonders weit auseinander. Das hat wiederrum den Vorteil geringer gegenseitiger Störung für die bei der Montage erforderlichen Justierungsmittel.In one embodiment, rod lenses are with a gradient profile (GRIN rod lenses) provided. When the common second rod lens 8 has the length of a quarter of the beam period (1/4 pitch) and the parallel crstcll rod lenses 11-16 the length of three quarters the beam period (3/4 pitch) then there are the places where the radiating fiber optics are to be glued, particularly far apart. This in turn has the advantage of less mutual Fault in the adjustment means required during assembly.

In einer weiteren, in Figur 2 dargestellten Version werden an der Mantelfläche geschliffene Stablinsen verwendet, um die ersten GRIN-Stablinsen möglichst dicht und innerhalb der Akzeptanzfläche der zweiten Stablinse anzuordnen. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ist in der Figur 2 von drei ersten GRIN-Stablinsen eine weggelassen worden, um die Schliffe 10 an den gezeichneten GRIN-Stablinsen erkennen zu können. Die Zwischenräume zwischen den ersten Stablinsen werden vorteilhaft mit optischem Kleber ausgefüllt.In a further version shown in FIG. 2, the Outer surface ground rod lenses are used to make the first GRIN rod lenses as possible to be arranged close and within the acceptance area of the second rod lens. For reasons For the sake of clarity, FIG. 2 shows three first GRIN rod lenses one has been omitted, around the cuts 10 on the drawn GRIN rod lenses to be able to recognize. The spaces between the first rod lenses become advantageous filled in with optical glue.

Eine noch größere Anzahl erster Stablinsen könnte in einer nicht dargestellten Ausführungsform durch Anschleifen und Schrägstellen von bis zu 12 GRIN-Stablinsen gebildet werden. Sollen aber noch mehr StrahlungcXs zusammengefaßt werden, so bietet sicli die Möglichkeit an, die Ausgänge mehrerer derartiger Einrichtungen wiederum zusammenzufassens Ohne besondere Darstellung ergeben sich vorteilhaft weitere Verringerungen der Einfügungsverluste des beschriebenen Multiplexers bei der Verwendung von Lichtwellenleitern 1 - 6 mit Kern und/oder numerischer Apertur kleiner als bei dem aufnehmenden Lichtwellenleiter 9. Jedoch sollte der Mindestdurchmesser von 30 p Meter nicht unterschritten werden.An even larger number of first rod lenses could be in a not shown Embodiment by grinding and inclining up to 12 GRIN rod lenses are formed. But if even more radiation cXs are to be combined, then offers sicli the possibility to turn the outputs of several such facilities to summarize Without special representation, further reductions are advantageously obtained the insertion losses of the multiplexer described when using optical fibers 1 - 6 with core and / or numerical aperture smaller than with the receiving optical waveguide 9. However, the minimum diameter should not be less than 30 μm.

Bezugszeichen 1 - 6 (einstrahlende) Lichtwellenleiter 7 Stirnfläche von Stablinse 8 8 gemeinsame zweite Stablinse 9 (abgehender) Lichtwellenleiter 10 Anschliff 11 - 16 (erste) StablinsenReference numerals 1-6 (irradiating) optical waveguide 7 end face from rod lens 8 8 common second rod lens 9 (outgoing) optical waveguide 10 Grind 11 - 16 (first) rod lenses

Claims (6)

Patentansprüche 1. Optische Einrichtung zum Zusammenführen indestells zweier, insbesondere für das Multiplexen unterscheidbarer Lichtstrahlungen in einen Lichtwellenleiter (9) mit einem System aus hintereinander angeordneten Stablinsen (8, 11 - 16), in dem jede der Strahlungen auf je eine erste Stablinse (11 - 16) geführt ist, die parallel nebeneinander auf einer gemeinsamen zweiten Stablinse (8) angeordnet sind, wobei der Durchmesser der zweiten Stablinse (8) jeweils größer als der Durchmesser einer ersten Stablinse (11 - 16) ist, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Stablinsen (11 - 16) untereinander verschiedene auf die jeweils zu übertragende Strahlungswellenlänge abgestimmte optische Eigenschaften aufweisen. Claims 1. Optical device for merging indestells two, in particular for the multiplexing distinguishable light rays into one Optical fiber (9) with a system of rod lenses arranged one behind the other (8, 11 - 16), in which each of the radiations is directed to a first rod lens (11 - 16) is guided, which are parallel to each other on a common second rod lens (8) are arranged, the diameter of the second rod lens (8) being larger in each case than the diameter of a first rod lens (11-16), characterized in that that the first rod lenses (11-16) differ from one another towards each other transmitting radiation wavelength have matched optical properties. 2. Optische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Stablinse (11 - 16) solche mit unterschiedlicher Länge ausgewählt sind.2. Optical device according to claim 1, characterized in that as the first rod lens (11-16) those of different lengths are selected. 3. Optische Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Stablinse (11 - 16) solche mit unterschiedlichen Brechungsindex ausgewählt sind.3. Optical device according to claim 1 or 2, characterized in that that the first rod lens (11-16) selected are those with different refractive indices are. 4. Optische Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der ersten Stablinsen (11 - 16) etwa der Länge von drei Vierteln der Strahlperiode (3/4 pitch) und die Länge der zweiten Stablinse (8) etwa der Länge von einem Viertel der Strahlperiode (1/4 pitch) entspricht.4. Optical device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the length of the first rod lenses (11-16) approximately the length of three Quarters the beam period (3/4 pitch) and the length of the second rod lens (8) approximately the length of a quarter of the beam period (1/4 pitch). 5. Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ans)rüclle, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der ersten Stablinsen (11 - 16) an der Mantelfläche angeschliffen ist.5. Optical device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the first rod lenses (11-16) on the The outer surface is ground. 6. Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern und/oder die numerische Apertur der die Strahlung an die ersten Stablinsen (11 - 16) heranführenden Lichtwellenleiter (1 - 6) kleiner als der Kern und/oder die numerische Apertur des Strahlung aufnehmenden Lichtwellenleiters (9) sind/ist.6. Optical device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the core and / or the numerical aperture of the radiation the optical waveguides (1-6) leading up to the first rod lenses (11-16) are smaller as the core and / or the numerical aperture of the radiation receiving optical waveguide (9) are / is.
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