NL8500806A - Optische multiplexinrichting. - Google Patents

Description

T * i ΡΗΚ 151 1 Ν.Κ.Ρ. Groep B.V.

Optische Multiplexinr ichting.

De uitvinding heeft betrekking op een optische multiplexin-richting bevattende een aantal net een van hun kopvlakken in een gemeenschappelijk vlak opgestelde lichtgeleidende vezels waaronder een eerste lichtgeleidende vezel voor het geleiden van verscheidene 5 lichtsignalen van verschillende golflengte en tenminste twee tweede lichtgeleidende vezels, elk voor het geleiden van een lichtsignaal in een bepaalde golfband, een golflengte-selectief element en een lenzenstelsel dat tussen het golflengte-selectieve element enerzijds en het gemeenschappelijke vlak anderzijds is geplaatst, een en ander zodanig, 10 dat een van de golflengte van het licht afhankelijke overdrachtsweg van lage demping tussen de eerste lichtgeleidende vezel en elk van de tweede lichtgeleidende vezels bestaat» De optische multiplexinrichting kan zowel een multiplexer als een demultiplexer zijn. In het eerste geval dienen de tweede lichtgeleidende vezels voor de ingangssignalen en 15 de eerste lichtgeleidende vezel voor het uitgangssignaal. In het tweede geval is de eerste lichtgeleidende vezel de ingangsvezel en zijn de tweede lichtgeleidende vezels uitgangsvezels. Een inrichting van de in de aanhef genoemde soort is bekend uit EP-A 74 152 (PHN 10.148).

De constructie van de bekende inrichting is betrekkelijk 20 ingewikkeld, mede omdat in deze inrichting de oriëntatie van het golflengte-selectieve element ten opzichte van de erop vallende lichtbundel instelbaar is. In vele gevallen is het echter voldoende dat de inrichting tijdens de montage goed afgesteld wordt, waarna geen behoefte meer bestaat aan een instelbaarheid tijdens het gebruik. In 25 zulke gevallen is het vooral van belang, dat de kostprijs van de inrichting zo laag mogelijk is.

De uitvinding heeft daarom tot doel een inrichting van de in aanhef genoemde soort te verschaffen, die met een zeer klein aantal onderdelen opgebouwd kan worden en die tijdens de montage op betrekkelijk 30 eenvoudige wijze ingesteld kan worden. De inrichting volgens de uitvinding heeft daartoe tot kenmerk, dat het lenzenstelsel een plan-par allelle, doorzichtige plaat bevat, waarvan een eerste hoofdvlak tegen de in het gemeenschappelijke vlak liggende kopvlakken van de lichtge- 8500808

·? C

PEK 151 2 leidende vezels ligt, alsmede een als een afgeplatte tol gevormde lens die met zijn platte vlak tegen het tweede hoofdvlak aanligt.

De dikte van de doorzichtige plaat bepaalt de afstand tussen de lens en de kopvlakken van de vezels. Deze dikte kan vooraf zo 5 gekozen worden, dat het brandpunt van de lens in het gemeenschappelijke vlak ligt, zodat een afstandsinstelling van de lens overbodig is. De richting van de uit de lens tredende lichtbundels kan tijdens de montage eenvoudig ingesteld warden door de lens over de plaat te verschuiven. Wanneer de juiste stand bereikt is, kan de lens met een geschikte 10 lijm in deze positie vastgehecht worden.

De bevestiging van de doorzichtige plaat tegen de kopvlakken van de vezels en de montage van het golflengte-selectieve element zijn bijzonder eenvoudig in een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, die het kenmerk heeft, dat het gemeenschappelijke 15 vlak, waarin de kopvlakken van de lichtgeleidende vezels liggen, samenvalt met een eind vlak van een vezelhouder waarin de eindgedeelten van de vezels zijn gevat, tegen welk eindvlak het eerste hoofdvlak van de doorzichtige plaat rust, en dat het lenzenstelsel zich bevindt in een wigvormige ruimte die is uitgespaard in een huis en begrensd 20 wordt door een eerste wigvlak dat evenwijdig is met het genoemde eindvlak van de vezelhouder en een tweede wigvlak waartegen het golflengte-selectieve element geplaatst is.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin is : 25 Figuur 1 een langsdoorsnede van een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een multiplexinrichting,

Figuur 2 een bovenaanzicht op vergrote schaal van een onderdeel van de in figuur 1 getoonde inrichting,

Figuur 3 een bovenaanzicht op verkleinde schaal van een ander 30 onderdeel van de in figuur 1 getoonde inrichting,

Figuur 4A en B een illustratie van het verloop van de lichtstralen tijdens het instellen van het lenzenstelsel van de in figuur 1 getoonde inrichting,

Figuur 5 een langsdoorsnede van een tweede uitvoeringsvoorbeeld 35 van een multiplexinrichting,

Figuur 6 een zijaanzicht van een onderdeel van de in figuur 5 getoonde inrichting,

Figuur 7 een dwarsdoorsnede van het in figuur 6 getoonde onderdeel, 8 5 0 Ö 3 ö 6 Λ ................

ΡΗΚ 151 3 en

Figuur 8 een dwarsdoorsnede op verkleinde schaal van de in figuur 5 getoonde inrichting.

De in figuur 1 getoonde miltiplexinrichting bevat een aantal 5 lichtgeleidende vezels die naast elkaar gerangschikt zijn zodat zij tezamen een lint 1 vonten. In het eindgedeelte 3 van het lint zijn de vezels van hun beschermende mantel ontdaan zodat dit gedeelte smaller is dan de rest van het lint. De eindgedeelten van de vezels zijn gevat in een vezelhouder 5 met een eindvlak 7 dat samenvalt met een gemeen-10 schappelijk vlak, waarin de kqpvlakken van de lichtgeleidende vezels liggen. In figuur 2 is een deel van dit eindvlak 7 te zien samen met de kopvlakken 9, 11 van de lichtgeleidende vezels 13, 15.Onder de lichtgeleidende vezels bevinden zich een eerste lichtgeleidende vezel 13 voor het geleiden van verscheidene lichtsignalen van verschillende golf-15 lengte en vier tweede lichtgeleidende vezels 15, elk voor het geleiden van een lichtsignaal in een bepaalde golf band.

In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld bestaat de vezelhouder 5 uit twee delen 17 en 19 die elk een in hoofdzaak vlakke zijde 21, respectievelijk 23 hebben, welke zijden tegen elkaar geplaatst zijn.

20 In elke zijde 21, respectievelijk 23 is een trede 25, respectievelijk 27 aangebracht zodat tussen de beide delen 17, 19 een rechthoekige ruimte 29 uitgespaard is, waarin de eindgedeelten van de lichtgeleidende vezels 13, 15 gevat zijn. De eindgedeelten van alle lichtgeleidende vezels 13, 15 hebben dezelfde diameter en de beide delen 17, 19 van de 25 vezelhouder 5 worden zo tegen elkaar geplaatst, dat de breedte van de rechthoekige ruimte 29 gelijk is aan deze diameter en de lengte gelijk aan het aantal vezels maal de diameter, in dit voorbeeld dus gelijk aan vijfinaal de diameter. Tijdens het iriklemmen van de eindgedeelten van de vezels 13, 15 is de ruimte 29 gevuld met een nog niet uitgeharde 30 lijm, bijvoorbeeld een epoxylijm. Na het uitharden van de lijm vormen de beide delen 17, 19 samen met de vezels 13, 15 een hecht samenstel dat gepolijst kan worden zodat de kqpvlakken 9, 11 en het eindvlak 7 in een gemeenschappelijk vlak komen te liggen. Teneinde de gevomde lijm-verbinding te ontlasten kan het door de verdere gedeelten van de licht-35 geleidende vezels gevormde lint 1 nog met een verdere lijmverbinding 31 aan de vezelhouder 5 bevestigd worden (zie figuur 1).

Tegenover het eindvlak 7 van de vezelhouder 5 bevindt zich een golflengte-selectief element 33 in de vorm van een reflecterend 85 CC 3 0 6 V *>> ΡΗΚ 151 4 tralie. Dit golflengte-selectieve element is bevestigd op een wigvormig huis 35. Het huis 35 heeft twee wigvlakken, waarvan het eerste wigvlak 37 tegen de houder 5 rust terwijl tegen het tweede wigvlak 39 het golflengte-selectieve element 34 bevestigd is, bijvoorbeeld met een 5 geschikte lijm zoals een cyanoacrylaatlijm. Het eerste wigvlak 37 rust op een aan de vezelhouder 5 gevormde rand 41 die het eindvlak 7 ontgeef t, zodat het eerste wigvlak evenwijdig is net het eindvlak. De hoek tussen de beide wigvlakken 37, 39 (de wighoek) bepaalt dan de hoek tussen de assen van de lichtgeleidende vezels 13, 15 enerzijds en het vlak 10 van het tralie 33 anderzijds.

Figuur 3 toont het huis 35 op verkleinde schaal in bovenaanzicht. Het huis bevat een ringvormig basisgedeelte 43 met een centrale opening 44 voor het opnemen van het eindvlak 7. In dit basisgedeelte zijn twee halfcirkelvormige, aan de centrale opening 44 grenzende uitsparingen 45 aan-15 gebracht voor (niet getekende) schroeven waarmede het huis 35 aan de vezelhouder 5 bevestigd kan worden. De schroeven hebben enige speling ten opzichte van de uitsparingen 45 zodat vóór het aandraaien van deze schroeven nog kleine verschuivingen van het huis mogelijk zijn voor het precies instellen van het tralie 33 ten opzichte van de kopvlakken 9, 11 20 van de vezels 13, 15. Aan weerszijden van de centrale opening 44 bevinden zich twee ruggen 47, waarvan de bovenvlakken het tweede wigvlak 39 definiëren.

Tussen de beide ruggen 47 is een wigvormige ruimte 49 uitgespaard, die begrensd wordt door de beide wigvlakken 37, 39 (zie figuur 25 1) en waarin zich een lenzenstelsel bevindt, dat een planparallelle, doorzichtige plaat 51 (bijvoorbeeld van glas) bevat, waarop een afgeplatte, bolvormige lens 53 (bijvoorbeeld van saffier) bevestigd is. Een eerste hoofdvlak 55 van de plaat 51 ligt tegen het eindvlak 7 van de vezelhouder 5 en tegen de in dit eindvlak liggende kopvlakken 9, 11 van de 3Q lichtgeleidende vezels 13, 15 aan. De plaat 51 is met behulp van een geschikte lijm (bijvoorbeeld Norland UV-hardende lenzenkit) aan de vezelhouder 5 bevestigd. De lijmverbinding is in figuur 1 met 57 aangegeven. De lens 53 ligt met zijn platte vlak 59 tegen het tweede hoofdvlak 61 van de plaat 51 aan en is op de plaat bevestigd met een lijm-35 verbinding 63 die door dezelfde lijmsoort gevormd kan zijn als de lijnt-verbinding 57.

Voordat het uitharden van de lijm van de lijmverbinding 63 door bestraling met ultraviolet licht plaatsvindt, wordt eerst de lens 8500508 -< ............ Λ**1"' ΡΗΚ 151 5 53 over de plaat 51 verschoven tot hij de juiste positie bereikt heeft.

Dit is geïllustreerd in figuur 4A en B. Hierin is schematisch een van de tweede lichtgeleidende vezels 15 met de plaat 51 en de lens 53 weergegeven. De dikte van de plaat 51 is tevoren zo gekozen, dat het brandvlak 5 van de lens 53 samenvalt met het eerste hoofdvlak 55 van de plaat.

Aangezien het kopvlak 11 van de vezel 15 tegen dit eerste hoofdvlak ligt, wordt het uit dit kopvlak tredende licht door de lens 53 tot een evenwijdige lichtbundel 65 gevormd. Het middelpunt van de lens 53 is in figuur 4A en B met 67 aangegeven. Wanneer dit middelpunt zich niet op 10 het verlengde van de as van de vezel 15 bevindt, maakt de bundel 65 een hoek met de normaal op de plaat 51 (zie figuur 4A). Wanneer de lens 53 over het tweede hoofdvlak 61 van de plaat 51 verschoven wordt, verandert deze hoek en wanneer het middelpunt 67 zich op het verlengde van de as van de lichtgeleidende vezel 15 bevindt, is deze hoek gelijk aan nul, 15 dat wil zeggen, dat de bundel 65 dan loodrecht cp de plaat 51 staat.

Zoals bekend (zie bijvoorbeeld Applied Opties, _16, No. 8/ pp 2180-2194, in het bijzonder de paragraaf "Blazed Gratings" op pagina 2184 en 2185) hangt de hoek, waaronder licht door een tralie wordt teruggekaatst, behalve van de eigenschappen van het tralie en van de golflengte van het licht 20 af van de hoek, waaronder het licht op bet tralie valt. Aangezien deze invalshoek cp de boven beschreven wijze gemakkelijk te veranderen is, kan door het verschuiven van de lens 53 de multiplexinrichting zo ingesteld worden, dat licht van een bepaalde golflengte (of in een bepaalde smalle golfband) vanuit een van de tweede lichtgeleidende vezels 15 door 25 het tralie 33 teruggekaatst wordt naar de eerste lichtgeleidende vezel 13. Doordat de tweede lichtgeleidende vezels 15 naast elkaar zijn opgesteld, is de afstand tussen het middelpunt 67 van de lens 53 en het verlengde van de as van elk van deze vezels anders. Daardoor zal het licht dat vanuit elk van deze vezels wordt teruggekaatst 30 naar de eerste lichtgeleidende vezel 13 in een andere golfband liggen.

Er bestaat derhalve een van de golflengte van het licht afhankelijke overdrachtsweg van lage demping tussen elk van de tweede lichtgeleidende vezels 15 enerzijds en de eerste lichtgeleidende vezel 13 anderzijds.

Aangezien de gang van de lichtstralen omkeerbaar is, bestaan deze golf-35 lengte-afhankelijke vegen ook in omgekeerde richting, zodat de inrichting niet alleen als multiplexer maar ook als demultiplexer te gebruiken is.

Het verschuiven van de lens 53 over de plaat 51 is mogelijk zolang 8 5 π n r π g PHK 151 6 de lijm, die de lijnverbindingen 63 vormt (zie figuur 1) nog niet uitgehard is. Wanneer de lens 53 eenmaal in de gewenste positie gebracht is, wordt deze lijm bestraald met ultraviolet licht, waarna de lens onbeweeglijk met de plaat 51 verbonden is. De door de verschillende 5 lichtgeleidende vezels geleide golf banden liggen dan vast.

De in figuur 5 getoonde multiplexinrichting bevat een kabel 101 waarin een aantal lichtgeleidende vezels betrekkelijk willekeurig gerangschikt zijn. De vrije eindgedeelten van de vezels zijn van hun beschermende mantel ontdaan en gerangschikt in de vorm van een lint 103 en 10 gevat in een vezelhouder die bestaat uit een binnenste gedeelte 105 en een buitenste gedeelte 106. Het binnenste gedeelte 105 bestaat zelf weer uit twee gedeelten die op eenzelfde wijze als de beiden delen 17, 19 van de vezelhouder 5 (zie figuur 1 en 2) de vezels in de vorm van een lint tussen zich in vasthouden. Dit binnenste gedeelte is bevestigd in 15 het buitenste gedeelte 106 dat nu aan de hand van de figuren 6 en 7 nader beschreven zal warden. Figuur 6 toont het buitenste gedeelte 106 in zijaanzicht (gezien van links in figuur 5) en figuur 7 toont een dwarsdoorsnede volgens de lijn VII-VII in figuur 6. Het buitenste gedeelte 106 bevat een onderste ring 171 en een bovenste ring 173 die net 2o elkaar verbonden zijn door een ongeveer halfcilindervormig tussengedeelte 175. Op de bovenste ring 173 bevindt zich een justeerinrichting 177 in de vorm van een gedeelte van een cilindermantel met twee loodrecht op elkaar staande, naar de cilinder as gerichte, van schroefdraad voorziene openingen 179, 181.

25 Nadat het lint 103 van vezels op de aan de hand van figuur 2 beschreven wijze in het binnenste gedeelte 105 van de vezelhouder gelijmd is en de kabel 101 eveneens door middel van een verdere lijmverbinding 131 net dit binnenste gedeelte verbonden is, wordt het binnenste gedeelte van onderen of door de openingen in de ringen 171, 173 van het buitenste 3q gedeelte 106 geleid tot zijn eindvlak 107, waarin ook de kopvlakken van de lichtgeleidende vezels liggen, sairenvalt met het bovenvlak van de bovenste ring 173. Teneinde het invoeren van het binnenste gedeelte 105 in de ringen 171, 173 te vergemakkelijken, is het bovenste eindge-deelte van het binnenste gedeelte kegelvormig uitgevoerd, zodat tussen 35 dit eindgedeelte en de bovenste ring 173 enige ruimte over blijft, die gevuld kan worden met een geschikte lijm 183 teneinde de beide gedeelten van de vezelhouder met elkaar te verbinden.

Op het eindvlak 107 bevindt zich een planparallelle, doorzichtige 8500806 ΡΗΚ 151 7 plaat 151, waarvan het eerste hoofdvlak 155 tegen het eindvlak aanligt. Tegen bet tweede hoofdvlak 161 van de plaat 151 ligt het platte vlak 159 van een afgeplatte, bolvormige lens 153. Het zo gevormde lenzenstelsel komt overeen net het aan de hand van figuur 1 beschreven lenzen-5 stelsel.

De vezelhouder 105, 106 is opgencmen in een centrale holte 185 die is uitgespaard in een huis 135 en zich uitstrekt vanaf een onderste eindvlak 187 van het huis tot aan een eveneens in het huis uitgespaarde ruimte 149 die aan de onderzijde begrensd wordt door een 10 eerste wigvlak 137 dat evenwijdig is met het eindvlak 107 en in dit voorbeeld daarmee samenvalt. Aan de bovenzijde wordt de wigvormige ruimte 149 begrensd door een tweede wigvlak 139 waartegen een golflengte-selectief element 133 is de vorm van een reflecterend tralie geplaatst is.

15 Figuur 8 toont een dwarsdoorsnede van het huis 135 volgens de lijn VIII-VIII in figuur 5, waarbij tevens de kabel 101, het binnenste gedeelte 105 van de vezelhouder en het tussengedeelte 175 van het buitenste gedeelte van de vezelhouder te zien zijn. Tevens zijn twee in het huis 135 geschroefde instelschroeven 189 zichtbaar, waarvan de uit-20 einden op diametraal gelegen punten tegen het tussengedeelte 175 rusten. Door het indraaien van de ene instelschroef 189 en het uitdraaien van de andere kan de vezelhouder 105, 106 cm zijn lengte-as verdraaid worden teneinde hst vlak van het lint 103 in de gewenste stand ten opzichte van het tralie 133 te brengen. Daarna kan de vezelhouder 105, 106 25 desgewenst met een geschikte lijm (niet getekend) in het huis 135 vastgezet worden, waarna de instelschroeven 189 verwijderd kunnen worden.

Zoals in figuur 5 te zien is, bevindt zich het gedeeltelijk door de justeerinrichting 177 omgeven lenzenstelsel 151, 153 in de wigvormige ruimte 149. In de beide van schroefdraad voorziene openingen 30 179, 181 (zie figuur 7) kunnen justeerschroeven (niet getekend) geschroefd worden, waarvan de uiteinden in twee onderling loodrechte richtingen tegen de lens 153 drukken. De justeerschroeven zijn van buiten toegankelijk via openingen 191 in het huis 135, waarvan er in figuur 5 een zichtbaar is. Mat behulp van de in de opening 179 ge-35 schroefde justeerschroef kan de lens 153 precies boven het vlak van het lint 103 gebracht worden, waardoor een minimale demping van het licht bereikt kan worden. Met behulp van de in de opening 181 geschroefde justeerschroef kan het middelpunt van de lens 153 ten opzichte van de 85 0 0 30(5 4 Η PEEK 151 8 assen van de individuele vezels in het lint 103 verschoven worden op de wijze zoals beschreven is aan de hand van de figuur 4A en B. Ook in dit geval kan de lens 153 op de plaat 151 bevestigd worden met behulp van een lijm 163 die na de beschreven justeerhandelingen uitgehard 5 wordt. Daarna kunnen als justeer schroeven desgewenst verwijderd worden.

10 15 20 25 30 35 85 0 0 8 0 6

Claims (3)

1. Optische multiplexinrichting bevattende een aantal met een van hun kopvlakken (9, 11) in een gemeenschappelijk vlak qpgestelde lichtgeleidende vezels (13, 15) waaronder een eerste lichtgeleidende vezel (13) voor het geleiden van verscheidene lichtsignalen van ver-5 schillende golflengten en ten minste twee tweede lichtgeleidende vezels (15), elk voor het geleiden van een lichtsignaal in een bepaalde golf-band,een golflengte-selectief element (33, 133) en een lenzenstelsel (51, 53, 151, 153) dat tussen het golflengte-selectieve element enerzijds en het gemeenschappelijke vlak anderzijds is geplaatst, een en 10 ander zodanig, dat een van de golflengte van het licht afhankelijke overdrachtsweg van lage demping tussen de eerste lichtgeleidende vezel en elk van de tweede lichtgeleidende vezels bestaat, net het kenmerk, dat het lenzenstelsel een planparallelle, doorzichtige plaat (51, 151) bevat waarvan een eerste hoofdvlak (55, 155) tegen de in het gemeen-15 schappelijke vlak liggende kopvlakken (9, 11) van de lichtgeleidende vezels (13, 15) ligt, alsmede een als een afgeplatte bol gevormde lens (53, 153) die met zijn platte vlak (59, 159) tegen het tweede hoofdvlak (61, 161) aanligt.

2. Optische multiplexinrichting volgens conclusie 1, net het ken- 20 merk, dat het gemeenschappelijke vlak, waarin de kopvlakken (9,11) van de lichtgeleidende vezels (13, 15) liggen, samenvalt met een eind-vlak (7, 107) van een vezelhouder 5; 105, 106) waarin de eindgedeelten van de vezels zijn gevat, tegen welk eindvlak het eerste hoofdvlak (55, 155) van de doorzichtige plaat (51, 151) rust, en dat het lenzenstelsel 25 (51, 53? 151, 153) zich bevindt ineenwigvormige ruimte (45, 149) die is uitgespaard in een huis (35, 135) en begrensd wordt door een eerste wigvlak (37, 137) dat evenwijdig is met het genoemde eindvlak van de vezelhouder en een tweede wigvlak (39, 139) waartegen het golflengte selectieve element (33, 133) geplaatst is. 30

3. Optische multiplexinrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat in liet huis (135) voorts een holte (185) is uitgespaard voor het opnemen van de vezelhouder (105, 106),welke holte zich uitstrekt van een tegenover het tweede wigvlak (139) gelegen eindvlak (187) van het huis tot aan de wigvormige ruimte (149). 35 8500306