Optische Drehverteiler für Lichtwellenleiter
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Optischer Drehkoppler für Lichtwellenleiter – Optische Kopplung rotierender Single-Mode Glasfasern mit "flüssigen" Lichtwellenleitern 2. Anwendungen Im Rahmen eines industriefinanzierten Kooperationsprojektes wurde ein mikro-optischer Drehkoppler für Single-Mode Glasfasern entwickelt, bei dem die rotierende und die stationäre Lichtleit-faser in einer Mikro-Glaskapillare geführt werden und die optische Kopplung über eine kurze "flüssige Lichtleitfaser" mit einer brechzahlangepassten Flüssigkeit erfolgt. Patente DE 10 2006 047 207 und US 7,613,371 B2 3. Problem: Optische Kopplung zweier 4. Lösung: Optische Kopplung der beiden rotierender Single-Mode Glasfasern mit einem lichtführenden 9-µm-Faserkern. Faserkern mit Ø 9 µm Single-Mode Lichtleitfaser Rotor Glasfasern mit einem flüssigen Lichtwellenleiter in einer speziellen Mikro-Glaskapillare. Rotor Mikrokapillare zur Führung der Lichtleitfasern Stator Single-Mode Lichtleitfaser Stator Halterung ► Große optische Dämpfungsverluste durch - Rückreflexionen an Grenzflächen, - lichtabsorbierende Verunreinigungen im Luftkanal zwischen den Linsen, - Dejustage aufgrund von Langzeiteffekten. "Flüssiger Lichtwellenleiter" MikroKapillare Axiale Abhängigkeit der Lichtdämpfung Quadratisches Innenprofil der Glaskapillare Mikro-Kanal Lichtleitfaser Ø 125 µm ► Empfindlich gegenüber Fehljustierungen. ► Aufwändige abbildende Optik, daher teuer. Optical insertion loss (dB) Nachteile herkömmlicher optischer Drehverteiler mit abbildenden Linsen: 10.0 Air Silicon Oil M1000 8.0 6.0 4.0 3 dB threshold 2.0 0.0 0 Lichtleitender Faserkern mit Ø 9 µm 20 40 60 80 100 120 Axial displacement (µm) 140 160 Arbeitsbereich 5. Vergleich mit Stand der Technik ► Verbesserung der optischen Dämpfung von 4.5 dB auf 0.6 dB. ► Verbesserung der Dämpfungsschwankung von ±1 dB auf ±0.14 dB; daher sehr gut geeignet für Analogübertragung schwacher Signale. ► Durch Kapillarführung der Lichtleitfasern mit optischer Immersionskopplung stets optimal justiert, daher mechanisch sehr robust. 0° Optische Dämpfung (dB) Optical coupling loss (dB) RheinAhrCampus Remagen der Hochschule Koblenz ● Optik und Lasertechnik 1. Kurzbeschreibung 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 330° ► In Langzeittests mit zur Zeit 22 Mio. Rotationen konstant niedrige optische Dämpfung bei Temperaturen von -30°C bis +85°C. Kontakt: Prof. Dr. Georg Ankerhold RheinAhrCampus, Hochschule Koblenz, Joseph-Rovan-Allee 2, 53424 Remagen 60° 300° 0.0 270° 1.0 2.0 240° 3.0 4.0 5.0 ► Keine teuren, spektral einengenden Antireflex-Bedampfungen notwendig. Stand 30° der Technik FlüssigfaserDrehkoppler 90° 120° 210° 150° 180° Herkömmlicher Drehkoppler mit GRIN-Linsenaufweitung Optische Dämpfung: 4.5 dB Max. Variation: ± 1.0 dB Drehkoppler mit optischer "Flüssigfaser"-Kopplung Optische Dämpfung: 0.6 dB Max. Variation: ± 0.14 dB Langzeittest: 22 Mio. Rot.
