DE2415046A1 - Vorrichtung zur verteilung von lichtsignalen auf mehrere empfaenger - Google Patents

Vorrichtung zur verteilung von lichtsignalen auf mehrere empfaenger

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DE2415046A1 DE2415046A DE2415046A DE2415046A1 DE 2415046 A1 DE2415046 A1 DE 2415046A1 DE 2415046 A DE2415046 A DE 2415046A DE 2415046 A DE2415046 A DE 2415046A DE 2415046 A1 DE2415046 A1 DE 2415046A1
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den
Berlin und München Wittelsbacherplatz 2
VPA
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s H / i U O O
Vorrichtung zur Verteilung von Lichtsignalen auf mehrere Empfänger
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verteilung von Lichtsignalen von mindestens einem optischen Sender zu mehreren Empfängern, insbesondere zur Verteilung, von Fernsehprogrammen auf mehrere Fernsehempfänger.
Es ist vorgeschlagen worden (P 23 40 020.6), eine Vorrichtung zur Verteilung von Lichtsignalen durch einen Verbindungsstecker zur Verbindung einer ankommenden mit mehreren weiterführenden Lichtleitfasern zu realisieren.
Durch die Art der dort beschriebenen Kopplung an der Verzweigungsstelle ohne optische Abbildungsvorrichtung geht jedoch immer ein Teil der zu übertragenden Lichtenergie verloren.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Verteilung von Lichtsignalen zu schaffen, bei defr die gesamte- vom Sender ausgestrahlte Lichtenergie ausgenutzt wird.
Diese Aufgabe wird für die Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Sender mit einer Lichtemissionsfläche in der Größenordnung von mehreren Querschnitten eines Lichtwellenleiters die Enden mehrerer zu den Empfängern führenden Lichtwellenleiter nebeneinander und der Lichtemissionsfläche des Senders eng benachbart angeordnet sind.
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Bei einem Sender mit einer Lichtemissionsfläche der Größenordnung eines Lichtwellenleiterquerschnitts ist im Raum zwischen der Lichtemissionsfläche des Senders und den Enden mehrerer Lichtwellenleiter eine strahlaufweitende Optik angeordnet.
Die obengenannte strahlaufweitende Optik ist vorteilhafterweise ein Linsensystem, welches im einfachsten Fall aus einer Konkavlinse und einer im Strahlengang anschließenden Konvexlinse besteht.
Alternativ kann die aufweitende Optik auch durch ein teildurchlässiges Spiegelsystem gebildet sein, wobei zur Erhöhung der Einkoppeleffizienz der auf die anschließenden Lichtwellenleiter auftreffenden Lichtstrahlen die Spiegel insbesondere konkav ausgebildet sind.
Eine gleich hohe Einkoppeleffizienz erhält man dann, wenn im Strahlengang hinter einer Konvexlinse eine Fliegenaugenlinse derart angeordnet, daß die durch diese hindurchtretenden Lichtstrahlen auf die Lichteintrittsflächen der anschließenden Lichtwellenleiter fokussiert werden.
Anstelle der ebengenannten Lichtwellenleiter können auch direkt die Empfänger an diesem Ort installiert sein, falls diese eng benachbart angeordnet sind.
Als aufweitende Optik wird insbesondere dann ein Taper verwendet, wenn es notwendig ist, einen gegen Erschütterungen unempfindlichen Lichtverteiler zu verwenden.
Ein Hologramm wird als Verteiler insbesondere dann von Vorteil sein, wenn ein aus einer festen Richtung ankommender Lichtstrahl auf eine Vielzahl von unregelmäßig im Raum verteilten Lichtwellenleitern fokussiert werden soll.
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Einzelheiten der Erfindung, auch die Herstellung des zuletzt genannten Hologramms, werden an Hand von Ausführungsbeispielen in der Figurenbeschreibung näher erläutert.
Die Figur 1 und 2 zeigen zwei erfinclungsgemäße Vorrichtungen zur Verteilung von Fernsehprogrammen auf mehrere Fernsehempfänger,
Figur 3 einen Verteiler für eine großflächige Lichtemissionsflache,
die Figuren 4 bis 9 Verteiler für kleine Lichtemissionsflachen der Sender und
die Figur 10 ein Ausführungsbeispiel zur Herstellung des erfindungsgemäß eingesetzten Hologramms.
In der Figur 1 ist ein Übertragungssystem für Fernsehprogramme auf drei Kanälen zu Fernsehempfängern dargestellt, welche zusammen mit einem. Sender 1 in einem Gebäude aufgestellt sind. Von diesem optischen Sender 1, der elektrisch oder optisch von einer nicht dargestellten entferntgelegenen Sendestation angesteuert wird, führen drei zu je einem Fernsehprogramm gehörende Xichtleitkabel 2, 3 und 4 zu drei optischen Verteilern 5, 6 und 7· Die vom Sender 1 ausgestrahlten optischen Signale werden in den Verteilern 5, 6 und 7 über daran anschließende Lichtwellenleiter 8, 9 und 10 drei Fernsehempfängern 11, 12 bzw. 13 zugeführt, derart, daß in jedem der drei Fernsehempfänger wahlweise jedes der drei Fernsehprogramme empfangen wird. An den drei Ausgängen des Senders 1 sind zur Erzeugung modulierter Lichtwellen drei Laserdioden, z.B. in Galliumarsenidausführung, installiert, deren emittierte Lichtstrahlen direkt in die Kabel 2, 3 bzw. 4 eingespeist werden. Diese die Video- und Tonsignale enthaltenden Lichtstrahlen steuern nach ihrer Verteilung die drei Empfänger 11, 12 und 13 an.
In der Figur 2 ist ein Fernsehübertragungssystem zu Empfängern dargestellt, welche weit verstreut um eine Sendestation 14
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angeordnet sind. Die Sendestation 14 enthält drei Lichtsender 15, 16 und 17, welche über drei optische Kanäle 18, 19 und 20 drei Fernsehprogramme zu drei optischen Verteilern 21, 22 und 23 leiten. Von jedem dieser Verteiler führen drei Lichtwellenleiter 24, 25 bzw. 26 notfalls über nicht dargestellte Zwischenverstärker zu drei Fernsehempfängern 27, und 29, welche alle drei Programme empfangen können.
Mit den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Anordnungen können anstelle von Fernsehprogrammen auch alphanumerische Daten oder bildhafte Signale von einer Sendestation zu mehreren Empfängern über Mono- oder Multimode-Lichtwellenleiter übertragen werden.
Anstelle der an die Verteiler anschließenden Lichtwellenleiter 24? 25 und 26 können auch Lichtdetektoren treten, wenn diese und die Verteiler räumlich eng benachbart installiert werden können.
Falls die Lichtemissionsflachen der Sender (1, 15, 16, 17) Größen von mehreren Endflächen der weiterführenden optischen Lichtwellenleiter (2, 3, 4, 18, 19, 20) aufweisen, wie dies beispielsweise bei einer Galliumarsenidlaserdiode 27 gemäß der Figur 3 der Fall ist, werden die weiterführenden Lichtwellenleiter 28 oder Lichtdetektoren nebeneinander und der Emissionsfläche des Senders 27 eng benachbart angeordnet.
Beim Einsatz eines Senders mit einer kleinen Lichtemissionsfläche wird hinter dem Sender eine aufweitende Optik angeordnet.
Figur 4 zeigt einen Rubinlaser 29, dessen emittierte Strahlung 30 einer Bikonvexlinse 31 und anschließend einer Bikonkavlinse 32 zugeführt ist. Die letztere richtet die vom Sender emittierte Strahlung parallel aus. Sie wird in die anschliessenden Lichtwellenleiter 33 eingekoppelt.
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In der Figur 5 wird von einem Sender 34 ein enges Lichtstrahlenbündel 35 über teildurchlässige Konkavspiegel 36 auf die Enden von Lichtwellenleitern 37 fokussiert. Dadurch wird erreicht, daß ein hoher Einkoppelwirkungsgrad des ausgesandten Lichtes in jeden Lichtwellenleiter gewährleistet ist. Durch Vorgabe der Verspiegelung an den teildurchlässigen Spiegeln kann dabei auch erreicht werden, daß in jeden Lichtwellenleiter eine vorgegebene Lichtintensität eingekoppelt wird.
In den Figuren 6 und 7 wird das aus dem Sender 29 emittierte enge Lichtstrahlenbündel 30 über eine Fliegenaugenlinse 38 bzw. 39 auf die Endflächen von weiterführenden Lichtwellen-
leitern 40 bzw. auf Photode.tektoren 41 fokussiert. Dabei wird gemäß der Figur 6 das Lichtstrahlenbündel zunächst durch eine Bikonkavlinse 42 aufgeweitet und auf eine Konkavfläche der Fliegenaugenlinse 38 abgebildet. Gemäß der Figur 7 ist die in der Figur 6 dargestellte Konkavlinse 42 mit der Fliegenaugenlinse zu einem Bauelement vereinigt.
Erschütterungsunempfindlich ist eine aufweitende Optik, welche gemäß der Figur 8 in Form eines Tapers 43 ausgebildet ist. Die Eingangsfläche 44 des Tapers ist.<unit einem ankommenden Lichtwellenleiter 45 verkoppelt, die Ausgangsfläche 46 des Tapers den Endflächen der weiterführenden Lichtwellenleiter 33 eng benachbart angeordnet.
In der Figur 9 ist in der aufweitenden Optik ein Hologramm angeordnet. Von einem Lasersender 47 wird ein eng gebündelter Lichtstrahl 48 über eine Konvexlinse 49 auf ein Hologramm abgebildet, welches ein solches Interferenzmuster aufweist, das die hindurchtretenden Lichtstrahlen genau in die Durchtrittsflächen 51 und 52 der anschließenden Lichtwellenleiter umgelenkt werden.
Eine vorteilhafte Anordnung zur Herstellung des Hologramms wird an Hand der Figur 10 beschrieben. Dort stimmen die Posi-
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tionen des Lasersenders 47, der Linse 49» der Photoplatte und die Öffnungen 53 und 54 einer Rasterplatte 59 mit den Positionen der Bauelemente 47, 49, 50, 51 und 52 der in der Figur 9 beschriebenen Anordnung überein. Der aus dem Lasersender 47 austretende Lichtstrahl wird durch den semipermeablen Spiegel 55 teilweise, sowie durch die Spiegel 56 und 57 derart abgelenkt, daß der durch den semipermeablen Spiegel hindurchtretende Strahlenanteil direkt auf die Photoplatte den Objektstrahl und der durch die Spiegel abgelenkte Strahlenanteil auf die entgegengesetzte Oberfläche der Photoplatte auftreffende Lichtstrahl den Bezugsstrahl zur Herstellung eines Hologramms bilden. Zwischen der Photoplatte 50 und dem Spiegel 57 ist in Strahlrichtung ein Diffusor 58 zur gleichmäßigen Ausleuchtung t dec Rasterplatte 59 angeordnet. Die Rasterplatte 59 enthält an den Stellen, die gleiche Anzahl von Öffnungen, an welchen bei der Rekonstruktion des so entstandenen Hologramms mittels des Lasersenders 47 und der Linse 49 die Endflächen 51 und 52 der anschließenden Lichtwellenleiter angeordnet sind.
Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß der zur Herstellung des Hologramms 50 verwendete Lasersender 47 nach dieser Herstellung als Sender des eingangs erwähnten Nachrichtenübertragungssystems und das Hologramm als Lichtverteiler verwendet werden kann. Eine nachträgliche Justierung dieser beiden Bauelemente aufeinander ist nicht erforderlich. Es müssen lediglich nach der Herstellung des Hologramms die anschließenden Endflächen 51 und 52 der Lichtwellenleiter in die Positionen der Rasteröffnungen 53 und 54 gebracht werden.
Diese letztere Justierung erübrigt sich dann, wenn die Belichtung der Photoplatte bei der Herstellung des Hologramms über die an dieses Hologramm anschließenden Lichtwellenleiter vorgenommen wird, welche zu den Empfängern führen. Es muß dann allerdings der Laser sender in Bezug auf das Hologramm justiert werden.
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Es sei vermerkt, daß alle Reflexionsverluste des Lichtes an Bauteilen, die für den Verteiler verwendet werden, durch die üblichen Methoden wie optisches Vergüten oder Einbau einer Immersion in ein Material mit geeigneten Brechungsindizes gering gehalten werden können.
10 Figuren
8 Patentansprüche
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Claims (8)

Patentansprtiehe
1.) Vorrichtung zur Verteilung von Licht signal en von mindestens einem optischen Sender zu mehreren Empfängern, insbesondere zur Verteilung von Fernsehprogrammen auf mehrere Fernsehempfänger, dadurch gekennzeichnet , daß bei einem Sender mit einer Lichtemissionsflache in der Größenordnung von mehreren Querschnitten eines Lichtwellenleiters die Enden mehrerer zu den Empfängern führenden Lichtwellenleiter nebeneinander und der Emissionsfläche des Senders eng benachbart angeordnet sind.
2. Vorrichtung zur Verteilung von Lichtsignalen,von mindestens einem optischen Sender zu mehreren Empfängern, insbesondere zur Verteilung von Fernsehprogrammen auf mehrere Fernsehempfänger, dadurch ge3cenageich.net , daß bei einem Sender mit einer Licktemissionsflache in der Größenordnung eines Lichtwellenleiterquerschnitts im Raum zwischen der lichtemissionsflache des Senders und den Enden mehrerer Lichtwellenleiter eine strahlaufweitende Optik angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net , daß die Optik ein Linsensystem ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net , daß die Optik ein teildurchlässiges Spiegelsystem ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4> dadurch gekennzeich net , daß die Spiegel Konkavspiegel sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net , daß die Optik eine Fliegenaugenlinse enthält.
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7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net1 , daß die Optik ein Taper ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net , daß die Optik ein Hologramm ist.
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