DE3010556C2 - System zur optischen Informationsübertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur optischen Informationsübertragung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die optische Informationsübertragung mittels Faseroptik- Lichtwellenleitern hat sich in den letzten Jahrzehnten zu einem bedeutsamen Zweig der Nachrichtenübermittlung entwickelt. Mittels Faseroptik-Lichtwellenleitern läßt sich Licht längs gekrümmten Lichtleitern und mit verhältnismäßig geringen Verlusten bezogen auf die Übertragungslänge übertragen. Hinsichtlich der pro Einheit Querschnittsfläche übertragbaren Informationsmenge sind die Lichtwellenleiter den anderweitigen herkömmlichen leitergebundenen Übertragungssystemen überlegen.

Ein wesentlicher Faktor für den Ersatz der bisherigen Nachrichtenübertragungsträger durch Faseroptik-Lichtwellenleiter- Systeme ist die Schaffung praktikabler und verlustarmer Kopplungen zwischen Faseroptikelementen, um die Informationsübertragung über größere Entfernungen und die Informationsverteilung mittels Verzweigungen und Anzapfungen zu ermöglichen. Hinsichtlich der Kopplungsart sind Stumpfkopplungen und Lateralkopplungen (Evaneszenzkopplungen) bekannt, und zwar auch für Verzweigungs- und Anzapfungskopplungen.

Allgemein lassen sich Faseroptikvorrichtungen für Zwecke der Nachrichtentechnik in drei Kategorien einteilen: Multimode-, Gradienten- und Monomode-Vorrichtungen. Die beiden ersten Arten von Faseroptik-Lichtwellenleitern besitzen relativ große Kerndurchmesser und lassen sich daher, wenn auch nicht in sehr einfacher Weise, stumpfkoppeln. Monomode-Fasern besitzen den Vorteil einer hohen Bandbreite, was jedoch mit einem kleinen Kerndurchmesser verbunden ist, der die Kopplung außerordentlich schwierig gestaltet.

Beträgt beispielsweise der Kerndurchmesser bei einer Monomodekonstruktion drei Mikrometer, so hätte eine Versetzung von einem Mikrometer eine Kopplungsdämpfung von fast 30% bei einer endweisen Stumpfkopplung zur Folge. Des weiteren würde auch ein Staubteilchen (typischerweise mit einer Abmessung von einem Mikrometer) dieselbe Art von Kopplungsdämpfung hervorrufen. Weiter treten bei dem Faserziehverfahren gewöhnlich Änderungen von plus oder minus 3% im Außendurchmesser auf und, da ein Kern mit einem Durchmesser von 3 Mikrometern normalerweise in eine Hülle mit einem Außendurchmesser von ungefähr 50 Mikrometer eingebettet wird, kann eine Versetzung zwischen den Kernen von ungefähr 1,5 µm auftreten, was einen Kopplungsdämpfungsverlust von ungefähr 50% zur Folge hat.

Infolgedessen haben sich derartige Stumpfkopplungssysteme, wie sie beispielsweise aus den US-Patentschriften 39 36 143 und 38 00 388 bekannt sind, trotz des verhältnismäßig hohen Aufwandes insbesondere für Monomode-Übertragungssysteme als wenig praktikabel erwiesen, insbesondere unter Feldbedingungen.

Aber auch die andere Kopplungsart mittels sogenannter seitlicher oder lateraler Kopplung (Evaneszenzkopplung) ist problembehaftet. Bei diesem beispielsweise aus der US-Patentschrift 41 13 345 oder Bendow, Mitra. Fibre Optics, Plenum Press, 1979, S. 473-477, bekannten Prinzip der lateralen Evaneszenzkopplung werden die beiden miteinander zu koppelnden Lichtleiter über eine bestimmte Kopplungslänge hin in seitlicher Überlappung nebeneinander angeordnet, unter Bedingungen, welche einen seitlichen Übertritt von in den Wellenleitern übertragener Lichtwellenenergie von einem Leiter in den anderen gestatten. Bei dieser Kopplungsart ist zwar keine stirnseitige Ausrichtung der extrem dünnen Kerne miteinander erforderlich und die Lateralkopplung eignet sich insbesondere auch für Zwecke der Abzweig- und Anzapfkopplung. Jedoch ist die Lateralkopplung von Haus aus stärker verlustbehaftet und war daher primär für integrierte Optikschaltungen geeignet, nicht jedoch zu Kopplungszwecken für Übertragung über lange Strecken. Sollen die Kopplungsverluste in tragbaren Grenzen gehalten werden, so waren auch hierfür bisher verhältnismäßig aufwendige Vorrichtungen erforderlich, um die gegenseitige Lateralausrichtung (nach Abstand und Azimutz) zu gewährleisten, und zwar über die erforderliche Kopplungslänge hin. Die Herstellung brauchbarer, für größere Übertragungslängen genügend verlustarmer Kopplungen mit vertretbarem Aufwand, insbesondere auch unter Feldbedingungen, war daher auch nach diesem Prinzip der Lateralkopplung bisher nicht bekannt.

Die Erfindung betrifft ein System zur optischen Informationsübertragung zwischen wenigstens zwei Faseroptik- Lichtwellenleiterelementen vom Monomode-Typ, die jeweils einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex und eine Mantelhülle mit relativ niedrigem Brechungsindex aufweisen, mit Mitteln zur lateralen Evaneszenz-Kopplung optischer Informationssignale zwischen den beiden Faseroptikelementen in einem Kopplungsbereich.

Ausgehend von dem bekannten Prinzip der lateralen Evaneszenzkopplung liegt der Erfindung als Aufgabe die Schaffung verbesserter Kopplungsanordnungen für derartige Faseroptik- Lichtwellenleiter-Systeme zugrunde, die eine vereinfachte konstruktive Ausbildung mit praktisch freien Lichtwellenleitern ohne aufwendige Einspannvorrichtungen ermöglichen und eine genaue Kopplung mit hohem Kopplungswirkungsgrad und entsprechend geringer Dämpfung je Kopplungsstelle gewährleisten, sich sowohl zur einfachen Längskopplung von in einer Übertragungsleitung aufeinanderfolgenden Fasern wie auch zur Ausführung als Abzweig- oder Anzapfkopplungen eignen und aufgrund ihrer konstruktiven und verfahrensmäßigen Einfachheit auch im Feldbetrieb anwendbar und nicht auf Herstellung unter fabrikatorischen Bedingungen beschränkt sind.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs oder der Nebenansprüche gelöst.

Die nach dem Grundgedanken der Erfindung vorgesehene rotationsasymmetrische Ausbildung der Wellenleiterelemente im Kopplungsbereich als Kopplungsmittel gestattet mehrere grundsätzliche Realisierungsmöglichkeiten: Die Rotationsasymmetrie kann in einer geometrisch exzentrischen Anordnung des Faserkerns bezüglich der optischen Faser als ganzes bestehen, wobei gegebenenfalls zusätzlich zur exzentrischen Anordnung des Faserkerns bezüglich der Hülle der Hüllenmantel außerdem noch eine innere Ausnehmung zur Einführung des anderen Wellenleiters (oder eines gesonderten Kopplungsgliedes) über die Kopplungslänge aufweisen kann. Die als Kopplungsmittel dienende Rotationsasymmetrie kann ferner in einer Asymmetrie des Hüllenmantels begründet sein, derart, daß ein Teil der Hülle aus einem anderen (leichter ätzbaren) Material wie der Hauptteil des Hüllenmaterials besteht, derart, daß durch nachträgliche Entfernung des leicht ätzbaren Teils (ohne Gefahr der nachträglichen Kontaminierung) die laterale Evaneszenzkopplung erreicht wird. Die als Kopplungsmittel dienende Rotationsasymmetrie des Wellenleiters kann des weiteren in einer asymmetrischen Ausbildung der äußeren Hüllenbegrenzung bestehen, beispielsweise durch Ausbildung mit radialen Nuten zur Einführung des anderen Wellenleiters unter Evaneszenzkopplungsbedingungen und/oder zur geometrischen Verriegelung der beiden zu koppelnden Wellenleiter für die Evaneszenzkopplung. Die Rotationsasymmetrie kann des weiteren in der Anordnung eines oder mehrerer zusätzlicher Kerne (zu einem zentrischen Faserkern) bestehen, gegebenenfalls in Verbindung mit einer zusätzlichen Ausbildung des Mantels mit innerem Hohlraum zur Einführung des zweiten Faser-Lichtwellenleiters oder eines gesonderten Kopplungsgliedes im Bereich der Kopplungsstelle zur Lateralkopplung. Schließlich kann die Rotationsasymmetrie auch in der Ausbildung peripherer und/oder radialer Bereiche der Hülle mit einem Material höheren Brechnungsindex als dem normalen Hüllenmaterial bestehen, ebenfalls als Kopplungsmittel für Zwecke der lateralen Kopplung.

Die nach dem Grundgedanken der Erfindung vorgesehene rotationsasymmetrische Ausbildung des bzw. der Faserlichtwellenleiter(s) im Kopplungsbereich als die Kopplung ermöglichende bzw. unterstützende Maßnahme ermöglicht eine sowohl apparativ optimal einfache wie funktionell effiziente Kopplung nach dem Lateral- Evaneszenzprinzip. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird dabei ohne nennenswerten äußeren apparativen Aufwand die für eine effiziente, verlustarme Lateral-Evaneszenzkopplung erforderliche optimale azimuthale Ausrichtung und laterale Abstandshaltung der beiden (oder mehreren) zu koppelnden Wellenleiter erreicht, und zwar durch einfaches Verdrehen der Faser-Lichtwellenleiter gegeneinander und/oder durch gegenseitige formschlüssige Verriegelung, wobei im Fall der Ausführungsformen mit inneren Hohlräumen im Fasermantel gleich noch die eine Faser als äußere mechanische Halterung bzw. Führung für den anderen Faser-Wellenleiter (bzw. für den gesonderten zusätzlichen Kopplungswellenleiter) dienen kann.

Durch diese apparative und funktionelle Einfachheit eignet sich die Erfindung insbesondere zur Feldanwendung derartiger Kopplungen im praktischen Betrieb der Erstellung und Verlegung derartiger optischer Informationsübertragungsleitungen.

Aus der US-Patentschrift 41 35 779 ist es im Rahmen einer als Stoßkopplung ausgebildeten Abzweigkopplung zwischen einem Eingangsleiter und zwei (oder mehreren) Ausgangsleitern bekannt, die Hüllen der Ausgangswellenleiter teilweise oder ganz wegzuätzen, um die Flächenüberdeckung zwischen dem Kern-Stirnquerschnitt des Eingangsleiters und den Kernflächen der Ausgangsleiter zu vergrößern.

Aus der US-Patentschrift 39 50 073 ist eine exzentrische Anordnung des Faserkerns in einem inneren luftgefüllten Hohlraum des Fasermantels bekannt, derart, daß der Faserkern lediglich in einem Punkt seines Umfangs gegen den Innenumfang des Mantels anliegt; hierdurch sollen Streuverluste vermindert werden; irgendein Bezug zur Kopplung von Wellenleitern besteht hierbei nicht.

Aus der US-Patentschrift 37 79 628 ist es bekannt, zur Erleichterung der äußeren Einspeisung des Erregerlichtes von einer größerflächigen Lichtquelle in die kleinflächige Übertragungsfaser ein konisches Kopplungsleiterstück - als Überleitungsglied zwischen der größerflächigen Lichtquelle und der kleinflächigen Übertragungsfaser - mit dem Hauptleiter zu koppeln, und zwar mittels Stoßkopplung. Die konische Ausbildung einer gesonderten Kopplungsgliedfaser im Rahmen einer lateralen Evaneszenzkopplung, zur Einführung einer gewissen Selektivität in die Lateralkopplung, ist hieraus nicht bekannt.

Mehrkernige Fasern, d. h. die Anordnung mehrerer Kerne in einem gemeinsamen Hüllmaterial, sind an sich bekannt. Aus der US-Patentschrift 41 34 642 ist eine Anordnung mehrerer Faserkerne, die jedoch nicht miteinander gekoppelt sind, in einer gemeinsamen Hülle bekannt. Diese Maßnahme dient hierbei jedoch nicht dem Zweck der Kopplung zwischen den Fasern. Ähnliches gilt für die aus der DE-OS 24 46 152 bekannte Anordnung, bei welcher im Rahmen einer Stoßkopplung die neben der zentralen Hauptfaser vorgesehenen exzentrischen Leiterstücke gerade nicht zur Kopplung der übertragenen Information dienen, sondern als gesonderter Justierlichtweg zur Überwachung und Einstellung der richtigen Justierstellung für die Hauptfaser, wozu über die Exzenterfaserkerne ein gesonderter, vom Hauptinformationsstrang vollkommen getrennter Prüfungslichtweg vorübergehend aufgebaut wird.

Aus der britischen Patentschrift 12 52 126 ist es bekannt, zwei einkernige Fasern (d. h. Fasern mit Faserkern und jeweils eigener Umhüllung), in die Innenausnehmung einer äußeren Glasumhüllung bis zur gegenseitigen Überlappung oder zum stumpfen Aneinanderstoßen einzuführen; sodann wird durch Erhitzen und Ausziehen der Gesamtanordnung eine direkte Verschmelzung der beiden Faserkerne über die Überlappungslänge bzw. an ihrer Stoßstelle herbeigeführt. Die Anwendung einer Streckbehandlung zur Herbeiführung einer Lateralkopplung zwischen zwei von Anfang an in einer gemeinsamen Hülle vorgesehenen Kernen, wobei jedoch die Kerne auch im Endzustand deutlich über einen definierten seitlichen Abstand voneinander getrennt bleiben, ist hieraus nicht bekannt.

Die US-Patentschrift 38 64 018 zeigt eine Halterungsvorrichtung für eine größere Anzahl von herkömmlichen rotationssymmetrischen Wellenleiterfasern, zum Zweck der Stoßkopplung. Die optischen Fasern werden dabei in Nuten äußerer Halterungsteile eingelegt, zur gegenseitigen Abstandshalterung zwischen einer Vielzahl derartiger Fasern und gleichzeitiger Ausrichtung auf die entsprechenden Gegenenden der mittels Stoßkopplung anzukoppelnden Fasern.

Aus der US-Patentschrift 40 78 910 ist die Aufschrumpfung eines äußeren Muffenrohrs auf eine Stoßverbindungsstelle bekannt.

Aus der US-Patentschrift 40 54 366 ist die Lateralkopplung herkömmlicher symmetrisch aufgebauter Multimodefaserelemente durch Verschmelzung ihrer Hüllmaterialien im Bereich der Kopplungslänge bekannt.

Das erfindungsgemäße System eignet sich speziell zur Lateralkopplung von infolge ihrer geringen Kerndurchmesser besonders schwierig zu koppelnden Monomode-Fasern. Jedoch können selbstverständlich auch Multimode- oder Gradienten-Fasern nach dem erfindungsgemäßen System gekoppelt werden.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 ein Schema eines typischen Nachrichtennetzes zur Veranschaulichung der verschiedenen Kopplungserfordernisse, die im Stand der Technik bestehen,

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung eine Stumpf-Kopplung von Fasern, wie sie im Stand der Technik angewandt wird,

Fig. 3 und 4 im Querschnitt ein einzelnes Faserelement bzw. gekoppelte Faserelemente, bei denen ein Teil der Hülle stärker ätzbar ist, um für Kopplungszwecke eine größere Nähe zwischen den Kernen zu ermöglichen,

Fig. 5A und 5B in Querschnittsansicht Faseroptikelemente zur Aufnahme von Kopplungsfasergliedern, wodurch die Kerne solcher Faserglieder in größerer Nähe zu den Kernen solcher Elemente gebracht werden,

Fig. 6 in Querschnittsstirnansicht ein Kopplungsfaserglied, wie es bei den Gebilden von Fig. 5A und 5B und anderweitig bei der Erfindung anwendbar ist,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der beiden Faserelemente aus Fig. 5A und 5B, die mit Hilfe des Kopplungsfaserglieds aus Fig. 6 gekoppelt sind,

Fig. 8 in perspektivischer Darstellung eine Abstimmvorrichtung zur Verwendung bei der Kopplungsanordnung von Fig. 7 und zum Dehnen eines Übertragungsfaserelements gemäß Fig. 5A oder Fig. 5B zur Anpassung von Fortpflanzungskonstanten,

Fig. 9 in Querschnittsstirnansicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der eine innere Hüllenausnehmung exzentrisch in einer Übertragungsfaser vorgesehen ist, um eine Abstimmöglichkeit durch horizontales Biegen der Faser zu schaffen,

Fig. 10 in Querschnittsstirnansicht noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Übertragungsfaserkern mit Hilfe einer speziellen Hüllenform näher an den Umfang der Hülle gebracht ist,

Fig. 11 in Querschnittsstirnansicht die Übertragungsfaser von Fig. 10, die entweder mit dem Kopplungsglied oder mit einer anderen Übertragungsfaser gekoppelt ist, wodurch die Kerne derselben zu Kopplungszwecken nahe beieinander sind,

Fig. 12 im Querschnitt die Übertragungsfaser aus Fig. 10 und deren Kapselung bzw. Ummantelung zum Schutz vor Verunreinigung,

Fig. 13 in Querschnittsstirnansicht die Übertragungsfaser aus Fig. 10 und näherhin die Verwendung eines Glaskeils zum Schutz des Kerns der Übertragungsfaser vor Verunreinigung, wobei der Glaskeil durch eine Flüssigkeit oder ein Harz, die denselben Zweck erfüllen, ersetzbar ist,

Fig. 14 und 14A eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Übertragungsfaser zu Kopplungszwecken zwei Kerne enthält, wobei Fig. 14A die Verdrehungsstruktur veranschaulicht, die beim Abstimmen der Faser von Fig. 14 von Nutzen ist,

Fig. 14B, 14C und 14D in Längs-, Querschnitt- bzw. Endquerschnittansicht eine Doppelkernfaser, bei der eine größere Nähe der Kerne an Kopplungsstellen durch wahlweises "Einschnüren" der Faser geschaffen wird,

Fig. 15 in Querschnittsansicht eine Anordnung zur Verwendung bei den Ausführungsformen von Fig. 14-14D und bei der die Kerne durch eine innere Hüllenöffnung voneinander getrennt sind, um die Wechselwirkung zwischen den Kernen zu verringern,

Fig. 16 und 17 in Querschnittsstirnansicht die Ausführungsformen von Fig. 14 und 15 mit einer Rippe zur Verbesserung der Kopplung zwischen den Kernen einer Übertragungsfaser,

Fig. 18, 19 und 20 schematische Darstellungen zur Erläuterung der Modeaufteilung infolge Polarisation,

Fig. 21, 21A und 21B in Querschnittsstirnansicht eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher durch Ionenaustauschverfahren die Struktur einer Übertragungsfaser an eine erfindungsgemäße Kopplungsanordnung angepaßt wird,

Fig. 22 in perspektivischer Darstellung ein Lateral-Kopplungsglied mit einer eine Rinne aufweisenden Ausrichtvorrichtung,

Fig. 22A in Querschnittsstirnansicht eine Alternative zu der Ausführungsform von Fig. 22, bei der eine obere Halterungsvorrichtung in Verbindung mit der Ausführungsform von Fig. 22 benutzt wird und Kopplungskernteile sowohl in der unteren Halterungsvorrichtung als auch als ein zweiter Kern in der Übertragungsfaser vorgesehen sind,

Fig. 22B in einem Diagramm die Änderung der Fortpflanzungskonstante über die Länge einer Übertragungsfaser, wie sie durch Konizität eines Kopplungsblockes, wie in Fig. 22 gezeigt, bewirkt wird,

Fig. 22C in Seitenansicht die Vorrichtung von Fig. 22,

Fig. 23 in Querschnittsstirnansicht eine Übertragungsfaser mit zwei inneren Ausnehmungen und drei Kernen zur Verzweigungs- und Anzapfkopplung nach der Erfindung,

Fig. 24 in Querschnittsstirnansicht eine Hauptübertragungsfaser zur Anwendung in Anzapfanordnungen nach der Erfindung,

Fig. 25 in perspektivischer Darstellung eine Anzapfanordnung nach der Erfindung unter Verwendung der Faser aus Fig. 24 als Hauptübertragungselement, wobei Doppelkernfasern benutzt werden, um aus ihr Information abzuzapfen,

Fig. 26, 26A und 26B Darstellungen einer weiteren Ausführungsform, bei der mehrere Kerne eines ersten Übertragungselements zur Kopplung benutzt werden.

Die Fig. 1 und 1A zeigen den Stand der Technik am Beispiel von Nachrichtensystemen bzw. die Art, wie solche Systeme heute an die Faseroptiktechnologie angepaßt werden. Fig. 1 zeigt ein einfaches Nachrichtensystem, das zwei Städte miteinander verbindet, die insgesamt mit 10 bzw. 12 bezeichnet sind. Eine typische Kopplung ist in Fig. 1 als eine "einfache Kopplung" 14 dargestellt, deren Elemente 13, 15 an ihren Enden im voraus präpariert und endweise, d. h. im Stoßverband, miteinander verbunden worden sind. Eine Modifizierung der einfachen Kopplung bestünde selbstverständlich darin, daß man die Enden nicht im voraus präpariert, sondern die Übertragungselemente mittels eines sogenannten "Spleißes" aber weiterhin endweise miteinander verbindet.

In einem ausgeklügelteren Verbindungsverfahren werden einem "Abzweigkoppler" 16 Nachrichten über ein Hauptübertragungselement 17 zugeführt und durch ihn auf Zweige 18, 20, 22 aufgeteilt.

Andererseits wird eine Verbindung von Nachrichtenübertragungselementen 18, 26 oder 22, 28 oder 20, 30 bei der von einem Nachrichtenübertragungselement ein kleiner Bruchteil seiner Energie in kleinen Bruchteilen an andere Nachrichtenübertragungselemente abgezapft wird, gewöhnlich als eine "Anzapfung" 24 bezeichnet.

Beim Anzapfen der vorstehend beschriebenen Art besteht ein besonderes Bedürfnis an einem hohen Wirkungsgrad für die nicht-angezapften Übertragungen, da viele Anzapfungen in Reihe vorliegen können; aber selbstverständlich ist auch für die anderen beschriebenen Kopplungsprozesse ebenfalls ein hoher Wirkungsgrad erforderlich. Wenn beispielsweise 20% der Nachrichtenenergie an den Kopplungen 14 verloren geht, ergibt sich trotzdem ein akzeptabel effizientes Nachrichten- oder Datenübertragungssystem. Falls jedoch 20% der Energie in den nicht angezapften Übertragungen an jeder Anzapfung 24 verlorengehen, wäre es unmöglich, 100 oder mehr als 100 Anzapfungen in Reihe vorzunehmen, was wahrscheinlich ein Mindesterfordernis in Nachrichten- oder Datenübertragungssystemen ist.

In jüngerer Zeit hat man der Verwendung von Faseroptikvorrichtungen in Nachrichten- oder Datenübertragungssystemen der in Fig. 1 gezeigten Art große Beachtung geschenkt. Die Kopplung ist in einigen solchen Fällen als das überragende Problem erkannt worden. Im Stand der Technik wird jedoch weiterhin von Multimode- oder Gradientenfasern Gebrauch gemacht, bei welchen die Kopplung grundsätzlich mit stumpf aneinanderstoßenden Enden erfolgt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Ein Nachrichtenübertragungselement in Form einer Faseroptikvorrichtung 13′ wird hierbei mit einer anderen Faseroptikvorrichtung 15′ mittels einer als Ganzes mit 14′ bezeichneten endweisen Verbindung oder "Stumpfstoß"- Kopplung verbunden, wobei versucht wird, die Kerne 13a und 15a in eine Linie zu bringen. Zum einen haben aber Multimoden- Fasern eine relativ kleine Bandbreite und zum anderen ist eine "Stumpfstoß"-Kopplung für Monomodefasern extrem schwierig, wie eingangs dargelegt, da bei ihr Verluste von 30% bis 50% aus einer Versetzung von 1 µm bei einem Kern mit einem Durchmesser von 3 µm oder aus einer Versetzung von 1,5 µm bei einer Hülle mit einem Außendurchmesser von 50 µm resultieren können.

Im folgenden wird in der Beschreibung das erste Faserelement einer gekoppelten Nachrichtenübertragungsgruppierung jeweils als Ganzes mit 50 bezeichnet (in allen Ausführungsformen), das zweite Faserelement jeweils insgesamt mit 60 und weitere Faserelemente mit 70, 80 usw., wobei der Bezugszahl jeder Faserelementhülle der Buchstabe "a" hinzugefügt wird, während dem Kern der Buchstabe "b" hinzugefügt wird.

Gemäß den Fig. 3 und 4 ist erfindungsgemäß ein Faserelement 50 mit einer Hülle 50a und einem mittig angeordneten Kern 50b versehen, wobei ein Teil 50′ der Hülle stärker ätzbar ist als der übrige Teil der Hülle 50a. Nachdem das Faserelement 50 so hergestellt bzw. vorbereitet wurde, wird der Teil 50′ nach bekannten Verfahren weggeätzt und das Element 50 wird mit dem Element 60 (Fig. 4) zusammengebracht, das in gleicher Weise hergestellt und vorbereitet wurde. Die Kerne 50b, 60b liegen daher für die Zwecke einer seitlichen Resonanzkopplung nahe beieinander. Die Kerne liegen daher in größerer Nähe zu dem Kopplungspunkt am Umfang der Hülle, jedoch ohne die Gefahr einer Verunreinigung auf der Hauptlänge, wo der Teil 50′ nicht weggeätzt ist.

Im folgenden wird einfach die Bezeichnung seitliche (oder laterale) Kopplung statt seitlicher (oder lateraler) Resonanzkopplung verwendet. Auf diese Weise soll eine Kopplung durch optischen Kontakt nicht mit inbegriffen sein, hingegen eine Kopplung aufgrund der Wechselwirkung von seitlich austretenden abklingenden Wellen (evanzeszente Wellen).

In den Fig. 5A-8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, in der ein erstes Faserelement 50 mit einer in der Hülle 50a gebildeten Öffnung oder Ausnehmung 50′′ versehen ist. Der Kern 50b des Elements ist an (Fig. 5A) oder nahe (Fig. 5B) der Innenöffnung 50′′ angeordnet, so daß ein Kopplungsfaserglied, das insgesamt mit 52 (Fig. 6) bezeichnet ist und eine Hülle 52a und einen Kern 52b besitzt, mit Hilfe des exzentrisch angeordneten Kerns 52b eine bessere Kopplung ergibt, wie in Fig. 7 veranschaulicht. Selbstverständlich wird das zweite Faserelement 60 in gleicher Weise wie das Element 50 hergestellt und ausgebildet (Fig. 5A oder 5B), wodurch man das in Fig. 7 gezeigte Kopplungsgebilde erhält.

Fig. 8 zeigt eine Spann- oder Dehnvorrichtung zur Verwendung bei der Ausführungsform von Fig. 7, wobei Drehknöpfe 54 einem ersten Faserelement 50 so zugeordnet sind, daß die Faser abgestimmt und dadurch die Kopplung verbessert wird. Der Kern 52b der Kopplungsgliedfaser 52 ist so ausgebildet, daß die Fortpflanzungskonstante seines Materials mit der des Materials der Kerne der Faserelemente 50, 60 übereinstimmt, wobei aber die Übereinstimmung nicht genau sein kann, da die Faserelemente 50, 60 über ihre Länge aufgrund von beim Ziehen auftretenden Änderungen im Durchmesser um einige Prozent variieren. Zur Schaffung des Gebildes von Fig. 7 wird das Kopplungsfaserglied 52 in die Löcher 50′′, 60′′ der Faserelemente 50, 60 eingeführt und zum Ausrichten gedreht, wobei die Einführtiefe so eingestellt wird, daß sich eine vollständige Kopplung ergibt und im wesentlichen sämtliches Licht in das und aus dem Kopplungsfaserglied 52 übertragen wird. Zum Schmieren des Kopplungsfaserglieds 52 kann während dieses Prozesses eine Flüssigkeit oder ein härtendes Harz verwendet werden. Die Dehnvorrichtung 8 bringt daher die Kerne 52b und 50b des Kopplungsfaserglieds und des ersten Faserelements zu einer engeren Übereinstimmung in der Übertragungs- bzw. Fortpflanzungskonstanten. In ähnlicher Weise läßt sich das Faserelement 60 durch Verwendung der Dehnvorrichtung von Fig. 8 besser anpassen. Die Dehnvorrichtung selbst hat nicht nur Dehnknöpfe 54, sondern auch ein Gewindeelement 56, mittels welchem die Knöpfe 54 näher zusammen oder weiter auseinander bewegt werden können.

Fig. 9 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die zur Anwendung in Verbindung mit einem Biegeverfahren für Abstimmungszwecke vorgesehen ist. Ein erstes Faserelement 50 (oder ein beliebiges anderes Element der Erfindung) ist mit einer mittenversetzten Ausnehmung 50′′′ versehen, die durch die Hülle 50a und einen mittig angeordneten Kern 50b definiert ist, der sich daher benachbart der Ausnehmung befindet. Ein Kopplungsfaserglied (Fig. 6) wird in das Loch 50′′′ eingeführt und Biegung wird in der X-Ebene (Fig. 9) ausgeführt, so daß der Kern 52b des Kopplungsfaserglieds 52 stärker als der Kern 50b des Übertragungs- oder ersten Faserelements 50 gedehnt wird. Somit tritt bei irgendeinem Biegeradius eine Anpassung auf. In einigen Konfigurationen selbst kommt es sogar zu einer Zusammendrückung für den Kern 52b des Kopplungsfaserglieds 52.

Bei der Dehnung oder Kompression eines Faserkerns ändert sich seine Fortpflanzungskonstante. Des weiteren muß, wenn zwei Kerne während des Biegens parallel zueinander sind, das Licht in dem Kern mit dem größeren Biegeradius einen größeren Weg zurücklegen. Der äußere Kern muß deshalb eine kleinere Fortpflanzungskonstante haben, damit die Phasen des sich in beiden Kernen ausbreitenden Lichtes synchron gehalten werden. Beim Biegen treten daher zwei Effekte auf, nämlich die Dehnung und die Änderung der Weglänge für den Synchronismus.

Eine Möglichkeit der Anpassung besteht darin, das Kopplungsfaserglied 52 etwas konisch auszubilden, so daß sich an irgendeinem Einführpunkt eine Anpassung ergibt, wobei jedoch die Konizität so allmählich gehalten ist, daß eine Beinaheanpassung über eine Kopplungslänge aufrechterhalten wird.

Fig. 10 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die ein Übertragungsfaserelement 50 aufweist (in den meisten hier beschriebenen Fällen ist die für ein erstes Übertragungsfaserelement 50 empfohlene Gestaltung oder das hierfür empfohlene Verfahren auch bei dem jeweiligen zweiten Übertragungsfaserelement anwendbar, mit welchem das erste gekoppelt wird), das eine Hülle 50a mit einer Quernut 50′′′′ an der Kopplungsstelle hat, so daß der Kern 50b dadurch näher an dem Umfang 50c (oder wenigstens an einem Teil des Umfangs) der Hülle 50a liegt. Die Fig. 10-13 sind insoweit gemeinsam zu betrachten, wobei Fig. 11 das Faserelement 50 von Fig. 10 in Kopplung mit einem Kopplungsfaserglied 52′ zeigt, wobei sich der Kern 50b eng benachbart zu dem Kern 52′b befindet. Fig. 12 zeigt das Faserelement 50 von Fig. 10, das zur Vermeidung von Verunreinigung mit einem Ummantelungselement 58 versehen ist, wobei das Ummantelungselement an dem Kopplungspunkt unterbrochen sein kann oder auch, falls das Kopplungsfaserglied 52′ dem Außendurchmesser des Faserelements 50 angepaßt ist, durchgehend sein kann. Ebenfalls zur Verhinderung einer Verunreinigung dient die Ausführungsform von Fig. 13 für das Faserübertragungselement 50. In Fig. 13 wird ein Keil 50d aus Glas oder Kunststoff mit dem gleichen oder einem kleineren Brechungsindex wie die Hülle 50a verwendet. In ähnlicher Weise kann die Nut 50′′′′ mit einer geeigneten Flüssigkeit oder einem geeigneten Harz mit niedrigem Brechungsindex (nicht gezeigt) zur Vermeidung einer Verunreinigung ausgefüllt werden (und gegebenenfalls als Anleitung für die Formgebung eines oben mit Bezug auf Fig. 12 beschriebenen Kopplungsfaserglieds).

Die Fig. 14, 14A bis 15 zeigen zusammen eine Ausführungsform der Erfindung, mit einem Faserübertragungselement 50, das zwei Kerne 50b, 50′b aufweist, nämlich einen mittigen Kern 50b für die Übertragung und einen peripheren oder umfangsnahen Kern 50′b für die Kopplung. Über den größten Teil der Länge des Elements 50 erfolgt die Lichtübertragung in dem mittigen Faserkern 50b, für Kopplungszwecke an dem Kopplungspunkt in dem äußeren Faserkern 50′b. Auf dem Übertragungsweg wird der Übertritt dadurch verhindert, daß der periphere Kern eine andere Fortpflanzungskonstante als der mittige Kern erhält. Durch Biegen können die Fortpflanzungskonstanten die Kerne in dem Kopplungsgebiet auf Gleichheit gebracht werden, wobei aber der Grad der Fehlanpassung ausreichend groß gemacht wird, daß eine nennenswerte Kopplung im Verlauf von Krümmungen, welche die Faser auf ihrer Länge während des normalen Gebrauchs erfährt, verhindert wird.

Für die Ausführungsform der Fig. 14-15 sind beispielsweise folgende Abmessungen zweckmäßig:

Obwohl hier kein genauer Wert für die Kopplungslänge für diese Abmessungen angegeben wird, liegt er vermutlich zwischen 10 und 25 cm. Der Biegeradius, der für eine Anpassung der Fortpflanzungskonstanten erforderlich ist, beträgt ungefähr 3 mm.

Eine Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungsform (Fig. 14) ist in den Fig. 14B, 14C und 14D gezeigt, in denen das Faserübertragungselement 50 gestreckt und durch Warmformen über einen relativ kurzen Abschnitt im Querschnitt verringert ist. In diesem eingeschnürten Abschnitt dringt das Licht weiter in die Hülle ein, weil die Kerne kleiner gemacht sind und stärker in Wechselwirkung treten, da der Abstand zwischen den Kernen geringer ist. Es ergibt sich somit ein stark erhöhter Kopplungsgrad. Selbstverständlich sind die Fortpflanzungskonstanten für die beiden Kerne noch unterschiedlich (tatsächlich ändert sich die Fortpflanzungskonstante um so weniger mit dem Kerndurchmesser, je kleiner der Kern wird), so daß für eine maximale Kopplung noch Biegen erforderlich ist. Wird die Länge des eingeschnürten Abschnittes richtig gewählt, um das Licht vollständig in den peripheren Kern 50′b, aber nicht wieder zurück, zu übertragen, sobald das Licht in den Abschnitt mit vollen Durchmesser eintritt (der rechte Abschnitt in Fig. 14B), wird es in der peripheren Faser bleiben, zumindest in einem brauchbaren Ausmaß. Außerdem erfolgt eine Abstimmung durch Verdrehen des Elements 50 während der Warmverformung und durch weiteres Verdrehen, wie dies durch den Pfeil 62 in Fig. 14A gezeigt ist.

Eine weitere Ausgestaltung der in Fig. 14 gezeigten Ausführungsform ergibt sich gemäß der Ausführungsform durch Fig. 15, in der eine innere Ausnehmung 50e die beiden Kerne 50b, 50′b wirksamer voneinander isoliert und die durch "Mikrobiegung" hervorgerufene "Einstreuung" aus dem mittigen Kern in dem peripheren Kern verringert. Eine empfohlene Abmessung für die Innenausnehmung 50e beträgt 5 µm, wodurch sich eine radikal verringerte Kopplung zwischen den Kernen ergibt. An der Kopplungsstelle wird eine Flüssigkeit, ein Harz oder ein 5-µm-Glaskolben (nicht gezeigt) mit einem Brechungsindex, der wenigstens gleich dem der Hülle 50a ist, auf einer Länge eingeführt, die etwas größer als die Kopplungslänge ist. Der Brechungsindex eines solchen eingeführten Materials wird so groß wie möglich gemacht, ohne daß das Material effektiv zu einem weiteren Kernmaterial wird, und der Grad der Kopplung wird dadurch in dem Kopplungsgebiet weiter erhöht und somit kann die Kopplungslänge verringert werden. Der große Vorteil einer Verringerung der Kopplungslänge besteht in der hierdurch bewirkten Verringerung der erforderlichen Präzision der Anpassung der Fortpflanzungskonstanten.

Darüber hinaus verursacht eine Erhöhung der Temperatur des einen oder anderen Faserelements dauerhafte Verformungen. Beispielsweise wurde in Fig. 8 eine Vorrichtung zum Dehnen der Faser gezeigt. Wird außerdem auch die Temperatur erhöht, so wird das Faserelement dauerhaft gestreckt und nicht nur elastisch gedehnt. Um eine engere, festere Lage für die Kopplung zu gestatten, wird das Faserelement von Fig. 15 ausreichend erhitzt, um es (durch Oberflächenspannung) auf einen in die Innenausnehmung 50e einzuführenden Glaskolben nur an dem Kopplungspunkt aufzuschrumpfen. Weiter kann das Faserelement im heißen Zustand gemäß dem Vorschlag in Fig. 14A verdreht bzw. verdrillt werden, um eine exakte Anpassung der Fortpflanzungskonstanten zwischen dem mittigen und dem peripheren Kern zu erzeugen und eine langsam steigende Wendel um die Mittellinie zu bilden.

Fig. 16 zeigt einen Kern 50b eines Faserübertragungselements mit einer dünnen Rippe 76, die von ihm aus vorsteht. Die Abmessung des Kerns ist so gewählt, daß er nur einen Mode leitet, und die Rippe hat eine Querschnittsabmessung von weniger als etwa einem Drittel des Kerndurchmessers. Daher dringt Licht aus dem Kern längs der Rippen ein, und seine Intensität wird mit zunehmender Entfernung von dem Kern 50b (ungefähr exponentiell) gedämpft. Ähnliche Ergebnisse erhält man, wenn die Rippe im Querschnitt dicker gemacht wird, aber einen kleineren Brechungsindex als der Kern, jedoch einen höheren Brechungsindex als die verwendete Hülle hat. Ist die Rippe fest verbunden, so erhält man gleichwohl eine größere Feldeindringung über die Länge der Rippe im Vergleich zu der Eindringung, wie sie vorliegt, wenn keine Rippe vorhanden ist.

Die Konturen 78 in Fig. 17 sind die Linien konstanter Feldstärke bei Verwendung der Rippe 76 zwischen Kernen 50b, 50′b in Fig. 17. Für die Zwecke lateraler Kopplung ist eine beträchtliche Feldstärke in dem Gebiet des Kerns 50b erforderlich, es ist aber nicht erforderlich oder auch nur wünschenswert, daß eine nennenswerte Feldstärke anderswo vorhanden ist, da die Feldstärke, die über den Faserumfang nach außen dringen könnte, außerhalb Absorption und Streuung verursachen könnte. Die Rippe 76 erzeugt daher die Feldstärke dort, wo sie benötigt wird und erwünscht ist.

Die Fig. 18-20 zeigen die Verwendung von im Querschnitt nicht kreisförmigen Kernen 50b. Ein kreisförmiger Querschnitt ist für eine maximale Übertragung wahrscheinlich optimal. Jedoch können Kerne mit anderen Querschnittsformen von Nutzen sein. Bei einer äußerst asymmetrischen Geometrie hängt die Fortpflanzungskonstante von der Polarisation ab. So zeigt beispielsweise Fig. 18 einen Kern 50b, bei dem sich die Fortpflanzungskonstante für E₁ von der für E₂ unterscheiden wird. Eine Monomodefaser ist also in Wirklichkeit keine Monomodefaser, sondern hat zwei Moden, die durch Polarisation in den Richtungen E₁, E₂ charakterisiert sind. In dem Fall einer kreisförmigen Symmetrie haben diese Moden gleiche Fortpflanzungskonstanten, jedoch ist kreisförmige Geometrie eine zu große Forderung. Es kann daher die Geometrie von Fig. 19 benutzt werden, in der sich die Geometrie selbst nach jeweils 90° Drehung wiederholt. Die Geometrie von Fig. 19 hat daher zwei Moden mit gleichen Fortpflanzungskonstanten.

Bei zwei Fortpflanzungskonstanten wird ein in die Faser eingegebener steiler Signalimpuls zwei gesonderte Impulse an deren Ausgangsende liefern. Die zeitliche Trennung wird von der Faserlänge abhängen. Man könnte zwar hoffen, diese beiden Ausgangsimpulse am Ausgang zu trennen, bei einer langen Faser werden jedoch unter tatsächlichen praktischen Gebrauchsbedingungen die beiden Moden nach hinten und vorn streuen und einen verbreiterten Impuls erzeugen. Dadurch wird die Bandbreite der Signalübertragung begrenzt.

Selbst eine Asymmetrie außerhalb des Kerns wie in Fig. 5B bewirkt zwei unterschiedliche Moden, obwohl der Abstand zwischen den Fortpflanzungskonstanten geringer sein wird, wenn die Asymmetrie weiter von dem Kern entfernt ist. Fig. 5B kann bezüglich der Trennung korrigiert oder minimiert werden, indem eine weitere Asymmetrie eingeführt wird, beispielsweise durch elliptische Ausbildung des Kerns 50b wie in Fig. 20.

Die Fig. 21-21B zeigen ein Ionenaustauschverfahren für die Erfindung. Das Faserübertragungselement 50 ist mit einem mittigen Kern 50b versehen, der wie üblich einen höheren Brechungsindex als die Hülle 50a hat. Das Gebiet 82 stellt ein Glas oder ein anderes geeignetes, zur Ionenabgabe verwendetes, Material dar, dessen Brechungsindex aber ungefähr gleich dem der Hülle und kleiner als der des Kerns 50b ist. Nach dem Ziehen des Faserelements 50 erfolgt in dem Gebiet 82 ein Ionenaustausch, um dessen Brechungsindex zu erhöhen und eine Fortpflanzungskonstante zu schaffen, die gleich der des Kerns 50b ist, aber in einem peripheren Kern. Dieser Ionenaustausch erfolgt für Kopplungszwecke nur an den Enden der Faser oder an anderen Kopplungspunkten. Wenn das Gebiet 82 über die ganze Länge der Faser vorhanden wäre, dürfte es nur ganz lose mit dem mittigen Kern 50b gekoppelt sein, um eine Energieübertragung auf der ganzen Länge zu verhindern, oder es wäre notwendig, nichtangepaßte Fortpflanzungskonstanten vorzusehen. Dieses Problem existiert nicht, wenn das Gebiet 82 nur an dem Kopplungspunkt benutzt wird. Falls kein "latentes" Gebiet 82 vorhanden ist, kann man einen zweiten Kern erzeugen, indem man ein Dotierungsmittel in das Gebiet eindiffundiert oder eine Schicht mit geeignetem Brechungsindex aufdampft. Des weiteren kann eine radiale Rippe 84 (Fig. 21A) mit einer typischen Dicke von 0,5 µm und einer Länge von 10 bis 20 µm vorgesehen werden. Sie kann entweder den mittigen Kern 50b berühren oder von diesem, wie in Fig. 21A gezeigt, getrennt sein. Das Gebiet 82 ist typischerweise 2 µm dick und 6 bis 10 µm breit. Die Rippe 84 vergrößert die Kopplung zwischen den beiden Kernen, so daß die Kopplungslänge nicht zu lang sein braucht. In ähnlicher Weise kann man ein Gebiet 86 (Fig. 21B) vorsehen, das eine niedrigere Ionenkonzentration als das Gebiet 82 aufweist. Die niedrigere Ionenkonzentration bewirkt, daß das Gebiet 86 einen derartigen Brechungsindex erhält, daß n₈₆ kleiner als die Fortpflanzungskonstante des Kerns 50b, aber größer als der Brechungsindex der Hülle 50a ist:

Fortpflanzungskonstante von 50b=n_50b cos R_50b

Da n₈₆ kleiner als n_50b cos R_50b ist, wird die Evaneszenzwelle in dem Gebiet 86 radial gedämpft, aber nicht so schnell gedämpft, wie sie in der Hülle gedämpft würde. Die Ionenkonzentration und damit der in dem Gebiet 86 "entwickelte" Brechungsindex wird so gewählt, daß sich eine zweckmäßige Kopplungslänge von ungefähr 1 mm bis 1 cm ergibt. Wenn die Wellenlänge 1 µm und die Kopplungslänge 10 000 µm beträgt, müssen die Fortpflanzungskonstanten bei der Kopplung auf besser als 1/10 000 angepaßt sein. Viel größere Kopplungslängen als 10 cm zu verlangen, würde zu große Anforderungen an die Präzision sämtlicher Parameter der hier beschriebenen Ausführungsformen stellen.

Einige der hier beschriebenen Kopplungsverfahren können unzweckmäßig für die Durchführung im Feld sein. In diesen Fällen wird ein Teil der Endvorbereitung unter Laborbedingungen ausgeführt, während der übrige Teil im Feld ausgeführt wird. Beispielsweise wird ein Kabel in festen oder vorbestimmten Längen hergestellt. Außerdem werden Kabel von 10 km, 5 km, 2 km, 1 km, 1/2 km und 1/4 km auf Lager gehalten und nach Bedarf im Feld gekuppelt. In diesem Fall nimmt man eine Faser der in Fig. 21B gezeigten Art und führt den Ionenaustausch an jedem der beiden Enden aus, um eine im wesentlichen vollständige Lichtübertragung aus dem Gebiet 82 zu dem Kern 50b an dem Eingangsende und von dem Kern 50b zu dem Gebiet 82 an dem Ausgangsende zu erreichen. Darüber hinaus wird das Ende mit den erforderlichen Vorrichtungen ausgerüstet, um das Koppeln im Feld zu vereinfachen.

Zum Koppeln der Faserelemente 50, 60, die gemäß Fig. 21B vorbereitet worden sind, ist beispielsweise die Vorrichtung 92 von Fig. 22 vorteilhaft. Eine Rinne 93 ist mit einem Kopplungskern 83 (Fig. 22A) versehen, der in ein Glas oder einen Kunststoff eingebettet ist, dessen Brechungsindex dem der Faserhülle 50a nahekommt. Das erfolgt getrennt im Labor sowohl für das Faserelement 50 als auch für das Faserelement 60. Die Vorrichtung 92 wird mit Epoxidharz an dem Ende jedes Faserelements befestigt, um die richtige Winkelausrichtung zu schaffen (Fig. 22C). Die obere Vorrichtung 94 (Fig. 22A) dient zur Aufbringung eines Kontaktdrucks.

Außerdem wird die Fortpflanzungskonstante des Gebietes 82 genau gemessen und an dem Ende der Vorrichtung ein Etikett angebracht. Weiter wird der Kopplungsblock (die Kopplungsvorrichtung) 92 konisch ausgebildet, so daß die Fortpflanzungskonstante des Gebietes 83 an jedem Ende größer und in der Mitte der Vorrichtung kleiner ist (vgl. Fig. 22B). Da die Konstante jeder Faser dann bekannt ist, ist auch bekannt, wo die Fasern 50, 60 auf dem Kopplungsblock 92 anzuordnen sind, um eine Kopplung zu erzielen.

Die Erfindung schafft außerdem die Möglichkeit, eine Übertragungsleitung mit mehr als einer weiteren Leitung zu koppeln. Beispielsweise kann das Faserübertragungselement von Fig. 15 zwei periphere Kerne 50′b, 50′′b aufweisen, wie dies in Fig. 23 gezeigt ist. Innenausnehmungen 50e dienen zum Einführen geeigneter Materialien, so daß sowohl der Kern 50′b als auch der Kern 50′′b mit dem mittigen Kern 50b gekoppelt wird, wodurch die Hälfte der Energie zu dem Kern 50′b und die Hälfte zu dem Kern 50′′b übertragen wird. Die Energie wird dann in zwei Kopplungsgliedfasern geleitet, die in die Innenausnehmungen 50e eingeführt sind, und dann zu zwei anderen gesonderten Übertragungsfasern.

Ersichtlich könnte ein solcher Koppler als ein Schalter verwendet werden, so daß Licht nach Bedarf entweder zu dem Kern 50′b oder zu dem Kern 50′′b übertragen werden kann. Dies wird durch eine Änderung des Kopplungsgrades erreicht, indem ein Kolben oder eine Flüssigkeitssäule in die einzelnen Innenöffnungen 50e hineingetrieben oder aus ihm herausgetrieben wird, oder indem eine Verstimmung vorgenommen wird. Wenn beispielsweise der Kern 50′b und der Kern 50′′b etwas verstimmt sind, erfolgt durch Biegen der Faser in einer Richtung die Abstimmung auf den Kern 50′b und durch Biegen in der anderen Richtung die Abstimmung auf den Kern 50′′b.

Ein Mehrfachabzweigkoppler 96 wird gemäß Fig. 24 hergestellt; ein Kern 96b befindet sich nahe der Oberfläche einer Hülle 96a, was das Faserelementglied 96 für Langstreckenübertragungen ungeeignet macht. Es kann jedoch eine Reihe von Abzweigungen 98, 102 gemäß Fig. 25 abgenommen werden. Jeder Zweig 98, 102 weist eine Doppelkernanordnung auf, so daß die Energie an den Umfangskernen 98′b, 102′b zu den mittigen Kernen 98b, 102b übertragen werden kann, um eine Langstreckenübertragung über die Zweige vorzunehmen. Auf diese Weise werden die Zweige mit dem Glied 96 nur unvollständig gekoppelt, so daß jeweils nur ein Bruchteil der Energie in jeden Zweig geht; die Zweige ermöglichen aber die Langstreckenübertragung durch Übertragung von ihrem peripheren Kern auf ihre mittigen Kerne. Außerdem ist jeder Koppler oder jede Abzweigverbindung potentiell ein Schalter, bei dem der Schaltvorgang durch Ändern des Kopplungsgrades oder durch Verstimmung ausgeführt wird. Dieser Mehrzweigkoppler hat eine kurze Länge (vielleicht nur etwa 1 m) und ist von dem weiter oben mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Typ (Abzweigkoppler 16). Selbstverständlich sind die Kerne 96b, 98′b und 102′b in Fig. 25 nur schematisch gezeigt, denn sie gehen ununterbrochen über die gesamte Länge der Fasern 96, 98 bzw. 102. Weiter zeigt Fig. 25 eine komprimierte Version, während ein zentraler Kern für die Faser 96 in einer nichtkomprimierten Version vorhanden sein würde, bei der es Anzapfungen nach jeweils 1/10 km oder in dieser Größenordnung gibt.

Zur Herstellung einer Reihe von Anzapfungen, wie etwa der Anzapfungen 24 in Fig. 1, werden die Kerne tiefer in die Hülle eingebettet (Fig. 24), damit sich eine bessere Übertragung und schwächere Kopplung ergibt.

Als eine Alternative wird die Energie über einen zentralen Kern (Fig. 14) übertragen und teilweise in einen verstimmten peripheren Kern an jeder Anzapfung durch Biegen zum Abstimmen teilweise eingekoppelt. Eine solche Anordnung unterscheidet sich von einem Spleiß oder einer eines-zu-eins-Kopplung dahingehend, daß der Hauptteil der Energie über die Verbindung auf dem zentralen Kern geht, fast wie wenn die Anzapfung nicht vorhanden wäre. Dadurch ist 1% oder weniger der übertragenen Energie zu dem peripheren Kern übertragbar. Der Wirkungsgrad der Übertragung an einer Verzweigung oder Anzapfung ist ziemlich gering was aber nicht als nachteilig anzusehen ist.

Die vorstehenden Darlegungen betreffen grundsätzlich ein Einzelfaserübertragungselement mit einem oder mehreren Hilfsfaserelementen zum Erleichtern des Koppelns, wie in Fig. 14. Erfindungsgemäß können auch zwei oder mehr als zwei erste Faserübertragungselemente 50 verwendet werden, und zwar unabhängig voneinander, wenn sie ausreichend getrennt sind, so daß keine Wechselwirkung auf der gewünschten Übertragungslänge auftritt. Selbst wenn zwei oder mehr als zwei erste Faserübertragungselementkerne verwendet werden und genügend nahe beieinander sind, daß eine Wechselwirkung auf der gewünschten Übertragungslänge auftritt, können sie gleichwohl zur Übertragung desselben Signals verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie alle ungefähr dieselbe Fortpflanzungskonstante haben und vorausgesetzt, daß die Wechselwirkung nicht die einzelnen Fortpflanzungskonstanten übermäßig stört. Jede dieser Bedingungen begrenzt die Bandbreite. Es ist im Stand der Technik bekannt, daß bei einer bestimmten gewünschten Bandbreite die erlaubte Änderung der Fortpflanzungskonstante und die erlaubte Modenteilung berechnet werden können, und daß daraus die Toleranz des Brechungsindex und des Durchmessers und die minimale Trennung zwischen Kernen bestimmt werden können.

Um beispielsweise eine Differenz in der Fortpflanzungskonstanten von 10^-4 zwischen zwei Kernen mit einer numerischen Apertur von 0,15 zu erzielen, wobei nur mit einem einzigen Mode gearbeitet wird, muß der Brechungsindex auf 10^-4 genau eingehalten werden, während der Durchmesser nur auf etwa 10^-2 eingehalten zu werden braucht. Das kann als eine übermäßig große Forderung erscheinen, wenn sich der Faserdurchmesser üblicherweise um 2 oder 3×10^-2 beim Ziehen ändert, wenn jedoch die beiden Kerne auf 10^-2 in der "Vorform" gehalten werden, werden sie sich beim Ziehen synchron ändern.

Hinsichtlich des Abstands brauchen die Kerne nur um etwa einen Durchmesser getrennt zu sein, um die Modenteilung unten auf 10^-4 zu halten. Das ist von der numerischen Apertur ziemlich unabhängig.

Gleichgültig ob die Kerne unabhängig voneinander für mehrere Signale oder gemeinsam für ein einzelnes Signal benutzt werden, wird ein engerer Abstand erzielt, wenn Gebiete mit niedrigerem Brechungsindex als die Hülle die Kerne voneinander isolieren.

Fig. 26 zeigt eine Anordnung von Kernen 118, die durch Bohrungen 122 oder Hohlgebiete mit kleinerem Brechungsindex voneinander getrennt sind.

Wenn mehrere Kerne 124 zur Übertragung eines einzelnen Signals dienen, werden sie mit unabhängigen Hilfskernen für die Übertragungskopplung versehen oder sie können in einen gemeinsamen Hilfskern 126 übertragen, wie in Fig. 26A gezeigt.

Der Hilfskern 126 braucht hierbei kein Monomodekern zu sein. Es ist nur erforderlich, daß es einen oder mehrere eng angepaßte Moden gibt, die mit den Übertragungskernen 124 in Resonanz schwingen, und daß keine anderen Moden eng angepaßt sind.

Eine besondere Geometrie für die Anordnungen von Fig. 26 und Fig. 26A ist in Fig. 26B gezeigt, in der Kerne 124 in einen einzelnen Hilfskern 126 in einer Konfiguration einkoppeln, die zur Einkopplung in eine Laserdiode gut geeignet ist.

Laserdioden haben typischerweise rechteckige Aperturen mit unterschiedlichen Winkelausbreitungen in den beiden Abmessungsrichtungen. Der rechteckige Querschnitt des Hilfsübertragungskerns 126 (Fig. 26B) ist so ausgebildet, daß er der Laserdiodenapertur angepaßt ist, und die Fortpflanzungskonstante des Laserdiodenausgangssignals ist den Übertragungskernelementen 124 angepaßt. Für die Fortpflanzungskonstante der Laserdiode gilt angenähert:

wobei n der Kernbrechungsindex, d. h. der Kernelementbrechungsindex, R₁ die Ausbreitung des Laserbündels in einer Richtung und R₂ die Ausbreitung in der anderen Richtung ist, und wobei R etwas kleiner als die extreme Winkelausbreitung ist.

Claims (36)

1. System zur optischen Informationsübertragung zwischen wenigstens zwei Faseroptik-Lichtwellenleiterelementen vom Monomode-Typ, die jeweils einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex und eine Mantelhülle mit relativ niedrigem Brechungsindex aufweisen, mit Mitteln zur lateralen Evaneszenz-Kopplung optischer Informationssignale zwischen den beiden Faseroptikelementen in einem Kopplungsbereich,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß als Kopplungsmittel die beiden Lichtwellenleiter- Faseroptikelemente im Kopplungsbereich rotationsasymmetrisch ausgebildet sind,
• - daß als Kopplungsmittel die Hülle (50a) im Kopplungsbereich einen relativ schlecht ätzbaren ersten Materialteil und einen relativ gut ätzbaren zweiten Materialteil (50′) aufweist, derart daß durch Entfernen des gut ätzbaren Teils der Abstand zwischen den Kernen (50b, 60b) im Kopplungsbereich zur Lateralkopplung minimiert werden kann (Fig. 3, 4),

2. System zur optischen Informationsübertragung zwischen wenigstens zwei Faseroptik-Lichtwellenleiterelementen vom Monomode-Typ, die jeweils einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex und eine Mantelhülle mit relativ niedrigem Brechungsindex aufweisen, mit Mitteln zur lateralen Evaneszenz-Kopplung optischer Informationssignale zwischen den beiden Faseroptikelementen in einem Kopplungsbereich,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kopplungsmittel die beiden Lichtwellenleiter- Faseroptikelemente im Kopplungsbereich rotationsasymmetrisch ausgebildet sind,
daß als Kopplungsmittel das eine Wellenleiter-Element (50) einen Kreisring (50a) aus Hüllenmaterial aufweist, dessen Innenöffnung (50′′) einen größeren Durchmesser als der Kern (50b) des Elements besitzt, und daß der Kern (50b) des Elements (50) benachbart dem Umfang der Innenöffnung (50′′) angeordnet ist (Fig. 5, 9, 15, 16A, 20, 23).

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern (50b) des Elements (50) unmittelbar innerhalb des Umfangs der Innenöffnung (50′′) angeordnet ist, (Fig. 5A).

4. System nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern (50b) des Elements (50) unmittelbar außerhalb des Umfangs der Innenöffnung (50′′) angeordnet ist, (Fig. 5B, 9, 15, 16A).

5. System zur optischen Informationsübertragung zwischen wenigstens zwei Faseroptik-Lichtwellenleiterelementen vom Monomode-Typ, die jeweils einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex und eine Mantelhülle mit relativ niedrigem Brechungsindex aufweisen, mit Mitteln zur lateralen Evaneszenz-Kopplung optischer Informationssignale zwischen den beiden Faseroptikelementen in einem Kopplungsbereich,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kopplungsmittel die beiden Lichtwellenleiter- Faseroptikelemente im Kopplungsbereich rotations­ asymmetrisch ausgebildet sind, und daß die Kopplungsmittel ein Kopplungsfaserglied (52, Fig. 6) aufweisen, das zur lateralen Evaneszenzkopplung mit jedem der Kerne der beiden Wellenleiterelemente angeordnet ist und einen Kopplungsgliedkern (52b) und eine Kopplungsgliedhülle (52a) aufweist, (Fig. 6).

6. System nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kopplungsfaserglied (52) einen in engem Abstand von einem Teil des Umfangs seiner Hülle (52a) angeordneten Kern (52b) aufweist (Fig. 6).

7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Dehnvorrichtung (54, 56, Fig. 8) an dem einen Wellenleiterelement (50) zum Strecken des Elements, um die Fortpflanzungskonstante des Kernmaterials im Kern (50b) einzustellen, (Fig. 8).

8. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsfaserglied (52b) eine Konizität aufweist, und daß das Hüllenmaterial des einen Faseroptikelements (50) ringförmig mit einer Innenöffnung ausgebildet ist, in welche das Kopplungsfaserglied hineinragt (Fig. 7).

9. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (50a) des einen Wellenleiterelements (50) ringförmig mit einer Innenöffnung (50′′′) ausgebildet ist, benachbart welcher der Kern (50b) des Faseroptikelements angeordnet ist und in welche das Kopplungsfaserglied (52) eingeführt ist, und daß das Kopplungsfaserglied (52) und das Wellenleiterelement (50) im Bereich der Kopplungsstelle zwischen dem Kopplungsfaserglied und dem Wellenleiterelement in eine Richtung gebogen sind, die koplanar mit der Ebene (X-X) der Kerne (50b, 52) des Wellenleiterelements (50) und des Kopplungsfaserglieds (52) ist.

10. System zur optischen Informationsübertragung zwischen wenigstens zwei Faseroptik-Lichtwellenleiterelementen vom Monomode-Typ, die jeweils einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex und eine Mantelhülle mit relativ niedrigem Brechungsindex aufweisen, mit Mitteln zur lateralen Evaneszenz-Kopplung optischer Informationssignale zwischen den beiden Faseroptikelementen in einem Kopplungsbereich,
dadurch gekennzeichnet, daß als Kopplungsmittel die beiden Lichtwellenleiter- Faseroptikelemente im Kopplungsbereich rotationsasymmetrisch ausgebildet sind, und
daß als Kopplungsmittel das eine Wellenleiterelement (50, Fig. 10) eine insgesamt ringförmige Hülle (50a) aufweist, deren Material in einem Bereich zwischen seinem Kern (50b) und dem Umfang der Hülle unter Bildung einer Ausnehmung (50′′′′) entfernt worden ist (Fig. 10-13, 16B, 16D).

11. System nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das andere Wellenleiterelement (60) eine Hüllenform hat, die in die durch die teilweise Entfernung der Hülle (50a) des ersten Wellenleiterelements (50) gebildete Ausnehmung einführbar ist.

12. System nach Anspruch 10 und Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das einen Kopplungsgliedkern (52′b, Fig. 11) und eine Kopplungsgliedhülle aufweisende Kopplungsfaserglied (52′, Fig. 11) so geformt ist, daß es in die durch die teilweise Entfernung der Hülle des ersten Wellenleiterelements (50) gebildete Ausnehmung (50′′′′) einführbar ist, wobei der Kern (52′b) des Kopplungsfaserglieds relativ nahe am Umfang seiner Hülle angeordnet ist und sich somit nahe dem Kern (50b) des ersten Wellenleiterelements (50) befindet (Fig. 10-12).

13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Wellenleiterelement (50) in einen Schutzmantel (58, Fig. 12) eingekapselt ist, (Fig. 12).

14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die durch die teilweise Entfernung des Hüllmaterials gebildete Ausnehmung (50′′′′), mit einem Material von ähnlichem Brechungsindex wie das Material der Hülle (50a) des ersten Wellenleiterelements (50) gefüllt ist (Fig. 13).

15. System zur optischen Informationsübertragung zwischen wenigstens zwei Faseroptik-Lichtwellenleiterelementen vom Monomode-Typ, die jeweils einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex und eine Mantelhülle mit relativ niedrigem Brechungsindex aufweisen, mit Mitteln zur lateralen Evaneszenz-Kopplung optischer Informationssignale zwischen den beiden Faseroptikelementen in einem Kopplungsbereich,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kopplungsmittel die beiden Lichtwellenleiter- Faseroptikelemente im Kopplungsbereich rotationsasymmetrisch ausgebildet sind und
daß das eine Wellenleiterelement (50) als Kopplungsmittel des weiteren einen zusätzlichen von dem Kern (50b) des ersten Elements gesonderten Kopplungskern (50′b) aufweist (Fig. 14, 15).

16. System nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wellenleiterelement (50) auf einem Teil seiner Länge entlang der Ausbreitungsrichtung gestreckt und dadurch im Querschnitt verringert ist, wodurch der Abstand zwischen den Kernen (50b, 50′b) des ersten Elements zur Verbesserung der Kopplung zwischen ihnen geringer ist (Fig. 14b, 14C, 14D).

17. System nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wellenleiterelement (50) um seine Längsachse verdreht ist, um die Fortpflanzungskonstanten der Kernmaterialien zwischen den Kernen (50b, 50′b) des Wellenleiterelements einander anzupassen (Fig. 14A).

18. System nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülle (50a) des Wellenleiterelements (50) insgesamt ringförmig mit einer Innenöffnung (50e) ausgebildet ist, die sich zwischen den Kernen (50b, 50′b) des Wellenleiterelements befindet (Fig. 15).

19. System nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß das eine Wellenleiterelement (50) des weiteren eine die Kerne (50b, 50′b) des Wellenleiterelements optisch miteinander verbindende dünne Rippe (76, Fig. 16, 17) aufweist, deren Brechungsindex höher als der Brechungsindex der Hülle (50a) des Wellenleiterelements ist, (Fig. 16, 17).

20. System zur optischen Informationsübertragung zwischen wenigstens zwei Faseroptik-Lichtwellenleiterelementen vom Monomode-Typ, die jeweils einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex und eine Mantelhülle mit relativ niedrigem Brechungsindex aufweisen, mit Mitteln zur lateralen Evaneszenz-Kopplung optischer Informationssignale zwischen den beiden Faseroptikelementen in einem Kopplungsbereich,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kopplungsmittel die beiden Lichtwellenleiter- Faseroptikelemente im Kopplungsbereich rotationsasymmetrisch ausgebildet sind und
daß die Wellenleiterelemente (50, 60) so ausgebildet und angeordnet sind, daß die Fortpflanzungskonstanten der Kernmaterialien für zwei Polarisationswellentypen gleichgemacht sind, und daß die Kerne (50b, Fig. 20) die Form einer Ellipse haben, wodurch sich ein erster Wellentyp mit seinem elektrischen Feldvektor längs der horizontalen Achse der Ellipse und ein zweiter Wellentyp mit seinem elektrischen Feldvektor längs der vertikalen Achse der Ellipse ausbreitet (Fig. 20).

21. System zur optischen Informationsübertragung zwischen wenigstens zwei Faseroptik-Lichtwellenleiterelementen vom Monomode-Typ, die jeweils einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex und eine Mantelhülle mit relativ niedrigem Brechungsindex aufweisen, mit Mitteln zur lateralen Evaneszenz-Kopplung optischer Informationssignale zwischen den beiden Faseroptikelementen in einem Kopplungsbereich,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kopplungsmittel die beiden Lichtwellenleiter- Faseroptikelemente im Kopplungsbereich rotationsasymmetrisch ausgebildet sind, und
daß die Hüllen (50a, 50b) des ersten und des zweiten Wellenleiterelements (50, 60) jeweils einen umfangsnahen Bereich (82) aufweisen, in denen mittels Ionenaustausch der Brechungsindex auf einen ähnlichen Wert erhöht ist, wie ihn die Kerne der beiden Wellenleiterelemente benachbart ihrem Kopplungsbereich besitzen (Fig. 21).

22. System nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wellenleiterelemente (50, 60) jeweils eine Rippe (84, Fig. 21A; 86, Fig. 21B) aufweisen, die sich von den Kernen (50b, 60b) der Wellenleiterelemente zu den betreffenden Ionenaustauschgebieten (82) erstreckt und einen Brechungsindex hat, der größer als der der Hüllen und so gewählt ist, daß die Fortpflanzungskonstante des Rippenmaterials kleiner als die Fortpflanzungskonstante des Kernmaterialien ist (Fig. 21A, 21B).

23. System zur optischen Informationsübertragung zwischen wenigstens zwei Faseroptik-Lichtwellenleiterelementen vom Monomode-Typ, die jeweils einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex und eine Mantelhülle mit relativ niedrigem Brechungsindex aufweisen, mit Mitteln zur lateralen Evaneszenz-Kopplung optischer Informationssignale zwischen den beiden Faseroptikelementen in einem Kopplungsbereich,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kopplungsmittel die beiden Lichtwellenleiter- Faseroptikelemente im Kopplungsbereich rotationsasymmetrisch ausgebildet sind,
daß die Kopplungsmittel eine untere Haltevorrichtung (92, Fig. 22) mit einer Rinne (93) sowie gegebenenfalls eine obere Haltevorrichtung (94) mit einer Rinne aufweisen, in welche die Wellenleiterelemente (50, 60) zur Kopplung eingebracht sind,
daß in der Rinne (93) und in diese eingebettet ein Kopplungskerngebiet (83) mit einem Brechungsindex höher als der der Hüllen (50a, 60a) der Wellenleiterelemente (50, 60) vorgesehen ist, und daß die Wellenleiterelemente jeweils einen zweiten Kern (82) haben, der in dem in die Rinne eingeführten Zustand der Wellenleiterelemente dem Kopplungskerngebiet benachbart ist (Fig. 22, 22A).

24. System zur optischen Informationsübertragung zwischen wenigstens zwei Faseroptik-Lichtwellenleiterelementen vom Monomode-Typ, die jeweils einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex und eine Mantelhülle mit relativ niedrigem Brechungsindex aufweisen, mit Mitteln zur lateralen Evaneszenz-Kopplung optischer Informationssignale zwischen den beiden Faseroptikelementen in einem Kopplungsbereich,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kopplungsmittel die beiden Lichtwellenleiter- Faseroptikelemente im Kopplungsbereich rotationsasymmetrisch ausgebildet sind,
daß ein drittes Wellenleiterelement mit einem Kern und einer Hülle, sowie mit Kopplungsmitteln für eine laterale Evaneszenzkopplung optischer Informationssignale aus dem ersten Wellenleiterelement (50) sowohl in das zweite als in das dritte Wellenleiterelement vorgesehen ist und
daß das erste Wellenleiterelement (50, Fig. 23) einen zweiten (50′b) und einen dritten Kern (50′′b) mit gleichem Brechungsindex wie der Kern (50b) des ersten Wellenleiterelements aufweist.

25. System nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Hülle (50a) des ersten Wellenleiterelements (50) je eine Innenöffnung (50e, Fig. 23) zwischen dem ersten Kern (50b) des ersten Wellenleiterelements und dessen zweitem Kern (50′b) sowie zwischen dem ersten Kern (50b) dieses Elements und dem dritten Kern (50′′b) vorgesehen ist, (Fig. 23).

26. System zur optischen Informationsübertragung zwischen wenigstens zwei Faseroptik-Lichtwellenleiterelementen vom Monomode-Typ, die jeweils einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex und eine Mantelhülle mit relativ niedrigem Brechungsindex aufweisen, mit Mitteln zur lateralen Evaneszenz-Kopplung optischer Informationssignale zwischen den beiden Faseroptikelementen in einem Kopplungsbereich,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kopplungsmittel die beiden Lichtwellenleiter- Faseroptikelemente im Kopplungsbereich rotationsasymmetrisch ausgebildet sind,
daß ein drittes Wellenleiterelement mit einem Kern und einer Hülle, sowie mit Kopplungsmitteln zur lateralen Evaneszenzlichtkopplung von dem ersten Wellenleiterelement (50) sowohl zu dem zweiten Wellenleiterelement (60) als auch zu dem dritten Wellenleiterelement vorgesehen ist,
und
daß das erste Wellenleiterelement einen Teil des in ihm fortgepflanzten Lichtes an einer ersten Kopplungsstelle zu dem zweiten Wellenleiterelement und sodann einen Teil des verbliebenen sich fortpflanzenden Lichtes zu dem dritten Wellenleiterelement überträgt (Fig. 25).

27. System zur optischen Informationsübertragung zwischen wenigstens zwei Faseroptik-Lichtwellenleiterelementen vom Monomode-Typ, die jeweils einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex und eine Mantelhülle mit relativ niedrigem Brechungsindex aufweisen, mit Mitteln zur lateralen Evaneszenz-Kopplung optischer Informationssignale zwischen den beiden Faseroptikelementen in einem Kopplungsbereich,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kopplungsmittel die beiden Lichtwellenleiter- Faseroptikelemente im Kopplungsbereich rotationsasymmetrisch ausgebildet sind,
und
daß das erste Faseroptik-Lichtwellenleiterelement mehrere Kerne (118, Fig. 26) aufweist, die durch Gebiete (122) mit niedrigerem Brechungsindex als die Hülle getrennt sind (Fig. 26).

28. System nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Faseroptik-Lichtwellenleiterelement des weiteren einen Hilfskern (126, Fig. 26A, 26B) aufweist, in den ein einzelnes Signal, das über die Kerne (124) gesendet wird, übertragen wird, um in das zweite Faseroptik-Lichtwellenleiterelement eingekoppelt zu werden.

29. System nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Faseroptik-Lichtwellenleiterelement eine Laserdiode ist, die eine Apertur und einen Ausgang hat, wobei der Querschnitt des Hilfskerns (126) dem der Kerne (124) angepaßt ist.

30. System nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite (50′b) und der dritte Kern (50′′b) aus Materialien mit Fortpflanzungskonstanten bestehen, die von der des Kerns des ersten Wellenleiterelements verschieden sind.

31. System nach Anspruch 30,
gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Ändern der Fortpflanzungskonstanten wenigstens eines Kernmaterials für Abstimmzwecke zur Erzielung einer lateralen Kopplung.

32. System nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtungen Biegeeinrichtungen sind.

33. System nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Wellenleiterelement (50) einen zweiten Kern (50′b) enthält (Fig. 14, 15).

34. System nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Licht zu dem zweiten Kern (50′b) durch Abstimmen vor dem Koppeln der Übertragung an das zweite und das dritte Wellenleiterelement übertragen wird.

35. System nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Licht zu dem zweiten Kern (50′b) durch Einschnüren des ersten Elements (50) vor dem Ankoppeln der Übertragung an das zweite und das dritte Wellenleiterelement übertragen wird.

36. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wechselwirkung zwischen den zu koppelnden Wellenleiterelementen auf weniger als 10 cm der Länge der Elemente im jeweiligen Kopplungsbereich erfolgt.