DE3728077A1 - Anordnung zur ankopplung eines in einem steckerstift gefassten lichtwellenleiters an eine photodiode - Google Patents
Anordnung zur ankopplung eines in einem steckerstift gefassten lichtwellenleiters an eine photodiodeInfo
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- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Ankopplung
eines in einem Steckerstift gefaßten Lichtwellenleiters
(LWL) an eine Photodiode insbesondere eines
optischen Leistungsmessers, mit einer der Endfläche des
LWL zugeordneten absorbierenden Blende, deren
Blendenöffnung sich zu der lichtempfindlichen Fläche einer
Photodiode hin konisch erweitert und welche an ihrer der
Endfläche des LWL zugewandten engsten Stelle einen Durchmesser
aufweist, welcher geringfügig größer als der Durchmesser
der Lichtaustrittsfläche des LWL ist.
Insbesondere an optische Leistungsmesser, welche als
Meßgeräte universell verwendbar sein sollen, müssen eine
Vielzahl verschiedenartiger Lichtwellenleiter (Einmoden-,
Mehrmoden-, Dickkernfasern usw.) angeschlossen werden
können. Im allgemeinen sind die Enden der LWL in Steckerhülsen
gehalten, deren Formen und Abmessungen je nach
Bauart eines Steckers vielfältig verschieden sind. Die
mechanische Anpassung der unterschiedlichen
LWL-Anschlußelemente an die einer Photodiode gegenüberliegende
Aufnahme des Meßgeräts erfolgt durch auswechselbare
Adapter.
Durch Applied Optics, Vol. 26, Seiten 1170-1173 ist das
Problem bekannt, daß sich Interreflexionen zwischen der
reflektierenden Oberfläche der Photodiode einerseits und
den Stirnflächen der LWL-Anschlußelemente andererseits bei
den verschiedenen Bauarten merkbar unterschiedlich stark
auswirken und erhebliche Meßfehler verursachen können. Der
Anteil des Lichts, welcher infolge der Interreflexionen
zusätzlich in die Photodiode gelangt, ist deshalb für die
unterschiedlichen Bauarten von Steckverbindern
verschieden, weil deren zu den Photodioden gerichtete
Stirnflächen unterschiedlich stark
reflektieren. Deshalb muß man versuchen, Interreflexionen
nach Möglichkeit zu verhindern oder jedenfalls auf ein
Minimum zu unterdrücken.
Bei einer durch Hewlett-Packard Journal 1987, Seiten 26
und 27 bekannten Anordnung der eingangs genannten Art ist
über das Ende des in einer Steckerhülse geführten LWL ein
Adapter geschoben, welcher stirnseitig vor der Endfläche
des LWL eine Lochblendenscheibe mit sich auf einem
Teilbereich konisch erweiternder Blendenöffnung (300 µm)
aufweist. Das austretende Licht wird über eine Linse auf
eine zur Stirnfläche des LWL geneigte Fläche einer
Photodiode gerichtet. Diese Anordnung ist recht
aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anordnung
der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß sie
bei einfacherem Aufbau dennoch weitgehend
interreflexionsfrei ist.
Die Lösung gelingt dadurch, daß der Abstand a der
Blendenöffnung, gemessen von der Stelle ihres engsten
Durchmessers d bis zur Oberfläche der lichtempfindlichen
Schicht der Photodiode wie folgt gewählt ist:
mit R p = Außenradius der lichtempfindlichen Fläche der
Photodiode
R kmax = maximaler Kernradius eines anzuschließenden LWL gemäß Spezifikation des Meßgeräts
tan α max = maximal zulässige numerische Apertur (NA) eines anzuschließenden LWL laut Spezifikation des Meßgeräts
ρ: dimensionsloser Faktor, 1 ρ 0,8, vorzugsweise 1 ρ 0,9,
und daß der Durchmesser d im Bereich 7 R kmax d 2,5 R kmax liegt.
R kmax = maximaler Kernradius eines anzuschließenden LWL gemäß Spezifikation des Meßgeräts
tan α max = maximal zulässige numerische Apertur (NA) eines anzuschließenden LWL laut Spezifikation des Meßgeräts
ρ: dimensionsloser Faktor, 1 ρ 0,8, vorzugsweise 1 ρ 0,9,
und daß der Durchmesser d im Bereich 7 R kmax d 2,5 R kmax liegt.
Leider läßt sich der Idealfall, nämlich die
reflektierenden Flächen der LWL-Anschlußelemente bis auf
den Kernbereich des LWL vollständig durch eine vollkommen
reflexionsfreie Schicht abzudecken, nicht verwirklichen.
Einerseits muß der Durchmesser d der Blendenöffnung
mindestens so groß wie der Durchmesser d max des Kerns
des gemäß der Gerätespezifikation "dicksten" LWL sein.
Darüber hinaus muß auch berücksichtigt werden, daß die
LWL-Achse toleranzbedingt einen Mittenversatz zur
Mittelachse der Photodiode aufweisen kann. Um diesen
Mittenversatz muß der Durchmesser d zusätzlich größer
sein. Eine weitere zusätzliche Vergrößerung der
Blendenöffnung ist dann erforderlich, wenn die Blende
nicht unmittelbar an der Stirnfläche des LWL anliegt. In
der Praxis können Abstände bis zu 10 µm unvermeidbar sein.
Unter Berücksichtigung dieser Erfordernisse hat sich der
für die erfindungsgemäße Lösung vorgesehene Bereich für
den minimalen Durchmesser d der Blendenöffnung als
hervorragend geeignet erwiesen.
Weiterhin liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß
die Auswirkung unvermeidbarer Restreflexionen dann am
geringsten ist, wenn der Abstand der LWL-Stirnfläche von
der lichtempfindlichen Fläche der Photodiode groß ist. Bei
der erfindungsgemäßen Dimensionierung ist dieser Abstand
so groß gewählt, daß auch bei den gemäß der
Gerätespezifikation im ungünstigsten Fall anzuschließenden
LWL mit der größtzulässigen Apertur (tan α ) und dem
größtzulässigen Kerndurchmesser (d kmax) die abgegebene
Strahlung mit einem nur geringen Sicherheitsabstand die
lichtempfindliche Fläche der Photodiode (Radius R p)
nicht überschreitet, so daß also das Licht voll erfaßt
wird.
Vorteilhaft ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen, daß der Blendenkegel sich über
mindestens 40% des Abstandes a von der Minimalöffnung der
Blende bis zur Photodiode erstreckt.
Eine absorbierende Oberfläche (z. B. schwarze Schicht) ist
nicht vollkommen reflexionsfrei. Die geneigten
absorbierend beschichteten inneren Mantelflächen des
Kegels verursachen aber Mehrfachabsorptionen, so daß
schließlich auf die Photodiode nur noch ein verschwindend
kleiner Rest gelangt.
Wegen dieser Auswirkung geneigter Flächen sollte der
Kegelbereich soweit zur Photodiode geführt werden, wie es
konstruktiv möglich ist. Der Kegelwinkel β sollte
geringfügig (bis zu 10%) größer sein, als der Winkel des
Lichtaustrittskegels des LWL mit der größtzulässigen
numerischen Apertur.
An ein Meßgerät können im wesentlichen alle gebräuchlichen
LWL angeschlossen werden, wenn für die Bemessung des
Abstandes a ein Wert tan α max von 0,3 bis 0,35
zugrundegelegt wird. Für ein Universalmeßgerät sind Werte
von a zwischen 2,5 und 3 mm bei Verwendung einer Photodiode
mit einem Radius R p = 1 mm vorteilhaft.
Bevorzugt wird eine konstruktive Lösung, bei welcher die
Blende fester Bestandteil des Meßgerätes ist.
Es ist insgesamt aufwendiger, an jeden Adapter eine Blende
vorzusehen, die dann auch nicht gegen Beschädigung
gesichert ist. Allerdings sind solche Lösungen dann
erforderlich, wenn ein Meßgerät verwendet werden soll,
welches an sich keine erfindungsgemäße Blende aufweist.
Die Erfindung wird anhand der Beschreibung eines in der
Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
Die Figur zeigt im Schnitt die für die Ankopplung wesentlichen
Elemente.
Ein Lichtwellenleiter 1 ist in einer Steckerhülse 2
gehalten. Die Leistung des aus seinem Kern 3 austretenden
Lichts soll gemessen werden. Dazu dient ein optischer
Leistungsmesser, von welchem nur eine Photodiode 4 mit dem
lichtempfindlichen Bereich 5 und die Lochblende 6
dargestellt sind. Die Steckerhülse 2 ist in einer nicht
dargestellten Aufnahme des optischen Leistungsmessers
gegebenenfalls über einen Adapter derart zu halten, daß
die Mittellinie des Kerns 3 des LWL 1 möglichst genau zur
durch die Mitte der lichtempfindlichen Fläche 5 verlaufenden
und mit der Mittellinie der kegligen Blendenöffnung 7
identischen optischen Achse des optischen Leistungsmessers
koaxial ausgerichtet ist. Ein toleranzbedingter unvermeidbarer
Mittenversatz soll möglichst klein sein.
Bei einem gemäß Spezifikation für LWL mit einem maximalen
Kerndurchmesser d kmax = 160 µm und einer maximalen
numerischen Apertur tan α max = 0,35 vorgesehenen
optischen Leistungsmesser, dessen Photodiode eine
lichtempfindliche Fläche mit einem Durchmesser
2 R p = 2 mm hatte, wurden für die in der Figur
angegebenen Abmessungen folgende Werte gewählt:
a = 2,7 mm
l = 1,3 mm
β = 41°
δ ≈ 0 mm
d = 0,5 mm
l = 1,3 mm
β = 41°
δ ≈ 0 mm
d = 0,5 mm
Die Interreflexionen waren bei diesem erfindungsgemäß
gestalteten Gerät so klein, daß dadurch bedingte Einflüsse
im Rahmen der Meßgenauigkeit nicht festgestellt werden
konnten, obgleich der minimale Blendendurchmesser d sehr
viel größer als der theoretisch optimale Wert
d kmax = 0,16 mm war.
Claims (8)
1. Anordnung zur Ankopplung eines in einem Steckerstift
gefaßten Lichtwellenleiters (LWL) an eine Photodiode
insbesondere eines optischen Leistungsmessers, mit einer
der Endfläche des LWL zugeordneten absorbierenden
Blende, deren Blendenöffnung sich zu der
lichtempfindlichen Fläche einer Photodiode hin konisch
erweitert und welche an ihrer der Endfläche des LWL
zugewandten engsten Stelle einen Durchmesser aufweist,
welcher geringfügig größer als der Durchmesser der
Lichtaustrittsfläche des LWL ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand a der
Blendenöffnung, gemessen von der Stelle ihres engsten
Durchmessers d bis zur Oberfläche der lichtempfindlichen
Schicht der Photodiode wie folgt gewählt ist:
mit R p = Außenradius der lichtempfindlichen Fläche der
Photodiode
R kmax = maximaler Kernradius eines anzuschließenden LWL gemäß Spezifikation des Meßgeräts
tan α max = maximal zulässige numerische Apertur (NA) eines anzuschließenden LWL laut Spezifikation des Meßgerätes
ρ: dimensionsloser Faktor, 1 ρ 0,8, vorzugsweise 1 ρ 0,9,
und daß der Durchmesser d im Bereich 7 R kmax d 2,5 R kmax liegt.
R kmax = maximaler Kernradius eines anzuschließenden LWL gemäß Spezifikation des Meßgeräts
tan α max = maximal zulässige numerische Apertur (NA) eines anzuschließenden LWL laut Spezifikation des Meßgerätes
ρ: dimensionsloser Faktor, 1 ρ 0,8, vorzugsweise 1 ρ 0,9,
und daß der Durchmesser d im Bereich 7 R kmax d 2,5 R kmax liegt.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel β der
Blendenöffnung einen Wert im Bereich
2,2α max β 2α max hat.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkegel sich über
mindestens 40% des Abstandes a von der Minimalöffnung der
Blende bis zur Photodiode erstreckt.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät für einen Wert
tan α max = 0,3-0,35 bemessen ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand a = 2,5 bis 3 mm
beträgt.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blende fester Bestandteil
des Meßgerätes ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blende Bestandteil eines
Aufnahmeadapters für in Stecker gefaßte LWL ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der
Blende und der Endfläche des LWL kleiner als 10 µm ist.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873728077 DE3728077A1 (de) | 1987-08-22 | 1987-08-22 | Anordnung zur ankopplung eines in einem steckerstift gefassten lichtwellenleiters an eine photodiode |
DE8888201748T DE3865929D1 (de) | 1987-08-22 | 1988-08-16 | Koppelanordnung zur fuehrung eines durch ein ende eines lichtwellenleiters (lwl) gesendeten lichtstrahls auf die lichtempfindliche flaeche einer photodiode eines messgeraetes. |
EP88201748A EP0304993B1 (de) | 1987-08-22 | 1988-08-16 | Koppelanordnung zur Führung eines durch ein Ende eines Lichtwellenleiters (LWL) gesendeten Lichtstrahls auf die lichtempfindliche Fläche einer Photodiode eines Messgerätes |
US07/233,313 US4904035A (en) | 1987-08-22 | 1988-08-17 | Coupling device for guiding a light beam |
AU21148/88A AU2114888A (en) | 1987-08-22 | 1988-08-19 | Optical waveguide coupling |
JP63206490A JPH01113709A (ja) | 1987-08-22 | 1988-08-22 | 光ビーム案内用継手装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19873728077 DE3728077A1 (de) | 1987-08-22 | 1987-08-22 | Anordnung zur ankopplung eines in einem steckerstift gefassten lichtwellenleiters an eine photodiode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3728077A1 true DE3728077A1 (de) | 1989-03-02 |
Family
ID=6334291
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE8888201748T Expired - Lifetime DE3865929D1 (de) | 1987-08-22 | 1988-08-16 | Koppelanordnung zur fuehrung eines durch ein ende eines lichtwellenleiters (lwl) gesendeten lichtstrahls auf die lichtempfindliche flaeche einer photodiode eines messgeraetes. |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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---|---|
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JP (1) | JPH01113709A (de) |
AU (1) | AU2114888A (de) |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4331232A1 (de) * | 1993-09-15 | 1995-03-16 | Hans Werner Steudel | Einrichtung zur Transmittanzkontrolle bei optischen Geräten mit Lichtleitmedien |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5097525A (en) * | 1988-03-04 | 1992-03-17 | Heraeus Lasersonics, Inc. | Optical transmission device |
JPH0514619A (ja) * | 1991-07-04 | 1993-01-22 | Minolta Camera Co Ltd | 画像読取装置 |
US5237634A (en) * | 1992-01-06 | 1993-08-17 | Follis Charles R | Fiber laser light projection system |
US5384873A (en) * | 1993-10-04 | 1995-01-24 | Motorola, Inc. | Optical interface unit and method of making |
JP5444629B2 (ja) * | 2008-04-03 | 2014-03-19 | 富士通株式会社 | 照度センサ用光案内機構及び携帯電話機 |
CN104252014B (zh) * | 2013-06-28 | 2016-04-13 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种锥形小孔光阑及其制作方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4167746A (en) * | 1975-03-03 | 1979-09-11 | General Electric Company | Radiation triggered thyristor with light focussing guide |
US4826272A (en) * | 1987-08-27 | 1989-05-02 | American Telephone And Telegraph Company At&T Bell Laboratories | Means for coupling an optical fiber to an opto-electronic device |
-
1987
- 1987-08-22 DE DE19873728077 patent/DE3728077A1/de not_active Withdrawn
-
1988
- 1988-08-16 DE DE8888201748T patent/DE3865929D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-08-16 EP EP88201748A patent/EP0304993B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-08-17 US US07/233,313 patent/US4904035A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-08-19 AU AU21148/88A patent/AU2114888A/en not_active Abandoned
- 1988-08-22 JP JP63206490A patent/JPH01113709A/ja active Pending
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Gallawa, Robert L., und Xiaoyu Li: Calibration of optical fiber power meters: the effect of connectors. In: Appl. Optics, Vol. 26, Nr. 7, S. 1170-1174 (1987) * |
Huning Hans, et.al.: Precision Optical Heads for 850 to 1700 and 450 to 1020 Nanometers. In: Hewlett-Packard Journal, Februar 1987, S. 22-27 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4331232A1 (de) * | 1993-09-15 | 1995-03-16 | Hans Werner Steudel | Einrichtung zur Transmittanzkontrolle bei optischen Geräten mit Lichtleitmedien |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4904035A (en) | 1990-02-27 |
EP0304993B1 (de) | 1991-10-30 |
AU2114888A (en) | 1989-02-23 |
DE3865929D1 (de) | 1991-12-05 |
JPH01113709A (ja) | 1989-05-02 |
EP0304993A3 (en) | 1990-06-06 |
EP0304993A2 (de) | 1989-03-01 |
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