DE3920416A1

DE3920416A1 - Optisches bauteil, und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3920416A1
Application number: DE3920416A
Authority: DE
Inventors: Hisaharu Dipl Ing Yanagawa; Toshihiro Dipl Ing Ochiai; Hirokazu Dipl Ing Hayakawa; Hidehisa Dipl Ing Miyazawa
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1989-06-22
Publication date: 1990-02-22
Also published as: CA1325542C; KR0145716B1; JPH0284601A; KR910001409A; US4958897A; GB8915051D0; GB2221058B; GB2221058A; FR2633727A1; FR2633727B1

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Bauteil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Bauteile werden in optischen Übertragungsleitungen mit Lichtleitfasern verwendet, und sie können z. B. ein optisches Filter, ein optisches Dämpfungsglied, ein Polarisator, ein Wellenlängenteilungs-Muldex und dergleichen sein. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauteils. Unter einem Muldex versteht man einen Multiplexer-Demultiplexer.

Die herkömmlichen optischen Bauteile, die in optischen Übertragungsleitungen mit Lichtleitfasern verwendet werden (diese Lichtleitfasern bestehen in aller Regel aus Glas), also z. B. optische Filter, weisen eine eingebaute Linse auf, um das von einem Ende der Lichtleitfaser abgestrahlte Licht zum Konvergieren zu bringen. Deshalb benötigen die bekannten Bauteile viele Komponenten. Auch muß man bei optischen Bauteilen dieser bekannten Bauart die optische Achse zwischen der Linse und der Lichtleitfaser justieren, was die Herstellung kompliziert und teuer macht.

Man kennt auch ein linsenloses optisches Bauteil, z. B. das Wellenlängen-Muldex, das in Fig. 1 dargestellt ist. Dort ist ein Filterfilm 13, der einen dielektrischen Mehrschichtfilm aufweist, quer zu einer Hauptpfad-Lichtleitfaser 11 und schräg zu ihr angeordnet. Ein Ende einer Zweigpfad-Lichtleitfaser 12 ist so am Umfang der Hauptpfad-Lichtleitfaser 11 angeordnet, daß das vom Filterfilm 13 reflektierte Licht für die Zweigpfad-Lichtleitfaser 11 einfallend ist, wie sich das auch aus Fig. 1 ohne weiteres ergibt. Bei dieser Anordnung wird die Eigenschaft des Filterfilms 13, Licht mit der Wellenlänge λ₁ durchzulassen, aber Licht mit der Wellenlänge λ₂ zu reflektieren, dazu ausgenutzt, um ein Wellenlängen-Muldex zu erhalten, also einen Wellenlängenteilungs-Multiplexer-Demultiplexer.

Der Filterfilm, der bei einem optischen Bauteil dieser Art verwendet wird, hat eine Wellenlängen-Durchlässigkeits-Kennlinie, wie sie in Fig. 2 mit der durchgehenden Linie eingetragen ist. Diese erhält man, wenn parallele Lichtstrahlen auf den Filterfilm auftreffen. Jedoch ist beim Wellenlängen-Muldex nach Fig. 1 das Licht, das tatsächlich auf den Filterfilm 13 auftrifft, kein paralleles Licht, sondern geführtes Licht, das durch die Lichtleitfaser 11 weitergeleitet wird.

Das geführte Licht einer Lichtleitfaser wird angesehen als eine Zusammensetzung unzählbar vieler ebener Wellen, die unter einem Winkel von

0 ≦ R ≦ R _MAX

zur Mittelachse LA (optischen Achse) der Lichtleitfaser geneigt sind, wie das Fig. 3 zeigt. ( R _MAX wird bestimmt durch die numerische Apertur (NA) der Lichtleitfaser.)

Infolgedessen hat die tatsächliche Wellenlängen-Durchlässigkeits-Kennlinie des Filterfilms den in Fig. 2 gestrichelt dargestellten Verlauf, so daß der flache Dachabschnitt der Kurve verengt wird. Diese Verengung des Dachabschnitts führt zu einer Verschlechterung der Filterkennlinie und der Leistung des Wellenlängen-Muldex.

Dasselbe trifft auch zu für andere optische Bauteile, bei denen ein Filterfilm quer zu einer Lichtleitfaser angeordnet ist, z. B. für ein optisches Filter, ein optisches Dämpfungsglied, einen Polarisator, etc.

Eine Aufgabe der Erfindung wird deshalb darin gesehen, ein optisches Bauteil mit sehr guten optischen Eigenschaften, z. B. einer sehr guten Filterkennlinie, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung, bereitzustellen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein optisches Bauteil, dessen Lichtleitfaser einen Abschnitt mit vergrößertem Lichtpunkt aufweist, an welchem der Lichtpunkt vergrößert ist, und daß quer zu diesem Abschnitt mit vergrößertem Lichtpunkt ein optisches Teil angeordnet ist. Man erhält so ein optisches Bauteil, bei dem keine Linse erforderlich ist, um das vom Ende der Lichtleitfaser abgestrahlte Licht zum Konvergieren zu bringen. Folglich besteht dieses optische Bauteil aus weniger Komponenten, kann leichter hergestellt werden, und es ist preiswerter und kompakter.

Wird dieses Bauteil gemäß Anspruch 2 ausgebildet, so wirkt es als optisches Filter, und wird es gemäß Anspruch 3 ausgebildet, als optisches Dämpfungsglied. Wird es dagegen gemäß Anspruch 4 ausgebildet, so wirkt es als Polarisator.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist Gegenstand des Anspruchs 5. Hierbei wird die Lichtleitfaser gemäß Anspruch 1 als Hauptpfad-Lichtleitfaser verwendet, und man verwendet zusätzlich eine Zweigpfad-Lichtleitfaser, deren Endfläche einer Umfangsfläche des Abschnitts mit vergrößertem Lichtpunkt der Hauptpfad-Lichtleitfaser gegenüberliegt und deren optische Achse relativ zur optischen Achse der Hauptpfad-Lichtleitfaser geneigt ist. Das optische Teil weist in diesem Fall einen Filterfilm auf, der Licht einer vorgegebenen Wellenlänge durchläßt und Licht mit anderen Wellenlängen als der vorgegebenen Wellenlänge reflektiert. Dieser Filterfilm ist an dem Abschnitt mit vergrößertem Lichtpunkt angeordnet und relativ zur optischen Achse der Hauptpfad-Lichtleitfaser geneigt. Die optischen Achsen der Hauptpfad-Lichtleitfaser und der Zweigpfad-Lichtleitfaser sind miteinander durch das optische Teil ausgerichtet, so daß das optische Bauteil als Wellenlängen-Muldex wirkt.

Ein vorstehend beschriebenes optisches Bauteil kann leicht mittels eines Verfahrens hergestellt werden, welches durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: Eine Lichtleitfaser mit einem Abschnitt, an dem der Lichtpunkt vergrößert ist, wird an einem Basisteil befestigt; quer zu dem Abschnitt der Lichtleitfaser, an dem der Lichtpunkt vergrößert ist, wird ein Schlitz ausgebildet; in dem Schlitz wird ein optisches Teil angeordnet.

Alternativ kann das optische Bauteil mittels eines Verfahrens hergestellt werden, das folgende Schritte aufweist: Zwei Lichtleitfasern, die jeweils einen Endabschnitt mit vergrößertem Lichtpunkt haben, und ein Basisteil mit einer Führungsnut, werden vorbereitet; die Lichtleitfasern werden in der Führungsnut so angeordnet, daß Stirnflächen der Endabschnitte mit vergrößertem Lichtpunkt einander gegenüberliegen; die Achsen der Lichtleitfasern werden mit einem optischen Teil ausgerichtet, das zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Lichtleitfasern angeordnet wird; die Lichtleitfasern und das optische Teil werden am Basisteil befestigt.

Zur Vergrößerung der Punktgröße eines bestimmten Abschnitts einer Lichtleitfaser kann dieser Abschnitt erhitzt und in die Länge gezogen werden, um seinen Kerndurchmesser zu reduzieren. Alternativ kann Kern-Dotiermittel zur Diffusion nach außen gebracht werden, während die Faser erhitzt wird. Läßt man das Kern-Dotiermittel nach außen diffundieren, so nimmt der Unterschied Delta des spezifischen Lichtbrechungsvermögens ab, und der Kerndurchmesser nimmt zu, wodurch die Größe des Lichtpunkts zunimmt.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen, sowie aus den übrigen Unteransprüchen. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Wellenlängen-Muldex nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 ein Schaubild, welches die Wellenlängen-Durchlässigkeits-Kennlinie eines Filterfilms zeigt, der aus einem dielektrischen Mehrschichtfilm gebildet ist,

Fig. 3 ein Schaubild, welches schematisch geführtes Licht einer Lichtleitfaser zeigt, ausgedrückt durch seine Ebenenkomponenten, die relativ zu einer optischen Achse LA geneigt sind,

Fig. 4 ein Schaubild, welches die Beziehung zwischen dem Kerndurchmesser und der Lichtpunktgröße einer Lichtleitfaser zeigt,

Fig. 5 eine vergrößerte teilweise Draufsicht, welche die äußere Form einer Lichtleitfaser zeigt, bei der ein Zwischenabschnitt eingeschnürt ist, als einen kleineren Durchmesser hat, sowie die entsprechende Änderung der Verbreiterung des Lichts längs der optischen Achse dieser Faser,

Fig. 6A eine Draufsicht von oben auf ein optisches Filter nach einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6B eine Seitenansicht des optischen Filters der Fig. 6A,

Fig. 7 eine raumbildliche Darstellung eines Filterchips, wie er beim optischen Filter der Fig. 6A und 6B verwendet wird,

Fig. 8 eine raumbildliche Darstellung eines Basisteils für das optische Filter der Fig. 6A,

Fig. 9 eine raumbildliche Darstellung einer Abwandlung des Basisteils,

Fig. 10 eine raumbildliche Darstellung, welche eine weitere Abwandlung des Basisteils zeigt,

Fig. 11 eine raumbildliche Darstellung, welche das optische Filter der Fig. 6A zeigt, auf dem ein oberes Abschlußteil (Deckelteil) angeordnet ist,

Fig. 12A eine Draufsicht von oben auf ein optisches Filter nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 12B einen Schnitt, gesehen längs der Linie XIIB-XIIB der Fig. 12A,

Fig. 13A und 13B eine Draufsicht von oben bzw. eine Seitenansicht einer der beim optischen Filter nach Fig. 12A verwendeten Lichtleitfasern, und zwar ihres einen Endes,

Fig. 14 eine Draufsicht von oben auf ein Wellenlängen-Muldex nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Fig. 15 eine Seitenansicht eines beim Wellenlängen-Muldex der Fig. 14 verwendeten Filterchips.

Eine erfindungsgemäße optische Komponente beruht auf folgenden Überlegungen. Die Beziehung zwischen dem Kerndurchmesser einer Lichtleitfaser und der Größe ihres Lichtpunktes (also dem Grad der Verbreiterung eines Lichtstrahls) ist in Fig. 4 dargestellt. Wird der Kerndurchmesser z. B. von a₁ nach a₂ reduziert, so nimmt die Größe des Lichtpunktes zunächst mit der Abnahme des Durchmessers ab, nimmt dann aber wieder zu, wenn der Kerndurchmesser über ein bestimmtes Maß hinaus reduziert wurde. Dies ist eine Folge des Absinkens der Lichtbegrenzungsfunktion.

Wird also ein Abschnitt einer Lichtleitfaser 11 erhitzt und, wie in Fig. 5 dargestellt, in die Länge gezogen, so daß sein Durchmesser abnimmt, so wird die Lichtpunktgröße dieses dünneren Abschnitts größer als die des übrigen Teils.

Es ist bekannt, daß der Winkel R der Lichtfortpflanzung in einer Lichtleitfaser angenähert umgekehrt proportional zur Größe des Lichtpunktes ist. Daraus folgt, daß in der in Fig. 5 dargestellten Lichtleitfaser der Fortpflanzungswinkel R des Lichts an der Stelle kleineren Durchmessers 11 a kleiner ist als im übrigen Teil. Ordnet man also einen optischen Dünnfilm, z. B. einen Filterfilm, an dieser Stelle an, so ist es möglich, die in Fig. 2 dargestellte Einengung des flachen Dachabschnitts der Durchlässigkeitskurve weniger stark zu machen.

Da keine Linse verwendet wird, ist das vorstehend beschriebene optische Bauteil preiswert und kann miniaturisiert werden. Ferner hat es ausgezeichnete optische Eigenschaften, falls zwischen den Lichtleitfasern ein Spalt auftritt oder diese Fasern nicht genau ausgerichtet sind, denn der optische Dünnfilm befindet sich an der Stelle der Lichtleitfaser, an der der Lichtpunkt vergrößert ist.

Die Fig. 6A und 6B zeigen ein optisches Filter nach einer Ausführungsform der Erfindung. Dieses optische Filter wird wie folgt hergestellt: Ein Abschnitt (Zwischenabschnitt) einer Lichtleitfaser, deren Umhüllung 22 entfernt wurde, wird erhitzt und in die Länge gezogen, so daß ein Abschnitt 11 a kleineren Durchmessers entsteht. Die Lichtleitfaser 21 wird zusammen mit ihrer Umhüllung an den gegenüberliegenden Seiten mittels eines optischen Klebstoffs, Glaslöten oder dergleichen mit einem Basisteil 23 verbunden. In letzterem wird - quer zum dünnen Abschnitt 21 a der Lichtleitfaser 21 - ein Schlitz 24 eingearbeitet, und in diesem Schlitz wird ein Filterchip 25 eingepaßt und befestigt.

Der Filterchip 25 weist, wie in Fig. 7 dargestellt, eine ebene Glasplatte 26 und einen Filterfilm 27 auf, der durch Aufdampfen im Vakuum auf einer Seite der Glasplatte 26 gebildet wurde, damit der Filterchip 25 Licht mit einer spezifischen Wellenlänge überträgt. Läßt der Filterfilm 27 Licht mit der Wellenlänge λ₁ durch und reflektiert Licht mit der Wellenlänge λ₂, dann hat das optische Filter die Funktion eines optischen Filters für die Wellenlänge g₁. Dadurch, daß man den Filterchip 25 unter einem Winkel beta von z. B. 8° zu einer Ebene neigt, die senkrecht zur optischen Achse der Lichtleitfaser 21 verläuft, kann man verhindern, daß das vom Filterchip 23 reflektierte Licht durch die Lichtleitfaser zurück übertragen wird.

Wie Fig. 8 zeigt, weist das Basisteil 23 einen Block auf, in dessen Oberseite eine V-förmige Nut 28 zur Aufnahme einer Lichtleitfaser und V-förmige Nuten 29 zur Aufnahme der Umhüllung eingearbeitet sind. Um die Einstellung des Winkels während der Ausarbeitung des Schlitzes zu erleichtern, kann in der Oberseite des Basisteils 23 eine Führungslinie 30 eingeschnitten sein, wie das Fig. 9 zeigt. Statt des Basisteils nach Fig. 8 oder 9 kann ein in Fig. 10 dargestelltes Basisteil 23 verwendet werden, in dem schon zuvor ein Schlitz 24 eingearbeitet worden ist.

Fig. 11 zeigt das optische Filter nach den Fig. 6A und 6B, wobei eine Abdeckung 31 zum Schutz der Lichtleitfaser 21 und des Filterchips 25 vorgesehen ist.

Als nächstes wird ein optisches Filter beschrieben, das auf experimenteller Basis hergestellt wurde. Dieses optische Versuchsfilter wurde wie folgt hergestellt: Ein Zwischenabschnitt einer Lichtleitfaser mit einem Außendurchmesser von 125 µm wurde erhitzt und in die Länge gezogen, um einen Abschnitt kleinen Durchmessers zu bilden, der einen Außendurchmesser von 40 µm hat. Nachdem der Zwischenabschnitt der Lichtleitfaser auf einem Basisteil befestigt worden war, wurde ein Schlitz mit einer Breite von 30 µm eingearbeitet, und zwar unter einem Winkel von 8°, bezogen auf eine zur optischen Achse des Abschnitts kleinen Durchmessers senkrechte Ebene. Dies erfolgte mit der Mikroläpptechnik, wie sie beschrieben ist in der Veröffentlichung Nr. 838, National Convention Record of Institute of Electronics, Information und Communication Engineers of Japan, 1986. Auf einem Filterchip war ein Bandpaßfilterfilm durch Aufdampfen im Vakuum ausgebildet worden, der Licht mit einer Wellenlänge von 1,55 µm durchläßt. Dieser Filterchip wurde in den Schlitz eingepaßt und dort befestigt, so daß man ein optisches Filter für die Wellenlänge 1,55 µm erhielt. Durch dieses Herstellungsverfahren konnte man - bei ausgezeichneter Reproduzierbarkeit - optische Filter mit niedrigen Verlusten und mit einem Einfügungsverlust von etwa 0,3 dB herstellen. Eine Abdeckung der in Fig. 11 dargestellten Art wurde auf dieses optische Versuchsfilter aufgebracht, und dann wurde auf Abdeckung und Basisteil ein Schrumpfschlauch aufgebracht, um die Teile durch Wärmeschrumpfung zusammenzuhalten und zu schützen. Das optische Filter mit seiner Abdeckung und dem Schrumpfschlauch hatte Außenabmessungen von 4 × 4 × 25 mm und war also sehr kompakt.

Beim beschriebenen Herstellungsverfahren wird bei der Lichtleitfaser der Abschnitt kleineren Durchmessers durchgeschnitten, der am Basisteil befestigt ist. Dann wird ein Filterchip zwischen die durchschnittenen Faserenden eingesetzt. Deshalb benötigt man keine Einstellung der optischen Achse, die ein kompliziertes Arbeitsmoment darstellt, und man braucht auch keine zusätzlichen Teile, z. B. keine Linse. Folglich können mit der Erfindung preiswerte und kleine optische Bauteile bereitgestellt werden. Da ferner der Filterchip an der Stelle der Lichtleitfaser angeordnet ist, an der der Lichtpunkt vergrößert ist, erhält man eine ausgezeichnete Filtercharakteristik.

Die Fig. 12A und 12B zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein optisches Filter nach dieser Ausführungsform wird wie folgt hergestellt: Jeweils am Endabschnitt der beiden Lichtleitfasern 21 A und 21 B wird das Dotiermittel des Faserkerns zum Diffundieren nach außen gebracht, während die Fasern erhitzt werden, und dadurch erhält man am jeweiligen Faserende einen Abschnitt 32 A bzw. 32 B mit vergrößertem Lichtpunkt. Nachdem auf der Stirnfläche der einen Lichtleitfaser 21 A ein Filterfilm 27 ausgebildet wurde, vgl. Fig. 13A und 13B, werden beide Lichtleitfasern 21 A und 21 B in eine V-förmige Nut 34 eingebracht, um ihre Längsachsen zum Fluchten zu bringen. Diese Nut 34 ist, wie in Fig. 12B dargestellt, in einem Führungsteil 33 ausgebildet. Die Stirnflächen der Lichtleitfasern 21 A und 21 B werden in Kontakt miteinander gebracht, und dann werden die Längsachsen dieser Fasern miteinander ausgerichtet. Danach werden die Lichtleitfasern, z. B. mittels eines optischen Klebers, am Führungsteil 33 befestigt. Ein Führungsteil 35 (Fig. 12A und 12B) wird befestigt, um die Faserenden abzudecken.

Bei dem eben beschriebenen Herstellungsverfahren wird das Dotiermittel für den Kern jeweils an einem Endabschnitt der betreffenden Lichtleitfaser zum Diffundieren gebracht, um einen Abschnitt mit vergrößertem Lichtpunkt zu bilden, und die Stirnflächen der Fasern werden so relativ zueinander angeordnet, daß sie aneinanderstoßen, wobei ein optisches Teil 27 zwischen ihnen angeordnet wird, und dann werden diese Teile verbunden.

Als Alternative kann man das Dotiermittel im Kern an einem Zwischenabschnitt einer einzigen Lichtleitfaser nach außen diffundieren lassen, während man diese Faser erhitzt, wodurch ein Abschnitt mit vergrößertem Lichtpunkt entsteht. Nachdem man die Lichtleitfaser an einem Basisteil befestigt hat, wird ein Schlitz quer zum Abschnitt der Faser mit vergrößertem Lichtpunkt gebildet, und dann wird ein Filterchip in den Schlitz eingepaßt und dort befestigt, ebenso wie bei dem an Hand der Fig. 6A und 6B beschriebenen Verfahren.

Bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wurde ein Filterfilm als der optische Dünnfilm verwendet. Alternativ kann ein Lichtabsorptionsfilm zum Dämpfen von Licht als optischer Dünnfilm verwendet werden. Man erhält dann ein optisches Dämpfglied, ohne daß sonst am mechanischen Aufbau irgend etwas geändert werden müßte. Wird andererseits als Lichtleitfaser eine solche verwendet, welche die Polarisation des übertragenen Lichts aufrechterhält, und wird ein die Polarisation spaltender Film als der optische Dünnfilm verwendet, so erhält man einen Polarisator.

Fig. 14 zeigt ein Wellenlängen-Muldex nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Wellenlängen-Muldex wird wie folgt hergestellt: Eine Hauptpfad-Lichtleitfaser 41 hat einen Abschnitt 41 a kleinen Durchmessers, der gebildet wird durch Erhitzen und in die Länge ziehen (Strecken) eines Zwischenabschnits der Lichtleitfaser. Diese Hauptpfad-Lichtleitfaser 41 wird an einem Basisteil 43 befestigt, und quer zum Abschnitt 41 a kleinen Durchmessers wird in der dargestellten Weise ein Schlitz hergestellt. Ein Filterchip 45 (Fig. 15) wird in den Schlitz eingepaßt und dort befestigt, und eine Zweigpfad-Lichtleitfaser 42 wird so am Basisteil 43 befestigt, daß das reflektierte Licht vom Filterchip 45 einfallend für ein Ende der Zweigpfad-Lichtleitfaser 42 ist, wie das aus Fig. 14 klar hervorgeht. Für die Hauptpfad-Lichtleitfaser 41 wurde eine Lichtleitfaser mit der Punktgröße von 5,6 µm und einem Außendurchmesser von 125 µm verwendet, und ein Abschnitt der Lichtleitfaser wurde erhitzt und in die Länge gezogen (gestreckt), um den Abschnitt 41 a kleinen Durchmessers zu bilden, der eine Punktgröße von 10 µm und einen Außendurchmesser von 40 µm hat. Der Filterchip 45 weist, wie in Fig. 15 dargestellt, eine transparente ebene Platte 46 und einen dielektrischen Mehrschichtfilm 47 als Filterfilm auf, der auf einer Seite der transparenten Platte 46 ausgebildet ist und Licht mit einer Wellenlänge von 1,5 µm durchläßt.

Das Wellenlängen-Muldex der eben beschriebenen Bauart wurde hinsichtlich der Charakteristik seiner spezifischen Durchlässigkeit ausgewertet. Hierbei wurde Licht durch die Hauptpfad-Lichtleitfaser 41 geschickt, und es hatte eine Durchlaß-Bandbreite von 24 nm. Zum Vergleich hatte ein Wellenlängen-Muldex nach dem Stand der Technik mit derselben Lichtleitfaser und demselben Filterchip, wobei aber in der Hauptpfad-Lichtleitfaser kein Abschnitt kleinen Durchmessers ausgebildet war, eine Durchlaß-Bandbreite von 18 nm. Der verwendete Filterchip hatte eine Durchlaß-Bandbreite von 27 nm für parallele Lichtstrahlen. Das erfindungsgemäße Wellenlängen-Muldex hatte also eine bemerkenswert verbesserte Durchlaß-Bandbreite, verglichen mit dem Wellenlängen-Muldex nach dem Stand der Technik. Diese Durchlaß-Bandbreite ist aber nicht gleich der Durchlaß-Bandbreite für den Fall, daß parallele Lichtstrahlen auf den Filterchip auftreffen.

Im vorliegenden Fall wird die Durchlaß-Bandbreite definiert als die Wellenlängenbandbreite von durchgelassenem Licht, dessen Durchlässigkeit 90% oder mehr der maximalen Durchlässigkeit des durchgelassenen Lichts beträgt.

Zum Vergrößern der Punktgröße wird das Kern-Dotiermittel bei einer Ausführungsform an einem spezifischen Abschnitt der Lichtleitfaser radial nach außen diffundiert, wobei die Faser erhitzt wird, wie das oben beschrieben wurde. In diesem Fall ist die Dotiermittelmenge proportional zu a ² × Delta. Hierbei ist a der Kerndurchmesser, und Delta ist die Differenz an spezifischem Lichtbrechungsvermögen. Wird also die Differenz an spezifischem Lichtbrechungsvermögen auf die Hälfte reduziert durch Diffusion des Dotiermittels nach außen, so nehmen der Kerndurchmesser a und folglich die Punktgröße um den Faktor zu, wie man aus der angegebenen Beziehung entnimmt. Verwendet man GeO₂ als Dotiermittel für den Faserkern, so erhält man einen solchen Kerndurchmesser und eine solche Punktgröße, indem man die Lichtleitfaser örtlich etwa 5 Stunden lang auf 1300°C hält.

Claims

1. Optisches Bauteil mit einer Lichtleitfaser, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser (21; 21 A, 21 B; 41) einen Abschnitt (21 a; 32 A, 32 B; 41 A) mit vergrößertem Lichtpunkt aufweist, an dem der Lichtpunkt vergrößert ist, und daß quer zu diesem Abschnitt (21 a, 32 A, 32 B; 41 A) mit vergrößertem Lichtpunkt ein optisches Teil (25; 27; 45) angeordnet ist.

2. Optisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Teil (25) einen Filterfilm (27) aufweist, der für Licht einer vorgegebenen Wellenlänge durchlässig ist, so daß das optische Bauteil als optisches Filter wirkt.

3. Optisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Teil (25) einen Licht absorbierenden Film zur Dämpfung von Licht aufweist, so daß das optische Bauteil als optisches Dämpfungsglied wirkt.

4. Optisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser eine die Polarisation aufrechterhaltende Faser aufweist, und daß das optische Teil (25) einen Polarisationsaufspaltungsfilm aufweist, so daß das optische Bild als Polarisator wirkt.

5. Optisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtleitfaser eine Hauptpfad-Lichtleitfaser (41) bildet,
daß eine Zweigpfad-Lichtleitfaser (42) vorgesehen ist, welche eine Stirnfläche aufweist, die einer Umfangsfläche des Abschnitts (41 a) mit vergrößertem Lichtpunkt der Hauptpfad-Lichtleitfaser (41) gegenüberliegt und deren optische Achse relativ zur optischen Achse der Hauptpfad-Lichtleitfaser (41) geneigt ist,
daß das optische Teil (45) einen Filterfilm (47) aufweist, der für Licht einer vorgegebenen Wellenlänge durchlässig ist und welcher Licht mit anderen Wellenlängen als der vorgegebenen Wellenlänge reflektiert,
daß das optische Teil (45) an dem Abschnitt (41 a) mit vergrößertem Lichtpunkt angeordnet und relativ zu einer zur optischen Achse der Hauptpfad-Lichtleitfaser (41) senkrechten Ebene geneigt ist, und
daß die optischen Achsen der Hauptpfad-Lichtleitfaser (41) und der Zweigpfad-Lichtleitfaser (42) durch das optische Teil (45) ausgerichtet sind, so daß das optische Bauteil als Wellenlängenteilungs-Muldex wirkt.

6. Verfahren zur Herstellung eines optischen Bauteils, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgenden Verfahrensschritten:
Eine Lichtleitfaser mit einem Abschnitt, an dem der Lichtpunkt vergrößert ist, wird an einem Basisteil befestigt;
quer zu dem Abschnitt der Lichtleitfaser, an dem der Lichtpunkt vergrößert ist, wird ein Schlitz ausgebildet;
in dem Schlitz wird ein optisches Teil angeordnet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt mit vergrößertem Lichtpunkt durch Erhitzen und Strecken eines Zwischenabschnitts einer Lichtleitfaser hergestellt wird (Fig. 5).

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt mit vergrößertem Lichtpunkt hergestellt wird, indem man Kern-Dotiermittel an einem Zwischenabschnitt radial nach außen diffundieren läßt, während man diesen Zwischenabschnitt erhitzt (Fig. 12A).

9. Verfahren zur Herstellung eines optischen Bauteils, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit folgenden Verfahrensschritten:
Zwei Lichtleitfasern, die jeweils einen Endabschnitt mit vergrößertem Lichtpunkt haben, und ein Basisteil mit einer Führungsnut, werden vorbereitet;
die Lichtleitfasern werden in der Führungsnut so angeordnet, daß Stirnflächen der Endabschnitte mit vergrößertem Lichtpunkt einander gegenüberliegen;
die Achsen der Lichtleitfasern werden mit einem optischen Teil ausgerichtet, das zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Lichtleitfasern angeordnet wird; die Lichtleitfasern und das optische Teil werden am Basisteil befestigt (Fig. 12 bis 14).

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte der Lichtleitfasern mit vergrößertem Lichtpunkt jeweils zuvor gebildet werden, indem man Kern-Dotiermittel an einem Endabschnitt einer Lichtleitfaser radial nach außen diffundieren läßt, während man diesen Endabschnitt erhitzt, um die Größe des Lichtpunkts des Endabschnitts zu vergrößern.