DE19654600A1

DE19654600A1 - Optische Datenübertragungseinrichtung mit einer Laserdiode

Info

Publication number: DE19654600A1
Application number: DE1996154600
Authority: DE
Inventors: Torsten Dr Ing Wipiejewski
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1998-06-25

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische "Datenübertra gungseinrichtung" mit einer Laserdiode und einer die Augensi cherheit gewährleistenden Schutzeinrichtung.

Eine optische Datenübertragungseinrichtung dieser Art ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 42 31 919 A1 beschrie ben. Bei dieser bekannten Einrichtung ist in ein Ende einer Hülse ein Laserdiodenhalter mit einer Laserdiode eingesetzt, die Licht in Richtung der Längsachse der Hülse abgibt. Der Laserdiode ist eine Treiberschaltung zugeordnet, die von einer Schutzschaltung ein Abschaltsignal erhält, wenn die La serdiode ihr Licht frei aus der Hülse abstrahlen kann. Um diesen Zustand zu erfassen, ist in der Wandung der Hülse ein Fotoelement untergebracht, das beim Fehlen eines Lichtwellen leiters im anderen Ende der Hülse mit dem Licht der Laser diode beaufschlagt ist; das Fotoelement ist elektrisch mit der Schutzschaltung verbunden. Das Fotoelement und die Schutzschaltung bilden also bei der bekannten Datenübertra gungseinrichtung eine Schutzeinrichtung, durch die die gefor derte Augensicherheit der Übertragungseinrichtung dadurch ge währleistet ist, daß die Treiberschaltung die Laserdiode ab schaltet, wenn in die Hülse kein Lichtwellenleiter eingeführt ist.

Ferner ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 296 427 A1 ein Laserdiodensender bekannt, bei dem eine mit der Laser diode gekoppelte Anschlußfaser mit einem optischen Abzweiger mit nachgeschalteter Monitorfotodiode kombiniert ist. An die Fotodiode ist ein elektronischer Vergleicher angeschlossen, der ein Schaltsignal an einen Schalter abgibt, wenn das von der Monitorfotodiode erzeugte elektrische Signal einen vor eingestellten Grenzwert überschreitet. Mittels des Schalters wird beispielsweise der Modulationsstrom der Laserdiode abge schaltet. Die Anordnung mit dem optischen Abzweiger, der Mo nitorfotodiode, dem elektronischen Vergleicher und dem Schal ter bildet demzufolge eine Schutzeinrichtung, durch die die Augensicherheit des bekannten Laserdiodensenders sicherge stellt ist.

Ferner ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 44 44 569 A1 ein elektrooptisches Modul mit mindestens einem Sender be schrieben, der energiereiche Strahlung emittiert. Das Modul umfaßt ferner eine Aufnahme, in die ein Verbindungsteil zum Ankoppeln eines Kopplungselementes an den Sender einführbar ist. Eine die Augensicherheit gewährleistende Schutzeinrich tung weist bei diesem elektrooptischen Modul eine Licht schranke auf, deren Lichtstrahl die Aufnahme derart durch dringt, daß der Lichtstrahl bei eingeführtem Verbindungsteil unterbrochen ist. Diese Unterbrechung wird erfaßt und der Sender des elektrooptischen Moduls wird nur dann freigegeben, wenn der Lichtstrahl der Lichtschranke unterbrochen ist.

Es gibt bei optischen Datenübertragungseinrichtungen noch eine Reihe weiterer bekannter Schutzeinrichtungen, mit denen die Augensicherheit gewährleistet wird. Es sei hier nur kurz auf die deutschen Offenlegungsschriften 44 14 862 A1 und 42 29 511 A1 hingewiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Da tenübertragungseinrichtung vorzuschlagen, bei der die Augen sicherheit mit einem sehr geringen Aufwand sichergestellt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer optischen Datenüber tragungseinrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungs gemaß die Schutzeinrichtung fortgelassen, und die Laserdiode ist eine Laserdiode mit einer ringförmigen aktiven Abstrahl fläche, die mit einem derartigen Treiberstrom beaufschlagt ist, daß das abgegebene Licht ein ringförmiges Intensitäts profil mit geringer Lichtintensität im Zentrum aufweist.

Es ist zwar aus dem Aufsatz von T. Wipiejewski, M. G. Peters, B. J. Thibeault, D. B. Young und L. A. Codren, "Output Characte ristics of Donut Shape Vertical-Cavity Surface-Emitting La sers" in "Proc. IEEE LEOS Annual Meeting, paper SCL, 15.3", San Jose, CA, Nov. 1995 eine Laserdiode mit einer ringförmi gen aktiven Abstrahlfläche bekannt, die so betrieben werden kann, daß das von ihr abgegebene Licht ein ringförmiges In tensitätsprofil aufweist, jedoch ist diesem Aufsatz nicht ,zu entnehmen, daß allein unter Einsatz einer solchen Laserdiode in einfacher Weise die Augensicherheit einer mit dieser La serdiode ausgestatteten optischen Übertragungseinrichtung si chergestellt werden kann. Als ein Anwendungsfall der Laser diode ist in dem Aufsatz nur die Verwendung bei einer zweika naligen Glasfaser angegebenen, bei der die beiden Kanäle durch konzentrischen Aufbau der Glasfaser bereitgestellt sind.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Datenübertra gungseinrichtung besteht darin, daß sie hinsichtlich Gewähr leistung der Augensicherheit sehr einfach aufgebaut ist, indem eine Schutzeinrichtung mit zusätzlichen Elementen elek trischer oder mechanischer Art nicht benötigt wird. Allein durch den Einsatz einer Laserdiode mit einer ringförmigen ak tiven Abstrahlflache und entsprechender Bemessung ihres Trei berstroms ist die Augensicherheit sichergestellt. Ein weite rer wesentlicher Vorteil ist in der hohen Zuverlässigkeit zu sehen, weil die Augensicherheit bei der erfindungsgemäßen Da tenübertragungseinrichtung nur davon abhängt, daß die Laser diode mit einem geeigneten Treiberstrom beaufschlagt ist.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Datenübertragungseinrichtung ist die Laserdiode mit ihrer ringförmigen aktiven Abstrahlflache einem Ende eines Mehrmo den-Lichtwellenleiters zugewandt angeordnet und die Laser diode derart hinsichtlich Größe und Form der ringförmigen Ab strahlfläche bemessen, daß die Struktur der Lasermoden dem Modenprofil von Moden höherer Ordnung des Lichtwellenleiters angepaßt ist. Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Datenübertragungseinrichtung läßt sich die Einkopplung des Lichtes in einen Lichtwellenleiter mit hohem Wirkungsgrad vornehmen, so daß Koppelverluste weitgehend vermieden sind.

Unter diesem Gesichtspunkt ist es auch vorteilhaft, wenn bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Datenüber tragungseinrichtung an das andere Ende des Mehrmoden-Licht wellenleiters ein weiterer Mehrmoden-Lichtwellenleiter mit einem hinsichtlich des Modenprofils mit dem einen Lichtwel lenleiter übereinstimmenden Modenprofil angeschlossen ist.

Steht eine verlustfreie optische Kopplung nicht im Vorder grund, dann kann selbstverständlich an das andere Ende des einen Mehrmoden-Lichtwellenleiters auch ein weiterer Licht wellenleiter mit einem vom Modenprofil des Mehrmoden-Licht wellenleiters abweichenden Profil angeschlossen sein, in den das Licht des einen Mehrmoden-Lichtwellenleiters zumindest teilweise übergekoppelt wird; aus Toleranzgründen kann dies zweckmäßig sein.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in

Fig. 1 ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer als Sendemodul ausgebildeten optischen Datenübertragungseinrich tung gemäß der Erfindung und in

Fig. 2 das Intensitätsprofil einer Laserdiode dargestellt.

Die Fig. 1 läßt ein Sendemodul 1 erkennen, das ein hülsenar tiges Gehäuse 2 aufweist. An einem Ende des hülsenartigen Ge hauses 2 ist in ein Durchgangsloch des Gehäuses 2 ein Bauteil 3 eingebracht, das eine Laserdiode 5 mit einer ringförmigen aktiven Abstrahlfläche aufweist. Bei der Laserdiode kann es sich um eine Laserdiode handeln, wie sie in dem oben erwähn ten Aufsatz im einzelnen beschrieben ist.

Vom anderen Ende her ist in das Durchgangsloch 4 des Gehäuses 2 ein Stecker 6 eingebracht, in dem ein Mehrmoden-Lichtwel lenleiter 7 gehalten ist. Da die Laserdiode 5 dem einen Ende 8 des Mehrmoden-Lichtwellenleiters 7 genau gegenüber positio niert ist, wird das Licht der Laserdiode 5 in den Lichtwel lenleiter 7 eingestrahlt.

Von einer über Anschlußleitungen 9 und 10 mit der Laserdiode 5 verbundenen Treiberschaltung 11 wird die Laserdiode 5 mit einem derartigen Treiberstrom beaufschlagt, daß das abgege bene Licht ein ringförmiges Intensitätsprofil mit geringer Lichtintensität im Zentrum aufweist, wie es die Fig. 2 er kennen läßt. Bei der Laserdiode nach den oben erwähnten Auf satz ist dazu ein Treiberstrom von etwa 17 mA erforderlich.

Um eine optimale optische Ankopplung des Mehrmoden-Lichtwel lenleiters an die Laserdiode 5 zu erreichen, ist die Laserdi ode hinsichtlich der Größe und Form der ringförmigen Ab strahlfläche so bemessen, daß die Struktur der Lasermoden dem Modenprofil von Moden höherer Ordnung des Mehrmoden-Lichtwel lenleiters 7 angepaßt ist.

Claims

1. Optische Datenübertragungseinrichtung mit einer Laserdiode und einer die Augensicherheit gewährleistenden Schutzeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Schutzeinrichtung fortgelassen ist und
- die Laserdiode eine Laserdiode(S) mit einer ringförmigen aktiven Abstrahlfläche ist, die mit einem derartigen Treiberstrom beaufschlagt ist, daß das abgegebene Licht ein ringförmiges Intensitätsprofil mit geringer Lichtintensität im Zentrum aufweist.

2. Optische Datenübertragungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

- die Laserdiode (5) mit ihrer ringförmigen aktiven Abstrahlfläche einem Ende (8) eines Mehrmoden-Licht wellenleiters (7) zugewandt angeordnet ist und
- die Laserdiode (5) derart hinsichtlich Größe und Form der ringförmigen Abstrahlfläche bemessen ist, daß die Struktur der Lasermoden dem Modenprofil von Moden höherer Ordnung des Mehrmoden-Lichtwellenleiters (7) angepaßt ist.

3. Optische Datenübertragungseinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß

- an das andere Ende des Mehrmoden-Lichtwellenleiters ein weiterer Mehrmoden-Lichtwellenleiter mit einem hinsichtlich des Modenprofils mit dem einen Lichtwellenleiter übereinstimmenden Modenprofil angeschlossen ist.