DE69028986T2

DE69028986T2 - Herstellungsmethode eines faseroptischen kopplers

Info

Publication number: DE69028986T2
Application number: DE69028986T
Authority: DE
Inventors: David Bryan Mortimore
Original assignee: British Telecommunications PLC
Current assignee: British Telecommunications PLC
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2010-03-21
Also published as: HK132696A; EP0464079B1; AU5283390A; US5175779A; WO1990011540A1; CA2046286C; AU633552B2; KR920701844A; GB2247539A; HK110097A; GB8906327D0; GB2247539B; CA2046286A1; ES2093643T3; DE69028986D1; JPH04504179A; EP0464079A1; ATE144625T1; GB9116497D0

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von optischen Faserkoppiern und auf damit hergestellte Koppler.
In dieser Beschreibung ist mit dem Begriff "optisch" der Teil des elektromagnetischen Spektrums gemeint, der allgemein als sichtbarer Bereich bezeichnet wird, sowie die Teile der infraroten und ultravioletten Bereiche an jedem Ende des sichtbaren Bereichs, welche mittels dielektrischer optischer Wellenleiter wie optischer Fasern übertragen werden können.
1xN Monomode-Sternkoppler sind attraktive Komponenten für zukünftige optische Netzwerke, die auf passiver Verzweigung optischer Signale von einer Zentralstation auf viele Außenstellen beruhen. Diese Netzwerke werden aller Wahrscheinlichkeit nach im Wellenlängen-Multiplex-Verfahren betrieben werden, wobei die wellenlängen einen breiten Wellenlängenbereich abdecken werden, so daß es wichtig ist, daß Sternkoppler nicht nur verfügbar, sondern auch wellenlängenunabhängig sind, um gleiche Signalverteilung auf die Außenstellen zu gewährleisten. Obgleich Wellenlängen- abgeflachte Koppler hergestellt werden können durch Verknüpfung vieler 2x2 Wellenlängen-abgeflachter Koppler, so wie es in dem Patent US 4,798,436 der Anmelderin beschrieben ist, werden die so gefertigten Vorrichtungen groß und relativ komplex, während 1xN-Vorrichtungen nach dem obigen Patent die Verwendung von Fasern unterschiedlichen Ausbreitungskonstanten und nachfolgendem kontrollierten vorverjüngenden Ätzen oder die Verwendung von unterschiedlichen optischen Fasern erfordern.
Die japanische Patentanmeldung 03-2173141 (A) beschreibt die Herstellung eines optischen Verzweigungsfilters, wobei ein Bündel von optischen Fasern in eine Glasröhre eingeführt wird, die eine Schicht auf der Innenseite aufweist, die einen niedrigeren Brechungsindex und Schmelzpunkt hat. Dieser Zusammenbau wird dann aufgeheizt und gezogen, bis die zentrale Faser und eine der sie umgebenden Fasern dieselbe optische Leistung von einer optischen Quelle, die in die zentrale Faser auf der anderen Seite des Filters eingekoppelt wird, überträgt. Dies jedoch garantiert nur eine gleichmäßige 1:n-Aufspaltung bei einer Wellenlänge.
Die internationale Patentanmeldung WO-87/00934 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Kopplers, in welchem das Verjüngen des Kopplers unterbrochen wird, wenn die Leistungen bei Lichtwellenlängen, die von einer zentralen Faser in sekundäre Fasern koppeln, gleich sind. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist es, daß Fasern mit unterschiedlichen Eigenschaften, Fasern mit unterschiedlichen Abmessungen oder vorverjüngte Fasern verwendet werden müssen, um die Lichtintensität, die zwischen zentraler und sekundärer Faser übertragen wird, zu kontrollieren.
Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Faserkopplers wie in Anspruch 1 beansprucht an.
Diese Anordnung optischer Fasern stellt die gleichmäßige Kopplung von Licht in jede der Sekundärfasern sicher. In einer bevorzugten Anordnung sind die Sekundärfasern alle äguidistant voneinander beabstandet auf einem Kreis um die Zentralfaser angeordnet. Alternativ wird eine geradzahlige Anzahl von sekundären optischen Fasern paarweise zusammengefaßt, und die Paare werden äquidistant voneinander beabstandet auf einem Kreis um die Zentralfaser herum angeordnet. Bei dieser paarweisen Anordnung werden spiegelsymmetrische Muster notwendigerweise als gleich angenommen. Wie in weiteren Einzelheiten später erläutert werden wird, wurde gefunden, daß die paarweise Anordnung die Kopplung von Licht in Sekundärfasern gegenüber der gleichmäßig beabstandeten Anordnung aufgrund der ungleichen Abstände zwischen den Sekundärfasern um die Zentralfaser veringert. Dieses kann in manchen Fällen von Vorteil sein.
Die Fasern können in einer Kapillarröhre angeordnet sein, um sicherzustellen, daß die erforderliche Geometrie während der herkömmlichen Aufheizphase und Ziehphase des Faserbündels zur Herstellung der sich verjüngenden Struktur beibehalten wird. Alternativ können sie durch Löcher in einem Trägerrahmen wie einem Glaszylinder gehalten werden.
Der Punkt, an dem die Verjüngung unterbrochen wird, kann bestimmt werden, indem ein Lichtsignal in die Zentralfaser bei einer oder zwei unterschiedlichen Frequenzen eingekoppelt wird und das aus der Zentralfaser oder einer oder mehreren Sekundärfasern austretende Licht vermessen wird. Wenn der Herstellungsprozeß für den Koppler zufriedenstellend abläuft, so wird es möglich, nur eine Frequenz (die eine der verschiedenen Frequenzen sein kann oder nicht) zu vermessen und das Verjüngen zu unterbrechen, wenn das vermessene Ausgangssignal einen Pegel erreicht, der wie von der vorangegangenen Kopplerherstellung bekannt der Länge entspricht, bei welcher zuerst das aus der Zentralfaser ausgekoppelte Licht bei zwei unterschiedlichen vorgegebenen Frequenzen gleich wird.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Kopplers gemäß der vorliegenden Erfindung und sein Arbeitsprinzip wird in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf die Ausführungsformen beschrieben, die lediglich als Beispiel dienen, wobei Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen, bei denen:
Figur 1 eine Querschnittsansicht einer Anordnung optischer Fasern in einem unendlichen Umkleidungsmaterial zeigt, die als Modell für eine theoretische Analyse eines erfindungsgemäßen Kopplers herangezogen wird;
Figuren 2(a) und 2(b) eine graphische Darstellung eines Dreikern-Kopplers sowie ein Diagramm des Kopplungsverhältnisses solch eines Kopplers als Funktion der Kopplungslänge bei 1,3 bzw. 1,53 µm ist;
Figur 3 die graphische Darstellung eines Dreikernkopplers in Figur 2(a) in Form eines bidirektionalen 1x2-optischen Kopplers ist;
Figuren 4(a) und 4(b) graphische Darstellungen eines Vierkernkopplers und ein Diagramm des Kopplungsverhältnisses solch eines Kopplers in Abhängigkeit von der Kopplungslänge bei 1,3 und 1,53 µm ist;
Figur 5 ein Diagramm der Wellenlängenabhängigkeit des Kopplers in Figur 4(a) bei einer Kopplungslänge von 1,87 mm ist;
Figur 6(a) und 6(b) graphische Darstellungen eines Fünfkernkopplers bzw. ein Diagramm des Kopplungsverhältnisses solch eines Kopplers in Abhängigkeit von der Kopplungslänge bei 1,3 und 1,53 µm sind;
Figur 7(a) und 7(b) graphische Darstellungen eines Fünfkernkopplers mit Sekundärkernen, die paarweise angeordnet sind, und ein Diagramm des Kopplungsverhältnisses eines solchen Kopplers in Abhängigkeit von der Kopplungslänge von 1,3 und 1,53 µm sind;
Figur 8(a) und 8(b) die graphische Darstellung eines Sechskernkopplers und ein Diagramm des Kopplungsverhältnisses eines solchen Kopplers in Abhängigkeit von der Kopplungslänge bei einer 1,3 und 1,53 µm sind;
Figur 9 ein Diagramm der Wellenlängenabhängigkeit des Kopplers in Figur 8(a) ist;
Figuren 10(a) und 10(b) graphische Darstellungen eines Siebenkernkopplers und ein Diagramm des Kopplungsverhältnisses eines solchen Kopplers in Abhängigkeit von der Kopplungslänge von 1,3 bzw. 1,53 µm sind;
Figur 11 den Querschnitt eines Beispiels für einen Siebenkernkoppler darstellt;
Figur 12 ein Diagramm der von der Zentralfaser des Siebenkernkopplers in Figur 11 übertragenen Leistung in Abhängigkeit von der Kopplerverlängerung ist;
Figur 13 ein Diagramm der spektralen Abhängigkeit des Kopplers in Figur 11 ist;
Figur 14 und 15 Histogramme zur Darstellung des Überschußverlustes bei 1,3 µm bzw. 1,53 µm bei einer Gruppe von 1x7-Kopplern gemäß der vorliegenden Erfindung sind;
Figur 16 und 17 Diagramme zur Darstellung des maximalen Einkopplungsverlustes bei 1,3 µm bzw. 1,53 µm,in Abhängigkeit von der Vorrichtungsfolge bei der Gruppe von 1x7 Köpplern in den Figuren 14 und 15 sind;
Figur 18 ein Histogramm zur Darstellung der anteilmäßig eingekoppelten Leistung in die Ausgangsfasern bei einer ungleichmäßigen 1x7 Vorrichtung ist;
Figur 19 die schematische Darstellung des Querschnitts eines 1x7 Kopplers gemäß der vorliegenden Erfindung ist, die die Abmessungen der verschmolzenen Breiten darstellt;
Figur 20 ein Histogramm zur Darstellung der verschmolzenen Breiten der Vorrichtung mit der Kopplung nach Figur 18 ist;
Figur 21 ein Histogramm zur Darstellung des Einkopplungsverlustes bei der erreichbaren Gleichförmigkeit von 1x7 Kopplern gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Figur 22 ein Diagramm zur Darstellung der eingekoppelten Leistung bei einem leicht verschmolzenen Koppler in Abhängigkeit von der Verlängerung bei der Herstellung ist;
Figur 23 ein Diagramm zur Darstellung der eingekoppelten Leistung für einen mittelmäßig verschmolzenen Koppler in Abhängigkeit von der Verlängerung während der Herstellung ist;
Figur 24 den Querschnitt eines verschmolzenen Faserpaars zur Definition des Verschmelzungsparametergrades W darstellt;
Figur 25 ein Diagramm zur Darstellung der in der zentralen Faser bei 1,53 µm verbleibenden Leistung in Abhängigkeit von der normalisierten Verschmelzungsbreite W ist;
Figur 26 ein Diagramm zur Darstellung der Gleichförmigkeit des Kopplungsanteils bei zwei Wellenlängen 1,3 und 1,53 µm in Abhängigkeit von dem Verschmelzungsgrad W ist;
Figur 27 eine Fotografie ist, die den Umfangsquerschnitt eines gut verschmolzenen Kopplers zeigt;
Figur 28 eine schematische Darstellung einer äußeren Faser ist, die beeinflußt wird durch die Kapillarwand;
Figur 29 ein Diagramm des Verjüngungsprofils bei einem leicht und einem gut verschmolzenen 1x7 Koppler ist;
Figur 30 ein Diagramm des kapillaren Taillendurchmessers in Abhängigkeit von dem Verschmelzungsgrad W ist;
Figur 31 ein Diagramm des Faserdurchmessers bei der Taille eines 1x7 Kopplers in Abhängigkeit von dem Verschmelzungsgrad W ist;
Figur 32 ein Diagramm des normalisierten Kapillardurchmessers in Abhängigkeit von dem Verschmelzungsgrad W ist; und
Figur 33 und 34 jeweils eine perspektivische Ansicht eines Quarzglashalters zur Anordnung der Fasern während des Verschmelzens und Verjüngens ist.
Die Arbeitsweise der wellenlängenabgeflachten 1xn Sternkoppler ergibt sich, wenn man zunächst die Kopplung zwischen einer Anordnung von Faserkernen in einem unendlichen Ummantelungsmedium betrachtet. Dieses ist ein einfaches Modell, um das Prinzip der Vorrichtung und ihre wesentlichen Eigenschaften zu zeigen. Um praktische Vorrichtungen genau zu beschreiben, bedarf das Modell der Modifikationen für spezielle Herstellungstechniken. In Figur 1 wird ein Zentralkernbereich Co mit einem Ring von n identischen Sekundärkern C&sub1; bis Cn umgeben, deren Zentren auf einem Kreis mit dem Radius r liegen. Der Radius und der Brechungsindex jedes Kembereiches wird mit bzw. nco bezeichnet. Die unendliche Ummantelung Cjnf hat den Brechungsindex nc1.
Das Gleichungssystem, das die Kopplung zwischen einer Anordnung von elektromagnetisch gut separierten Kernen (d.h. Wd/ > > 1) beschreibt, ist allgemein bekannt. In der Notation von Snyder (SNYDER A.W.: Coupled Mode Theory for Optical Fibres J. Opt. Soc. Am. 1972, 5. 1267 - 1277) lauten diese Gleichungen:
wobei ap(j) die Amplitude der p-ten-Mode der Faser j und βp ihre Ausbreitungskonstante ist. Cpp (j) (s) ist der Kopplungskoeffizient für die p-te Mode zwischen den Fasern j und s, der dargestellt werden kann durch
C=((2Δ )1/2U²/çV³) (Ko(Wd/ç/K¹&sub2;(W)) (2)
wobei U, V und W die üblichen Modenparameter sind, wobei Δ = (2co² - nc1²)/2nco² und Kn modifizierte Bessel-Funktionen zweiter Art sind. (A.W. SNYDER, J.D. LOVE: Optical Waveguide Theory' Chapman and Hall 1983, 5. 392). Bei Monomode-Kernen wird nur die HE&sub1;&sub1;-Mode angeregt, und daher tritt keine andere Modenkopplung auf. Bei Betrachtung nur der Kopplung nächster Nachbarn bei gleichmäßig um den Ring beabstandeten Kernen kann gezeigt werden, daß die Kopplung der Leistung von dem Zentralkern in die anderen Kerne auf ein Zweimodenproblem zurückgeführt werden kann. Dies rührt daher, da nur zwei (von n+1-Möglichen) Normalmoden bei der Anordnung auftreten, welche endliche Felder in der Zentralfaser haben. Diese zwei Moden haben unterschiedliche Ausbreitungskonstanten, und es ist die Schwebung dieser Moden, die für einen offensichtlichen Leistungsaustausch zwischen zentralen und umgebenden Kernen sorgt. Ein wesentlicher Leistungsaustausch tritt nur auf, wenn diese beiden Moden auf ähnliche Art und Weise erregt werden, wenn Licht in den Zentralkern gebracht wird. Für eine Anordnung von mehr als zwei Kernen wird im allgemeinen die Leistungsübertragung vom Zentralkern unvollständig bleiben. Für den Spezialfall von gleichmäßig beabstandeten Kernen um den Ring gilt für die maximale Leistungsübertragung zwischen zentraler und umgebenden Fasern F
F = [1 + {- Cpp (1) (2) /nCpp (0)(1) } 2] -1 (3)
oder unter Verwendung der Gleichung (2)
F =[1 + {Ko (Wd (1) (2) /ç) /nKo (Wd (0) (1)/ç) } ² ] -1 (4)
wobei W eine Funktion von V ist. Wenn V< 1 gilt, dann ist in guter Nährung:
W = 1.122 exp { - j Jo(V)/ VJ, (V) }
Die maximal gekoppelte Leistung bei gegebener Wellenlänge wird daher als abhängig von der Zahl der Kerne in dem Ring, ihrer Radien, Abstände und V-Werte angesehen.
Die gekoppelte Leistung als Funktion von z für unterschiedliche Anordnungsgeometrien soll im folgenden erläutert werden. Um vollständige Freiheit in Bezug auf die Positionierung der Kerne zu erreichen, wird das Gleichungssystem (1) numerisch integriert, wobei C durch (2) bestimmt ist. Bei den hier angegebenen Ergebnissen wurde der Radius jedes Kerns p als 2,8 µm und der Kreisradius r als 12,93 µm gewählt, so daß sich vernünftige V-Werte, optische Abstände und Kopplungslängen ergaben. Der Brechungsindex des Kerns und der Ummantelungsbereiche betrug 1,4542 bzw. 1,4500.
Die durch den zentralen und die umgebenden sekundären Kerne übertragene optische Leistung ist eine Funktion der Ausbreitungsdistanz z. In jedem Fall wird angenommen, daß Licht in den zentralen Kern einer 1xN-Anordnung gelangt (wobei die Zahl der Sekundärfasern zwischen n = 2 und 7 liegt) und die durch jeden Kern übertragene Leistung wird für zwei Wellenlängen aufgetragen, nämlich 1,3 µm und 1,53 µm. 1x2-Koppler (n=2) : Die Kopplungseigenschaften der Dreikernanordnung nach Figur 2(a) sind in Figur 2(b) dargestellt. Wie erwartet koppelt die längere Wellenlänge zuerst und gleichmäßig in die zwei umgebenden Fasern, bis die gesamte Leistung übertragen worden ist. Die kürzere Wellenlänge folgt kurz danach. Mit dieser besonderen Kernanordnung wird vollständige Leistungsübertragung erzielt. Um den Bereich herum, in dem gleichmäßige Kopplung sowohl bei 1,3 als auch 1,53 µm (z = 2,3mm) beobachtet wird, ist die Wellenlängenabhängigkeit zwischen diesen Wellenlängen klein. Eine nach dieser Beschreibung hergestellte Vorrichtung (z.B. durch die Verschmelzungs- Verjüngungs-Technik) ist daher wellenlängenabgeflacht mit einem Kopplungsverhältnis zwischen dem Zentralkern C&sub0; und jedem der beiden anderen Kerne C&sub1; und C&sub2; (von etwa 0,47). Darüberhinaus wird durch Herstellung eines Kopplers mit der Konfiguration nach Figur 3 ein bidirek-tionaler wellenlängenabgeflachter Koppler erzielt, der für einige Netzwerk-Konfigurationen von Nutzen sein kann, wo es notwendig wird, Leistung bei beliebigen Wellenlängen bidirektional aufzuspalten.
1x3-Koppler (n=3) : Das Diagramm in Figur 4 (b) zeigt, daß die vollständige Kopplung von dem Zentralkern in die drei umgebenden Sekundärkerne nahezu vollständig erreicht wird. Bei dem Punkt der gleichmäßigen Kopplung bei den zwei Wellenlängen haben wir wiederum eine wellenlängenabgeflachte Vorrichtung. Die Wellenlängenabhängigkeit bei z = 1,87 mm ist in Figur 5 dargestellt.
1x5-Koppler (n=4) : Es ergibt sich aus dem Diagramm 6(b),daß eine unvollständige Leistungskopplung von dem Zentralkern bei einem Fünfkernkoppler nach Figur 6 erreicht wird, was zu dem Gesamtverlust der Vorrichtung beiträgt, wenn sie in einer 1x4-Konfiguration betrieben wird. Gemeinsam mit den vorangegangenen Fällen kann der Zentralkern selbstverständlich dort verwendet werden, wo ein Kern mit verringerter Leistungsübertragung unwichtig oder erwünscht ist, jedoch sind gleichmäßig aufteilende Vorrichtungen von Vorteil, und ein Verfahren zur Herstellung einer gleichmäßigen Aufteilung ein einem solchen Fünfkernkoppler soll erläutert werden.
In Figur 7 ist die mit einer Fünfkernanordnung erreichte Kopplung in Figur 7(b) dargestellt, wo die den Zentralkern umgebenden Kerne doppelt paarweise (C1a, C1b und C2a, C2b ) wie in Figur 7(a) dargestellt, zusammengefaßt sind. Das Muster von Kernen um irgendeinen Kern in dem Ring ist identisch zu demjenigen um irgendeinen anderen (wobei spiegelsymmetrische Kernanordnungen als identisch betrachtet werden), und daher werden diese Kerne bei gleicher Anregung immer dieselbe optische Leistung übertragen. Der Effekt dieser Gruppierung liegt jedoch darin, die maximal gekoppelte Leistung zu verändern. Durch sorgfältige Wahl des Winkels zwischen den Kempaaren kann der Bereich gleicher Kopplung für zwei Wellenlängen dort angeordnet werden, wo eine gleichmäßige Leistungsaufspaltung auf alle fünf Kerne erreichbar ist. Das bedeutet, daß der Zentralkern 1/5 der Leistung behält, die in ihn eingestrahlt wurde. Die sich ergebende Vorrichtung ist ein bidirektionaler wellenlängenabgeflachter 1x5-Koppler, bei dem 1/5 des in den Zentralkern eingestrahlten Lichtes aus jedem der 5 Kerne des Kopplers austritt, besser als bei einem weniger effizienten 1x4-Koppler, bei dem zwischen 1/4 und 1/5 des in den Zentralkern eingestrahlten Lichtes aus jeder der Sekundärfasern austritt.
Aus den Kopplungskurven in Figur 7 ergibt sich, daß die Kopplungsänderung in Abhängigkeit von der Wellenlänge 4-fach größer beim Zentralkern als bei den umgebenden Kernen ist. Durch richtige Auswahl des Herstellungsverfahrens kann diese verbliebene Wellenlängenabhängigkeit minimiert werden.
1x6-Koppler (n=5) : Für die speziellen V-Werte und optischen Abstände, wie sie hier verwendet wurden, zeigt der Sechskernkoppler in Figur 8(a) eine zufällige gleichmäßige Kopplung bei den zwei Wellenlängen, die nahe dem Bereich gleichmäßiger Leistungsaufspaltung liegen, wie aus der Figur 8(b) entnommen werden kann, und somit wird ein 1x6-Koppler gebildet. Bei diesem 1x6-Koppler zeigen die Kerne in dem Ring eine 5-fach geringere Schwankung der Leistung in Abhängigkeit von der Wellenlänge gegenüber der Leistung in dem Zentralkern. Die Wellenlängenabhängigkeit dieser Vorrichtung ist in Figur 9 dargestellt. Koppler, die mit anderen effektiven V-Werten und Kernabständen hergestellt wurden, können den gleichen Kopplungspunkt für die beiden Wellenlängen bei anderen Werten für die Leistungsaufspaltung haben. Bei einigen Herstellungsverfahren und Fasern wird der Punkt gleicher Aufspaltung im allgemeinen bei unterschiedlichen Anzahlen von Kernen auftreten, jedoch wird das hier diskutierte Prinzip dasselbe sein. Die Herstellungsparameter zur Erzielung einer bestimmten Aufspaltung bei ganzzahligen Vielfachen der Fasern kann unmittelbar bestimmt werden durch Versuche, um den Kopplungsgrad zwischen der zentralen und den n umgebenden Fasern zu erhalten, so daß der Punkt gleicher Kopplung bei zwei Wellenlängen bei dem 1:(n+1)- Kopplungsverhältnis auftritt, wodurch ein wellenlängenabgeflachter 1:N-Koppler (N=n+1) gemäß der Erfindung hergestellt ist. Dies wird mit weiteren Einzelheiten mit Bezug auf die Justierung der Kopplung in einem 1x7-Koppler (n=6) gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert werden.
1x7-Koppler (n=6) : Die Kopplungseigenschaften der Siebenkernanordnung in Figur 10(a) sind in Figur 10(b) dargestellt. Bei dieser Anordnung zeigt das theoretische Modell, daß die maximal gekoppelte Leistung nicht ausreicht für eine gleichmäßige Leistungsaufspaltung zwischen den sieben Kernen C&sub1; bis C&sub7; und die Zusammenfassung zu Paaren die Situation nur verschlechtert, indem die in jede Sekundärphase gekoppelte Lichtintensität weiter reduziert wird. Um die maximal gekoppelte Leistung zu erhöhen, kann die relative Größe des Zentralkerns etwas angehoben werden. Diese Technik ermöglicht es, das Prinzip auf Vorrichtungen mit einer großen Anzahl von Kernen auszudehnen, jedoch hängt die maximal gekoppelte Leistung stark von dem Zentralkernradius ab. Ein Beispiel eines Verfahren zur Herstellung eines 1:N-Kopplers mit identischen Fasern gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden beschrieben:
Ein spezieller 1x7-Koppler mit der Anordnung nach Figur 10(a) wurde wie folgt aufgebaut:
In Figur 11 werden sieben Standard-Monomode-Fasern mit 124,7 µm Außendurchmesser 20, 21 von ihrer Erstbeschichtung befreit, gesäubert und in eine hexagonal dicht gepackte Anordnung gepackt, indem sie in eine eng sitzende Silicium- Kapillarröhre 22 mit einem Brechungsindex, der etwas kleiner als von reinem Silicium ist, gepackt werden. Die Zentralfaser wird mit 21 bezeichnet. Die spezielle verwendete Röhre war "Vycor" (eingetragene Marke) von Corning Glass mit einem Innendurchmesser von 380 - 382 µm. Eine Röhre mit demselben Brechungsindex wie die Faserummantelung sollte sich ebenso gut eignen. Das "Vycor"- Röhrenmaterial (eingetragene Marke) wurde ausgewählt, da sein Brechungsindex kleiner als das von der Silicumfaserummantelung ist, so daß die Leckrate des optischen Feldes in das Röhrenmaterial minimal ist. Andere Abmessungen der Faser und der Röhre sind zulässig, aber die Exzentrizität sollte kleiner oder gleich etwa 1 µm sein.
Eine Standardausrüstung zur Herstellung von verschmolzenen Kopplern wurde verwendet, um den sich verjüngenden Koppler herzustellen, der ein aufgeheiztes Faserbündel ist und auf gewöhnliche Art und Weise gezogen wird. Das von der Zentralfaser und den sechs Fasern im Ring übertragene Licht wurde während des Ziehprozesses sowohl bei 1,3 µm als auch bei 1.53 µm vermessen.
Um die durch die Außenfasern übertragene Gesamtleistung zu messen, wurden alle sechs Fasern gespalten und zusammen am Eingang einer Ulbrichtkugel angeordnet, so daß nur zwei Detektoren verwendet werden mußten.
Beim Vermessen der Leistung, die in jeder der zwei Ulbrichtkugeln ankam, wird die Kapillarröhrenanordnung aufgeheizt und verjüngt. Ein Beispiel des Diagramms, das sich während der Herstellung ergibt, ist in Figur 12 gezeigt, wo Po die Leistung in der Zentralfaser ist. Wenn eine gleichmäßige Kopplung bei 1,3 µm und 1,53 µm erreicht ist, wird die Verlängerung des Kopplers unterbrochen und die Vorrichtung wird eingekapselt. Gehäusegrößen von 80mm x 4mm im Durchmesser sind typisch.
Das spektrale Verhalten des Kopplers ist in Figur 13 dargestellt. Alle Fasern 20 im Ring zeigen ein ähnliches Wellenlängenverhalten. Nur die Ergebnisse für eine umgebende Faser ist zusammen mit dem Verhalten der Zentralfaser dargestellt. Die Figur zeigt deutlich das flache Wellenlängenverhalten der äußeren Fasern. Die maximal gekoppelte Leistung bei 1,415 µm liegt um 0,7 % über dem Wert bei 1,3 oder 1,53 µm. Die Zentralfaser hat eine größere Kopplungsschwankung in Abhängigkeit von der Wellenlänge als erwartet. Es sollte jedoch hervorgehoben werden, daß der minimale Kopplungswert bei 1,415 µm (9,3 %) vergleichbar zu dem ist, den man mit Verdrillen von 2x2 Wellenlängen abgeflachten Kopplern erhalten würde.
Zweiundachzig 1x7-Koppler wurden bisher von dem Anmelder hergestellt. Während der Experimente wurden der Herstellungsprozeß und Techniken verbessert, um zu Vorrichtungen zu kommen, die geringeren Verlust bei gleichmäßiger Kopplung haben. Die Ergebnisse dieser Experimente sind die folgenden:
Die Histogramme in den Figuren 14 und 15 zeigen den Überschußverlust der zweiundachzig" Koppler bei den Wellenlängen 1,3 µm bzw. 1,53 µm. Die Ergebnisse, die dem jüngsten Satz von 11 Vorrichtungen entsprechen, bei denen identische Prozeßparameter und Techniken verwendet wurden, sind separat in dünnerer Schraffierung dargestellt. Eine Überschußkategorie von E&sub1; bedeutet, daß der Überschußverlust zwischen E&sub1; dB und E&sub1; + 0,1 dB liegt. Der mittlere Überschußverlust und die Standardabweichung bei diesen jüngsten Vorrichtungen ist 0,08 ± 0,06 dB und 0,06 dB ± 0,04 dB bei 1,3 µm bzw. 1,53 µm. Für viele Anwendungen sind diese Überschußverluste vernachlässigbar. Die Untersuchung älterer Vorrichtungen mit hohem Verlust zeigen für gewöhnlich Staubpartikel oder eingefangene Luftblasen, die zur Störung der Faser beitragen. Diese Probleme wurden nun durch sorgfältiges Reinigen und Behandeln, Zusammenbau in Reinlufträumen und Überwachung des Ofentemperaturprofils beseitigt.
Bei jeder dieser zweiundachzig hergestellten Vorrichtungen wird die Leistung jeder der sieben Ausgangsfasern bei zwei Wellenlängen 1,3 und 1,53 µm gemessen. Idealerweise würde jedes Durchlaufen durch jeden Koppler eine Kopplung von 1/7, 14,3 % oder 8,45 dB bei beiden Wellenlängen bewirken. In der Praxis jedoch führen Beschränkungen der Herstellungstechnik zu einer Verteilung der Kopplungswerte um den Mittelwert herum. Vom Standpunkt des Konstrukteurs des Systems ist der wichtige Parameter für jeden Koppler oder jede Koppleranordnung der Einkopplungsverlust, der für den schlimmsten Fall beim Durchgang durch die Vorrichtung gemessen wird. Dieser maximale Einkopplungsverlust ist daher ein nützlicher Parameter für die Beschreibung der Vorrichtungseigenschaften.
In den Figuren 16 und 17 ist der maximale Einkopplungsverlust für jeden hergestellten Koppler bei 1,3 bzw. 1,53 µm in Abhängigkeit von der Vorrichtungsnummer aufgetragen. Die Vorrichtungsnummer gibt auch die Zeitoder Reihenfolge der Herstellung an, wobei der allererste 1x7-Koppler mit der Nummer 1 versehen ist. Es ergibt sich aus den Figuren, daß in etwa die ersten 25 Vorrichtungen eine breite Streuung bei den maximalen Einkopplungsverlusten zeigen. Diese Streuung folgt fast vollständig aus der Ungleichförmigkeit der Kopplung mit einem Überschußverlust, der nur eine geringere Rolle spielt.
Die Untersuchung dieser ungleichförmigen Vorrichtungen zeigt eine direkte Korrelation zwischen gekoppelter Leistung und verschmolzener Breite zwischen jeder äußeren Faser und Zentralfaser. In Figur 18 z.B. ist die Kopplung einer besonders ungleichmäßigen Vorrichtung dargestellt.
Dieser Koppler wurde dann am Umfang gespalten und Messungen der verschmolzenen Breite wurden wie in Figur 19 dargestellt durchgeführt. Diese Breiten sind in dem Histogramm in Figur 20 dargestellt, wo die direkte Korrelation mit den gekoppelten Leistungen in Figur 18 sichtbar wird.
Für die nächsten in etwa 45 Koppler wurden die Verjüngungsparameter geändert, um den Bereich der Kopplungsschwankung zu erforschen, der erreichbar war. Schließlich wurde die Testfolge von 11 Vorrichtungen hergestellt, um zu einer möglichst gleichmäßigen Leistungsaufspaltung zu kommen. Die Ergebnisse sind mit den Diamantsymbolen in den Figuren 16 und 17 dargestellt. Die maximalen Einkopplungsverluste für diesen Satz liegen etwa bei 10 dB oder darunter mit einem mittleren maximalen Verlust von 9,44 dB bei beiden Wellehlängen. Die Figur mit 10 dB ist insofern bedeutsam, als sie sich gut vergleichen läßt mit den maximalen Einkopplungsverlusten von ähnlichen Kopplern, die aus aneinandergehängten 2x2-Vorrichtungen hergestellt wurden.
Während dieser Experimente wurden die optimalen Kapillargrößen und Faserbehandlungstechniken festgelegt.
Die 1x7-Koppler werden wie folgt hergestellt.
Sieben Längen eines Standardsystems, angepaßte Ummantelungsfasern von jeweils 1 m Länge, werden über ein paar Zoll an einem Ende von ihrer Ummantelung befreit. Diese werden dann in eine 30-75 mm lange Vycor- Kapillarröhre eingefädelt. Es wurde herausgefunden, daß es wichtig ist, dies unter sehr sauberen Bedingungen durchzuführen, in sauberer Umgebung und mit wiederholtem Abreiben der Fasern mit einem mit Ethanol imprägnierten Tuch. Das Faserbündel und die Kapillare werden dann auf Läufer eines Spannschmelzgerätes etwa 75 mm voneinander geklebt. Ein Läufer wird gedreht, um das Faserbündel zu verdrillen. Etwa eine Umdrehung wird jeweils für 25 mm zwischen den Läufern benötigt. Der Anmelder hat herausgefunden, daß dieses Verdrillen die Konsistenz der Kopplerformation stark verbessert.
Die Zentralfaser wird dadurch identifiziert, daß Licht durch jede Faser gestrahlt wird, bis durch Sichtüberprüfung der Fasern in der Kapillare in einer Linse festgestellt wird, welches Ende mit der Faser zusammenpaßt.
Der Koppler wird dann durch Aufheizen der Kapillarröhre unter gleichzeitigem Ziehen der Faserbündeln hergestellt, wobei während der gesamten Zeit die Lichtintensität, die aus der Zentralfaser bei 1,3 µm und 1,53 µm ausgekoppelt, überwacht wird. Die Verlängerungsrate des Kopplers während des Verschmelzens wird auf einen Wert von 200 µm pro Sekunde eingestellt, was langsam genug ist, um das Fortschreiten der Kopplerherstellung zu überwachen. Das Durchstimmen wird über die während des Ziehens des Kopplers angelegte Spannung über die Rückkopplung eines Spannungssensors auf die Heizvorrichtung der Heizzone des Schmelzgerätes bewirkt, so daß die Temperatur entsprechend der gewünschten Spannung eingehalten wird. Je höher die Spannung desto niedriger die Temperatur und daher geringere Verschmelzung der Fasern als bei niedrigerer vorgegebener Spannung.
Mit obigem Gerät und Komponenten wird ein wellenlängenabgeflachter 1- bis 7-Koppler ermöglicht bei einer Zugspannung, die bei 2 gm beginnt und linear auf 0,9 gm über 10 mm Verlängerung und Beibehaltung von 0,9 gm bis zum Schnittpunkt abfällt. Dies wird mit einer Schmelztemparatur von etwa 1600º C erreicht.
Ein gut verschmolzener Koppler, wie er in dieser Anmeldung beschrieben wird, hat eine Spannung von 1 gm, die linear auf 0,3 gm über 10 mm Verlängerung unter Beibehaltung bis zum Schnittpunkt abfällt. Ein leicht verschmolzener Koppler hat eine Spannung von 3 gm, die linear auf 2 gm abfällt, was bis zum Schnittpunkt beibehalten wird.
Diese Werte müssen für Fasern mit anderen Abmessungen und Werten für n und je nachdem, ob ein 1- auf (n+1)- oder ein 1- auf n-Koppler gewünscht wird, verändert werden. Sie werden sich auch mit der Gußgröße etc. des speziellen verwendeten Schmelzgerätes ändern, lassen sich aber leicht durch Versuche bestimmen. Die sechs Sekundärfasern werden dann nahe der Kapillarröhre bis auf die Zentralfaser abgeschnitten. Diese wird dann auf eine normale ummantelte Faser etwa 25 mm von der Kapillare angespleißt Die Vorrichtung ist dann fertig zum Einkapseln
Dieses Spleißen kann vermieden werden, wenn die Zentralfaser so aufbereitet wird, daß sie einen Streifen der Ummantelung nicht mehr hat, wobei die Ummantelung auf jeder Seite stehengelassen wird, aber dieses erfordert einen gewissen Aufwand, um sicherzustellen, daß diese Faser als Zentralfaser endet.
Das Spleißen kann auch vermieden werden, wenn die Zentralfaser erneut in einem geeigneten Beschichtungsprozeß ummantelt wird.
Andere Kapillarröhren können zur Herstellung von Kopplern gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sein -z.B. eine Siliciumröhre, die mit einer Beschichtung mit niedrigerem Index bedeckt ist und die abgetragen wurde bis zu einer Kapillare mit dem gewünschten Innendurchmesser.
Die erreichbare Gleichförmigkeit der 1x7-Vorrichtungen kann herausgestellt werden durch Angabe des Einkopplungsverlustes für jeden Weg durch einen Koppler, was in Figur 21 dargestellt ist.
Der maximale Einkopplungsverlust dieser Vorrichtung beträgt 9,06 dB bei 1,53 µm mit einem Mittelwert von 8,53 ± 0,2 dB, wobei die Toleranz eine Standardabweichung ist.
Während des Verjüngens der 1x7-Koppler wurde beobachtet, daß die maximal in die Fasern gekoppelte Leistung im Ring je nach Verschmelzungsgrad der Struktur schwankt. Die Figuren 22 und 23 zeigen z.B. die eingekoppelte Leistung gegen die Verlängerung für zwei Vorrichtungen mit unterschiedlichen Verschmelzungsgraden. In Figur 22 verbleiben 24 % der Eingangsleistung in der Zentralfaser, während bei der Vorrichtung in Figur 23 3% verbleiben.
Um die Polarisationsabhängigkeit der Vorrichtung zu überprüfen, wurde ein 1,3 µm-Laser mit linear polarisiertem Ausgang auf die zentrale Eingangsfaser über einen Dreischleifen-Polarisationsfilter aufgespleißt. Bei der Überwachung des Leistungsausgangs abwechselnd für jede Faser wurde der Polarisationsfilter angepaßt, so daß alle möglichen Polarisationszustände in den Koppler eingespeist wurden. Die maximalen und minimalen Leistungswerte wurden gespeichert. Diese Ergebnisse zeigten, daß die Zentralfaser sehr polarisationsunabhängig war, wie aufgrund ihrer Anordnungssymmetrie erwartet werden konnte. Die Kopplung schwankte um weniger als ± 0,02 % in Bezug auf die Eingangsleistung. Die äußeren Fasern im Ring zeigten eine größere Schwankung in Abhängigkeit von der Polarisation aufgrund ihrer nichtsymmetrischen Anordnung. Kopplungsschwankungen von ± 0,25 % wurden mit Bezug auf die Eingangsleistung festgestellt.
Die oben diskutierten Experimente zeigen, daß die maximale in die Fasern im Ring gekoppelte Leistung von dem Grad der Verschmelzung der Struktur abhängt.
Um das Phänomen zu untersuchen, wurde eine Anzahl von Vorrichtungen mit unterschiedlichen Schmelzgraden zwischen leicht verschmolzen und gut verschmolzen hergestellt. Um den Schmelzgrad zu quantifizieren, wurde jede Vorrichtung so nahe wie möglich am Umfang der konischen Spitze gespalten. Eine der Abspaltungen wurde dann unter einem Mikroskop mit Abstandsmeßeinrichtungen untersucht. Der Parameter, der zur Angabe des Schmelzgrades herangezogen wird, ist das Verhältnis der verschmolzenen Breite zwischen der zentralen und den äußeren Fasern und dem Durchmesser der zentralen Faser, wie in Figur 24 dargestellt. Dieses Verhältnis wird normalisierte Schmelzbreite genannt und mit dem Symbol W bezeichnet. Eine unverschmolzene Vorrichtung und eine vollständig verschmolzene Siebenfaseranordnung werden daher gekennzeichnet durch W = 0 bzw. W = 0,5.
In Figur 25 ist die minimale Leistung bei 1,53 µm, die in der Zentralfaser verbleibt (Punkt A in Figur 22), als Funktion der normalisierten Schmelzbreite dargestellt. Mit ansteigendem Schmelzgrad wird die in der Zentralfaser verbleibende Leistung kleiner, bis bei W ungefähr 0,38 die gesamte Leistung aus der Zentralfaser entnommen wurde. Mit steigender Verschmelzung kehrt sich der Trend um und man findet, daß die in der Zentralfaser verbleibende Leistung steigt. Eine gleichmäßige Kopplung von 14,3 % zwischen allen Fasern tritt bei W = 0,28 auf. Bei wellenlängenabgeflachten 1x7-Kopplern ist der interessierende Parameter der Punkt gleichmäßiger Kopplung bei zwei Wellenlängen. Figur 26 zeigt, wie dieser Punkt gleichmäßiger Kopplung (B in Figur 22) vom Schmelzgrad abhängt. Das Diagramm ähnelt Figur 25, außer daß bei W ungefähr 0,38 die minimale in der Zentralfaser verbleibende Leistung ungefähr = 5 % beträgt. Aus diesem Diagramm folgt, daß eine gleichmäßige Leistungsaufspaltung zwischen sieben Fasern bei zwei Schmelzgraden erzielt werden kann, nämlich W = 0,32 und W = 0,48.
Um die Störung der Fasern während des Verschmelzens zu untersuchen, wurde ein dünnes Stück des Kopplers um die Taille herum herausgeschnitten und poliert. Diese Probe wurde dann unter einem optischen Mikroskop untersucht, wobei eine Beleuchtung verwendet wurde, die die unterschiedlichen Bereiche in Bezug auf den Brechungsindex heraushoben. Eine Fotografie einer gut verschmolzener Probe ist in Figur 27 gezeigt. Die sieben Kerne und die Grenze zwischen der Ummantelung der äußeren Fasern und dem "Vycor" ist deutlich sichtbar. Die äußeren Fasern sind deutlich aus der Rundung herausgeschoben, da sie in der Kapillarwand eingebettet sind.
Aufgrund sorgfältiger Untersuchung der Querschnittsgeometrie des Kopplers erscheint es, als ob die deformierten äußeren Fasern die in Figur 28 gezeigte Form hätten. Innerhalb der Kapillare finden wir, daß die Faser ihre zirkulare Form beibehält und die Störung nur an der Zwischenfläche zwischen Faser und Kapillare auftritt. Diese Störung bedeutet, daß der Querschnittsbereich der Faser nicht ungestört bleibt, da die Faser andererseits eine elliptische Form annähme. Es wird angenommen, daß das in dem Querschnitt verlorengegangene Material zu einer größeren Faserlänge führt.
Mit einem Lasermeßgerät zur Bestimmung des Durchmessers wurde die "Veränderung des Durchmessers bei verschiedenen Verjüngungen untersucht. Figur 29 zeigt das Verjüngungsprofil der extrem leicht und gut verschmolzenen Vorrichtungen, was W = 0,13 bzw. W = 0,47 entspricht. Die Schwankung des kapillaren Taillendurchmessers in Abhängigkeit vom Schmelzgrad ist in Figur 30 dargestellt. Über den praktischen W-Bereich ändert sich der Taillendurchmesser von ungefähr 70 µm bei leicht verschmolzenen Vorrichtungen bis 120 µm bei gut verschmolzenen Vorrichtungen.
Aufgrund von Messungen gespaltener Querschnitte ist es möglich, den Kapillardurchmesser mit dem Faserdurchmesser in Beziehung zu setzen und daher den Fasertaillendurchmesser mit dem Schmelzgrad. Der Faserdurchmesser ist nicht einfach proportional zum Kapillardurchmesser, da mit steigender Verschmelzung die Fasern weiter in die Kapillarwand eingebettet werden. Die Beziehung zwischen Fasertaillendurchmesser und Schmelzgrad ist in Figur 31 dargestellt. Es wird eine Anderung zwischen 15 µm und 30 µm mit steigender Verschmelzung festgestellt. Dieses Diagramm zeigt deutlich, daß zwischen gut verschmolzenen großen Fasern und leicht verschmolzenen kleinen Fasern dieselbe Kopplung erreicht wird. Eine quadratische Kurvenanpassung an die experimentellen Daten des Fasertaillenradius ergibt
rr = 6,74 + 5,06W + 24,48W² (µm)
Aufgrund weiterer Messungen der Kopplerquerschnitte ist der Kapillarinnendurchmesser in Abhängigkeit vom Verschmelzungsgrad in Figur 22 dargestellt. Der Durchmesser wurde mit dem Faserdurchmesser normalisiert, so daß W = 0, R = 3rr gilt.
Eine quadratische Kurvenanpassung an die experimentellen Daten ergibt
R - rr (3-0,95W - 1,52 W²)
Der Kern-zu-Kern-Abstand hängt direkt mit dem Schmelzgrad über
s=2rr (1 - W²)
zusammen, wobei angenommen wird, daß der Durchmesser der Zentralfaser gleich dem Durchmesser der äußeren Fasern ist.
In Figur 33 und 34 ist ein "Vycor"-Halter (eingetragene Marke) 10 dargestellt, der zum Halten der zentralen und sekundären optischen Fasern in ihrer korrekten Position während der Schmelzverjüngung eines Kopplers mit einer Zahl von Sekundärfasern ungleich sechs eingesetzt werden kann. Dieses Beispiel einer Struktur mit einem Zentralloch 13, umgeben von acht gleichmäßig beabstandeten Löchern auf einem konstanten Radius kann einfach hergestellt werden, indem ein großes gebohrtes Glasgestell gezogen wird. Andere Zahlen von Durchgangslöchern können für andere Zahlen von Sekundärfasern herangezogen werden. Das Gestell wird gezogen, so daß die Löcher gerade groß genug sind, um eine einzelne Faser wie in Figur 34 gezeigt, aufzunehmen. Die Längen der Fasern werden in den Halter eingeführt, nachdem Ethanol in die Bohrungen gefüllt wurde, um als Schmiermittel zu dienen. Andere leichtflüchtige Flüssigkeiten wie Aceton können ebenfalls als Schmiermittel herangezogen werden.
Die Anordnung wird dann auf eine Temparatur aufgeheizt, die ausreicht, um den Glashalter aufgrund der Oberflächenspannung schrumpfen zu lassen, wobei das Aufheizen auch das Ethanol in den Bohrungen verdampfen läßt. Man kann das ganze im Vakuum ablaufen lassen, um das Kollabieren zu beschleunigen oder Luft zu entfernen, die eingefangen werden kann. Das Aufheizen wird fortgesetzt, bis ein homogenes Gestell aus Silicium hergestellt ist. Der Glashalter wird um die Spleißstelle herum aufgeheizt und wird gezogen, um einen Konus darzustellen. Die Verjüngung wird fortgesetzt bis der Kern ausreichend klein geworden ist, um gleiche Kopplung bei den vorausgewählten Wellenlängen zu erzielen.
Es versteht sich von selbst, daß sich die vorliegende Erfindung zum Herstellen von wellenlängenabgeflachten Kopplern in verschiedenen Wellenlängenfenstern eignet, indem die zwei vorbestimmten Wellenlängen geeignet gewählt werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines optischen Faserkopplers mit den Schritten Anordnen zweier oder mehrerer optischer Sekundärfasern (20) um eine optische Zentralfaser (21) zur Bildung eines Faserbündels, wobei die Sekundärfasern symmetrisch zu und äquidistant von der Zentralfaser angeordnet sind, und Herstellen eines verschmolzenen, sich verjüngenden Kopplers aus dem Faserbündel durch Aufheizen und Ziehen des Bündels, wobei das Verjüngen beendet wird, wenn die aus der Zentralfaser bei zwei unterschiedlichen vorgegebenen Frequenzen ausgekoppelten Lichtanteile gleich werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmemenge und die auf das Faserbündel bei dem Verschmelzen ausgeübte Spannung gesteuert werden, so daß sich ein erforderlicher vorgegebener Verschmelzungsgrad einstellt, d.h. das Verhältnis der verschmolzenen Breite (x, Fig. 24) zwischen zentraler und äußeren Fasern zu dem Durchmesser (d) der zentralen Faser des Bündels, das durch vorangehende Untersuchungen ermittelt wurde, um zu einem erwünschten Einkopplungsverlust und einer im wesentlichen gleichförmigen Koppelung zwischen der zentralen und den sekundären Fasern zu kommen, wodurch die Lichtmenge korrekt festgelegt wird, welche von der zentralen in die sekundären Fasern oder umgekeht gekoppelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Fasern (21, 20) relativ zueinander durch Einführen in entsprechende Löcher (13, 14) in einem zylindrischen Träger (10) angeordnet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem vor dem Einführen der jeweiligen Faser (21, 20) jedes Loch (13, 14) mit Ethanol geschmiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Faserbündel verdrillt wird, bevor der verschmolzene sich verjüngende Koppler hergestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 4, bei welchem die Fasern (20, 21) durch eine Kapillarröhre relativ zueinander angeordnet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem eine Rückkopplung von einem Spannungssensor zu einer Heizvorrichtung die Heizvorrichtung so steuert, daß das Bündel auf der Temperatur für die gewünschte Spannung gehalten wird, wobei der Spannungssensor die auf das Bündel während des Ziehens ausgeübte Spannung mißt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die auf das Bündel ausgeübte Spannung während des Ziehens variiert wird, um einen vordefinierten Spannungsverlauf über die Zeit zu erhalten.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem n sekundäre Fasern (20) vorhanden sind, wobei die Herstellung des Kopplers einen ausreichenden Verschmelzungsgrad zwischen Zentralfaser (21) und jeder Sekundärfaser sicherstellt, so daß im wesentlichen 1/n des Lichtes von der Zentralfaser in jede Sekundärfaser gekoppelt wird, so daß sich ein 1-auf-n-Koppler bei den zwei vorgegebenen Frequenzen ergibt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem n sekundäre Fasern (20) vorhanden sind, wobei die Herstellung des Kopplers einen ausreichenden Verschmelzungsgrad zwischen Zentralfaser (21) und jeder Sekundärfaser sicherstellt, so daß im wesentlichen 1/(n+1) des Lichtes von der Zentralfaser in jede Sekundärfaser gekoppelt wird, so daß sich ein 1-auf- (n+1)-Koppler bei den vorgegebenen Frequenzen ergibt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem sieben standardisierte systemangepaßte umkleidete Fasern (20, 21) in einer hexagonal-dichten Packung durch eine Kapillare aus Material mit einem Brechungsindex, der niedriger als reines Silicium ist, vor dem Verschmelzen der Fasern gehalten werden, wobei der Koppler während des Verschmelzens mit etwa 200 µm/s verlängert wird, die auf die Fasern während der Herstellung des Kopplers ausgeübte Spannung bei 2 gm beginnt und linear auf 0,9 gm absinkt, wobei letztere Spannung beibehalten wird, bis die aus der Zentralfaser (21) ausgekoppelten Lichtanteile bei zwei vorgegebenen Frequenzen gleich werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem die Sekundärfasern (20) äquidistant voneinander beabstandet auf einem Kreis um die Zentralfaser (21) liegen.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem eine gerade Zahl von Sekundärfasern (20) vorliegt, die paarweise gruppiert sind, wobei die Paare äquidistant voneinander beabstandet sind und auf einem Kreis um die Zentralfaser (21) liegen.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem das durch die Zentralfaser (21) übertragene Licht beobachtet wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem das Licht überwacht wird, das in wenigstens eine Sekundärfaser (20) gekoppelt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem das gesamte Licht überwacht wird, das in alle Sekundärfasern (20) gekoppelt wird.