Technische Optik in der Praxis

8.4 Koppeltechnik
8.4.1 Vorbetrachtungen
8.4 Koppeltechnik 225
Bei der Ankopplung von Lichtquellen an Fasern und teilweise auch bei Faser-
Faser-Verbindungen besteht das Problem, daß die Strahlungscharakteristika
des Sendeelementes (Fläche A und Divergenzwinkel Θ) auf die entsprechenden
Werte des Empfangselementes umgesetzt werden müssen. Dies kann teilweise
durch optische Abbildung erreicht werden. Die Situation ist in Abb. 8.17
dargestellt.
A 1, Θ
1
A 2, Θ
2
Abb. 8.17. Optische Abbildung
Der Vergleich der Flächen und Divergenzwinkel macht deutlich, daß nach
einem allgemeinen Prinzip der Optik bei optischen Abbildungen das Produkt
aus Raumwinkel und strahlender Fläche unverändert bleibt:
A · Θ = const. (8.13)
Dies bedeutet, daß bei der Abbildung eines Sendeelements auf eine Glasfaser
zum Zwecke der Verbesserung der optischen Ankopplung die Wirkung
auf den Divergenzwinkel (→ numerische Apertur) nicht außer acht gelassen
werden darf. Mit anderen Worten: Es reicht nicht aus, durch eine Linse den
möglicherweise zu großen Strahlquerschnitt eines Sendeelementes auf den geringeren
Kerndurchmesser der Faser zu bündeln; es ist dabei auch zu prüfen,
ob die dadurch zwangsläufig vergrößerte Konvergenz der Strahlung (= Sende-
AN) nicht den Akzeptanzwinkel (=Einkoppel-AN) der Faser überstrahlt.
8.4.2 Ankopplung Quelle-Faser
Kopplung LED-Faser. Dies wird bei der Ankopplung einer LED an eine
Glasfaser sofort deutlich. Die LED ist ein Lambertstrahler. Dies bedeutet,
daß jeder Punkt ihrer strahlenden Fläche mit einer Winkelverteilung der Intensität
∼ cos φ strahlt; somit tritt Strahlung bis zu einem Winkel von 90 ◦
aus. Dies soll durch die in Abb. 8.18 eingezeichneten Antennencharakteristika