Untersuchung der Beugungseffekte an einseitigen Blenden die mit einem Gaußstrahl beleuchtet werden

Zusammenfassung: Die vorliegende Arbeit untersucht die Dämpfung in variablen optischen Abschwächern unter Berücksichtigung von Beugungseffekten. In einem möglichen variablen optischen Abschwächer sendet eine Singlemode-Faser das Lichtsignal aus. Innerhalb des freien Raumes schattet eine Blende einen Teil des Lichtstrahls ab, bevor das Licht wieder in eine zweite Faser eingekoppelt wird. Mit angespleißten Linsen kann eine bessere Übertragung erreicht werden. Nach einer Einführung in die theoretischen Grundlagen wird gezeigt, dass die Amplitudenverteilung nach der Blende mit Hilfe des Beugungsintegrals von Kirchhoff berechnet werden kann. Eine analytische Berechnung der in die Faser wiedereingekoppelten Lichtleistung ist nicht möglich. Mit Hilfe von numerischen Simulationen werden zwei Typen von optischen Abschwächern untersucht. Zum einen Abschwächer, die das Licht ohne Linsen aus der Faser aus- und wieder einkoppeln, zum anderen Systeme, bei denen die optische Kopplung mit Hilfe von Faserlinsen erfolgt. Die Simulationen werden für Wellenlängen im Bereich von 1,1µm und 1,6µm durchgeführt. Der Einfluss der Blendenform wird hauptsächlich an den drei dargestellten Blendenformen untersucht. Die Simulationen zeigen, dass die Blendenform praktisch keinen Einfluss auf die Dämpfung der reinen Faserkopplung hat. Hingegen kann bei der Faserlinsenkopplung durch Wahl der Blende die Auflösung des Abschwächers eingestellt werden. Die gerade Blende dämpft im Bereich von 3-10dB um 1,54 dB/µm die spitze Blende um 1,25 dB/µm. Die Wellenlängenabhängige Dämpfung WDL ist bei der Faserlinsenkopplung mit ca. 0,3dB um etwa den Faktor 10 kleiner als bei der Faserkopplung. Ein Einfluss der Blende auf die Polarisation wird aufgrund von Messungen erwartet, kann aber nicht überprüft werden