DE102004027222A1 - Optical multimode switch with optical fiber input and output, has parabolic reflector or reflector coupled to drive to allow channel selection by tilting or linear movement - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft optische Multimodeschalter mit einem Lichtwellenleiter als Eingang und mindestens einem Lichtwellenleiter als Ausgang.The The invention relates to multimode optical switches having an optical waveguide as input and at least one optical fiber as output.
Durch die WO 98/43125 A1 (Optischer Mehrfachschalter) ist ein optischer Schalter bekannt, wobei über maximal zwei Ausnehmungen ein Umschalten dadurch erreicht wird, dass diese wahlweise mit einem optisch dünneren oder dichteren Stoff gefüllt werden. Dabei wirken zwei Flächen der Ausnehmung entweder als Reflexionsflächen oder als transmittierende Flächen. Durch den Wechsel der optischen Eigenschaften innerhalb eines transparenten Grundkörpers mit dieser Ausnehmung ergibt sich ein komplizierter Aufbau.By WO 98/43125 A1 (optical multiple switch) is an optical one Switch known, being over a maximum of two recesses a switching is achieved thereby that this optionally with a visually thinner or denser fabric be filled. There are two surfaces the recess either as reflection surfaces or as a transmissive Surfaces. By changing the optical properties within a transparent the body With this recess results in a complicated structure.
Die
Die
In
der
Ein
weiterer optischer Schalter ist durch die
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, Lichtstrahlen zwischen wenigstens einem Eingang und mindestens einem Ausgang ohne Bewegung eines Lichtwellenleiters direkt umzuschalten.Of the The invention defined in claim 1 is based on the problem Light rays between at least one input and at least one Switch output without movement of an optical fiber directly.
Dieses Problem wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This Problem is solved with the features listed in claim 1.
Die erfindungsgemäßen optischen Multimodeschalter zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass Lichtstrahlen zwischen wenigstens einem Eingang und mindestens zwei Ausgängen ohne Bewegung von Lichtwellenleitern direkt umgeschaltet werden können. Der optische Multimodeschalter beruht auf einer schaltbaren Abbildungsoptik, die eine 1:1 Abbildung der Stirnfläche des Lichtwellenleiters des Eingangs auf die Stirnfläche eines Lichtwellenleiters als Ausgang realisiert.The according to the invention optical Multimode switches are characterized in particular by the fact that light rays between at least one input and at least two outputs without Movement of optical fibers can be switched directly. Of the multimode optical switch is based on a switchable imaging optics, which is a 1: 1 image of the end face of the optical waveguide the entrance to the frontal area an optical waveguide realized as an output.
Dazu sind im Strahlengang zwischen dem Lichtwellenleiter als Eingang und dem/den Lichtwellenleiter/n als Ausgang wenigstens ein Parabolspiegel und mindestens ein Spiegel ange ordnet, wobei für eine Kanalselektion der Parabolspiegel und/oder der Spiegel mit wenigstens einem Antrieb so gekoppelt ist, dass der Parabolspiegel und/oder der Spiegel gegenüber den Strahlen kippbar und/oder linear in einer Richtung oder in mehreren Richtungen und damit in einer Ebene bewegbar ist.To are in the beam path between the fiber optic cable as an input and the optical waveguide (s) as an output at least one parabolic mirror and arranges at least one mirror, wherein for a channel selection of the parabolic mirror and / or the mirror is coupled to at least one drive, that the parabolic mirror and / or the mirror opposite the Rays tiltable and / or linear in one direction or in several Directions and thus is movable in one plane.
Grundlage des optischen Multimodeschalters bilden vorteilhafterweise nur reflexive Elemente bis auf den Reflexionskoeffizient ohne Wellenlängenabhängigkeit. Refraktive Elemente mit einer inhärenten Dispersion sind nicht notwendig. Basis der optischen Multimodeschalter stellt wenigstens ein Parabolspiegel dar. Parabolspiegel sind frei von sphärischer Aberration für kollimierte Strahlen, die parallel zur Symmetrieachse des Parabolspiegels einfallen und zeichnen sich damit dadurch aus, dass die reflektierten Strahlen exakt durch den Brennpunkt gehen. Damit der Fokus nicht innerhalb des kollimierten Strahles liegt, werden vorzugsweise Parabolspiegel in der sogenannten Off-Axis-Positionierung eingesetzt.The basis of the optical multi-mode switch advantageously only reflective elements up to the reflection coefficient without wavelength dependence. Refractive elements with an inherent dispersion are not necessary. At least one parabolic mirror is based on the multimode optical switches. Parabolic mirrors are free of spherical aberration for collimated beams which are incident parallel to the axis of symmetry of the parabolic mirror and are therefore characterized in that the reflected beams pass exactly through the focal point. So that the focus is not within the collimated Strahles is preferably parabolic mirrors are used in the so-called off-axis positioning.
Prinzipiell gelangen die kollimierten Lichtstrahlen auf den identischen Parabolspiegel oder einem weiteren baugleichen Parabolspiegel.in principle the collimated light rays reach the identical parabolic mirror or another identical parabolic mirror.
Grundsätzlich ergibt sich im Gesamtausfbau ein sogenannter 4f-Aufbau.Basically results in the total extent a so-called 4f structure.
Ein weiterer Vorteil der optischen Multimodeschalter besteht darin, dass diese Schalter zum Schalten für Lichtstrahlen mit einem großen spektralen Bereich von Ultraviolett bis Infrarot eingesetzt werden können, der von der genutzten Spiegelschicht abhängig ist.One Another advantage of the optical multi-mode switches is that that these switches are used for switching light beams with a large spectral Range from ultraviolet to infrared can be used depends on the mirror layer used.
Vorteilhafterweise besteht diese Schicht z.B. aus Gold, Silber oder Aluminium oder ist eine dielektrische Schicht oder eine Kombination aus metallischer und dielektrischer Schicht. Wenigstens einer der Spiegel ist mit mindestens einem Antrieb gekoppelt, so dass eine Kanalselektion erfolgen kann. Je nach Bewegungen des wenigstens einen angetriebenen Spiegels kann sowohl eine Selektion von in einer Reihe angeordneten Enden von Lichtwellenleitern als Ausgänge als auch eine Selektion von in einem zweidimensionalen Feld angeordneten Enden von Lichtwellenleitern als Ausgänge erfolgen, wobei die Enden der Lichtwellenleiter beliebige Abstände zueinander einnehmen können. Dadurch ergeben sich die vielfältigsten Anwendungsmöglichkeiten.advantageously, if this layer is e.g. made of gold, silver or aluminum or is a dielectric layer or a combination of metallic and dielectric layer. At least one of the mirrors is with coupled to at least one drive, so that a channel selection can be done. Depending on the movements of the at least one driven Mirror can be both a selection of arranged in a row Ends of optical fibers as outputs as well as a selection of ends of optical waveguides arranged in a two-dimensional array as exits take place, wherein the ends of the optical waveguide arbitrary distances from one another can take. This results in the most diverse Applications.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 9 angegeben.advantageous Embodiments of the invention are in the claims 2 to 9 indicated.
Günstige Realisierungsvarianten für optische Multimodeschalter sind durch die Weiterbildungen der Patentansprüche 2 bis 6 gegeben.Favorable realization variants for optical Multimode switches are through the developments of the claims 2 to 6 given.
Neben dem Parabolspiegel ist vorteilhafterweise als Spiegel
- – ein planer Reflexionsspiegel,
- – ein weiterer Parabolspiegel,
- – ein Spiegelsystem aus zwei Planspiegeln und ein planer Reflexionsspiegel oder
- – ein Spiegelsystem aus zwei Planspiegeln und ein weiterer Parabolspiegel ein Bestandteil der erfindungsgemäßen optischen Multimodeschalter.
- A plane reflection mirror,
- - another parabolic mirror,
- A mirror system consisting of two plane mirrors and a plane reflection mirror or
- - A mirror system consisting of two plane mirrors and another parabolic mirror a part of the optical multi-mode switch according to the invention.
Eine der Spiegeleinrichtungen dieser optischen Multimodeschalter ist mit wenigstens einem Antrieb gekoppelt, so dass eine Kanalselektion gegeben ist. Die Anzahl der schaltbaren Ausgänge richtet sich insbesondere nach der Anzahl der Richtungen und den Längen der Bewegungen.A the mirror devices of these multimode optical switches coupled with at least one drive, so that a channel selection given is. The number of switchable outputs depends in particular according to the number of directions and the lengths of the movements.
Dazu sind insbesondere nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 Endenbereiche der Lichtwellenleiter als Ausgänge in einer Reihe oder in mehreren Reihen angeordnet. Je nach Anordnung der Bestandteile der optischen Multimodeschalter ist der Endenbereich des Lichtwellenleiters als Eingang ein Bestandteil einer Reihe oder ist dazu beabstandet angeordnet.To are in particular according to the embodiment of claim 7 end regions the fiber optic cable as outputs arranged in a row or in several rows. Depending on the arrangement of Components of the optical multi-mode switch is the end area of the optical waveguide as an input part of a series or is spaced therefrom.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind prinzipiell in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.embodiments The invention are shown in principle in the drawings and will be closer in the following described.
Es zeigen:It demonstrate:
1. Ausführungsbeispiel1st embodiment
Ein
optischer Multimodeschalter mit einem Lichtwellenleiter als Eingang
Die
In
der Brennweite des Parabolspiegels
Der
plane Reflexionsspiegel
2. Ausführungsbeispiel2nd embodiment
Ein
optischer Multimodeschalter mit einem Lichtwellenleiter als Eingang
Die
In
Brennweite des Parabolspiegels
Der
Parabolspiegel
3. Ausführungsbeispiel3rd embodiment
Ein
optischer Multimodeschalter mit einem Lichtwellenleiter als Eingang
Die
In
Brennweite des ersten Parabolspiegels
Mindestens
einer der Parabolspiegel
4. Ausführungsbeispiel4th embodiment
Ein
optischer Multimodeschalter mit einem Lichtwellenleiter als Eingang
Die
Nach
dem Eingang
Die
Spiegel
In einer weiteren Ausführungsform kann neben diesem ersten Spiegelsystem hinter dem Eingang (adressiert vier Kanäle in einer Zeile) ein zweites identisches Spiegelsystem vor den Ausgängen vorhanden sein. Das zweite Spiegelsystem ist um 90° gegenüber dem ersten Spiegelsystem gedreht angeordnet, so dass der größere Spiegel der erste Spiegel, der kleinere Spiegel der zweite Spiegel und vier Zeilen von Ausgängen adressiert werden können. Mit vier Antrieben als Aktuatoren können dadurch 16 Kanäle adressiert werden.In a further embodiment can be located next to this first mirror system behind the entrance (addressed four channels in a row) a second identical mirror system in front of the outputs be. The second mirror system is 90 degrees from the first mirror system rotated so that the larger mirror is the first mirror, the smaller mirror addresses the second mirror and four rows of outputs can be. With four drives as actuators 16 channels can be addressed become.
5. Ausführungsbeispiel5th embodiment
Ein
optischer Multimodeschalter mit einem Lichtwellenleiter als Eingang
Die
Nach
dem Eingang
Die
Planspiegel
Die
in den Ausführungsbeispielen
aufgeführten
Antriebe
Die translatorischen Antriebe der Ausführungsbeispiele eins bis fünf sind elektrisch ansteuerbare Bewegungseinrichtungen als piezoelektrische Biegeplatte, piezoelektrisches Mehrmorphelement, piezoelektrischer Linearantrieb, elektromechanischer Linearantrieb, elektromagnetischer Linearschrittantrieb oder magnetostriktiver Linearantrieb.The translational drives of the embodiments one to five are electrically controllable movement devices as a piezoelectric bending plate, piezoelectric multi-morph element, piezoelectric linear drive, electromechanical linear actuator, electromagnetic linear stepper drive or magnetostrictive linear drive.
Für die Kippbewegungen können auch rotatorisch wirkende Antriebe eingesetzt werden.For the tilting movements can also rotationally acting drives can be used.
In Ausführungsformen der Ausführungsbeispiele können die Endenbereiche der zu Arrays zusammengefassten Lichtwellenleiter der Ausführungsbeispiele eins bis fünf in mehreren mit einem Abstand und parallel zueinander angeordnete Nuten eines plattenförmigen Körpers eingebracht sein. Das Einbringen der Nuten basiert auf bekannten Ätz- oder Abtragsverfahren. In diese Nuten befinden sich die Endenbereiche der Lichtwellenleiter. Für eine Erhöhung der Stabilität der Lichtwellenleiter sind die Endenbereiche mit einer Platte abgedeckt, die entweder plan ausgeführt ist oder ebenfalls korrespondierende Nuten aufweist. Die Endenbereiche der Lichtwellenleiter sind in diese Nuten vorteilhafterweise eingeklebt.In embodiments the embodiments can the end portions of the optical fibers combined into arrays the embodiments one to five in several spaced and parallel to each other Grooves of a plate-shaped body be introduced. The introduction of the grooves is based on known etching or Abtragsverfahren. In these grooves are the end portions of the optical fibers. For one increase stability the optical fibers, the end regions are covered with a plate, which either run flat or also has corresponding grooves. The end areas the optical fibers are advantageously glued into these grooves.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200410027222 DE102004027222A1 (en) | 2004-05-28 | 2004-05-28 | Optical multimode switch with optical fiber input and output, has parabolic reflector or reflector coupled to drive to allow channel selection by tilting or linear movement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200410027222 DE102004027222A1 (en) | 2004-05-28 | 2004-05-28 | Optical multimode switch with optical fiber input and output, has parabolic reflector or reflector coupled to drive to allow channel selection by tilting or linear movement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102004027222A1 true DE102004027222A1 (en) | 2005-12-15 |
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ID=35404495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE200410027222 Withdrawn DE102004027222A1 (en) | 2004-05-28 | 2004-05-28 | Optical multimode switch with optical fiber input and output, has parabolic reflector or reflector coupled to drive to allow channel selection by tilting or linear movement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102004027222A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012112412A3 (en) * | 2011-02-14 | 2012-10-11 | Pinanotech (Piezo Nano-Technology) Ltd. | Fiber optic switch system with parabolic mirror collimator |
-
2004
- 2004-05-28 DE DE200410027222 patent/DE102004027222A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012112412A3 (en) * | 2011-02-14 | 2012-10-11 | Pinanotech (Piezo Nano-Technology) Ltd. | Fiber optic switch system with parabolic mirror collimator |
| CN103547952A (en) * | 2011-02-14 | 2014-01-29 | 皮南诺科技(皮尔佐南诺-科技)有限公司 | Fiber optic system with parabolic mirror collimator |
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|---|---|---|---|
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