DE10000483C1 - Faseroptisches Schaltelement - Google Patents

Abstract

Bei einem faseroptischen Schalter wird ein faseroptisches Schaltelement eingesetzt, bei dem eine bewegliche Faser (1) durch einen Schaltkörper (2) an einem ersten Anschlag (3) vor einer ersten fest angeordneten Faser (4) oder an einem zweiten Anschlag (5) vor einer zweiten fest angeordneten Faser (6) positioniert wird, wobei die bewegliche Faser (1) zur Positionierung durch den Schaltkörper (2) gegen den ersten oder zweiten Anschlag (3, 5) geschoben und flach an den ersten oder zweiten Anschlag (3, 5) gedrückt wird.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen faseroptischen Schalter und ein fa­ seroptisches Schalterbauteil, das aus einem oder mehreren faseroptischen Schaltern besteht. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein faseropti­ sches 1 × 2-Schaltelement, welches ein- oder mehrfach in einem faseroptischen Schalter enthalten ist.

Bei einem faseroptischen 1 × 2-Schaltelement wird im allgemeinen eine bewegli­ che Lichtleiterfaser durch einen Schaltkörper entweder vor einer ersten fest angeordneten oder vor einer zweiten fest angeordneten Lichtleiterfaser positio­ niert. Eine Lichtleiterfaser wird nachfolgend der Einfachheit halber als Faser bezeichnet.

Gemäß der GB 2 107 481 A wird eine bewegliche optische Faser innerhalb ei­ ner Spiralfeder angeordnet und mittels einer V-förmigen Nut bei entspannter Spiralfeder vor einer ersten fest angeordneten Faser positioniert. Mittels eines an der Spiralfeder anliegenden z. B. manuell zu betätigenden Schaltkörpers kann die bewegliche optische Faser aus der Ruhelage vor der ersten fest ange­ ordneten Faser in einer V-förmigen Nut vor einer zweiten fest angeordneten op­ tischen Faser positioniert werden. Die fest angeordneten Fasern liegen nicht notwendigerweise an einer der V-förmigen Nuten an, sondern sind lediglich in Bezug auf diese ausgerichtet.

In der WO 88/02869 ist ein optischer Schalter gezeigt, bei dem eine bewegliche Faser fest mit einem Schaltkörper verbunden ist, durch den sie gegen eine von zwei V-förmigen Anschlagflächen geführt werden kann, an denen jeweils eine fest angeordnete Faser anliegt. Zur Begrenzung der Bewegung des Schaltkör­ pers sind mechanische Anschläge vorgesehen, die derart angeordnet sind, dass die optische Faser sich durch ihre Eigenspannung an den jeweiligen V-förmi­ gen Anschlag anschmiegt.

In der EP 0 644 447 A1 und der DE 27 04 984 A1 sind mechanische optische Schalter offenbart, bei denen eine bewegbare optische Faser mit einer magneti­ schen Faserhülle versehen ist, um die bewegbare optische Faser vor einer er­ sten oder einer zweiten fest angeordneten optischen Faser zu positionieren.

Wie in den in der GB 2 107 481 A und der WO 88/02869 offenbarten optischen Schaltern wird auch gemäß der Lehre der EP 0 644 447 A1 und der DE 27 04 984 A1 die bewegliche optische Faser gegen eine jeweilige Anschlagfläche geführt, an der auch die erste bzw. die zweite fest angeordnete optische Faser anliegt bzw. hinsichtlich der die erste bzw. zweite fest angeordnete optische Faser ausgerichtet ist, wobei ein verwendeter Anschlag jeweils zwei Positionier­ flächen aufweist, d. h. zwei Flächen, an denen die fest angeordneten Fasern je­ weils liegen bzw. hinsichtlich der sie ausgerichtet sind und gegen die die be­ wegliche optische Faser jeweils geführt wird.

Die zuvor beschriebenen optischen Schalter benötigen zur Positionierung der Fasern aufwendige Antriebe, Kollimationsoptiken oder Präzisionsmechaniken, da die bewegliche Faser jeweils abseits der Kontaktstelle mit einer der fest angeordneten Fasern zum Anschlag hin gebogen wird und sich an diesen an­ legt, damit die Faser keine über die gewollte Biegung hinausgehende oder diese nicht erreichende Biegung erfährt und somit nicht mehr korrekt zu der jeweili­ gen fest angeordneten Faser ausgerichtet wäre. Weiter werden solche Schalter durch die vergleichsweise aufwendige Beschichtung mit magnetisierbarem Ma­ terial oder der festen Montage an vergleichsweise aufwendigen mechanischen Aktoren sehr teuer und/oder groß. Weiterhin besteht auch durch das Fassen der Fasern in Ferrulen ein erheblicher Platzbedarf.

Die DE 41 01 043 A1 und die DE 41 09 196 A1 beschreiben optische Schalter, bei denen in zwei gegeneinander beweglichen aus Silizium bestehenden Teilen vorgesehene Zentriernuten jeweils Gruppen von Lichtwellenleiter angeordnet sind. Genau reproduzierbare Schalterstellungen, in denen sich bestimmte Lichtwellenleiter genau gegenüberstehen, werden durch mittels einer Ätztech­ nik in dem Silizium erzeugte Anschläge erreicht. Gegenüber den in den GB 2 107 481 A, WO 88/02869, EP 0 644 447 A1 und der DE 27 04 984 A1 gezeigten Schaltern weisen die in den DE 41 01 043 A1 und DE 41 09 196 A1 beschrie­ benen optische Schalter nicht den Nachteil einer möglichen zu starken oder zu schwachen Biegung auf, durch die vergleichsweise aufwendige feste Montage an vergleichsweise aufwendigen hochpräzise zu fertigenden mechanischen Ak­ toren werden diese jedoch sehr teuer und/oder groß.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein faseroptisches Schalt­ element anzugeben, mit dem ein faseroptischer Schalter bzw. ein aus mehreren faseroptischen Schaltern bestehendes faseroptisches Schalterbauteil aufgebaut werden kann, das einfach und kostengünstig herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein faseroptisches Schaltelement nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungs­ gemäßen faseroptischen Schaltelements sind in den nachfolgenden Patentansprüchen 2 bis 11 definiert.

Ein faseroptischer Schalter bzw. ein faseroptisches Schalterbauteil nach der Erfindung sind in den unabhängigen Patentansprüchen 12 und 13 angegeben.

Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen bekannten optischen Schaltern wird die bewegliche Faser nach der Erfindung nicht zum Anschlag hin gebogen, also an diesen gezogen, sondern an den Anschlag geschoben und flach daran gedrückt. Dies hat den Vorteil, dass Materialeigenschaften der Faser, wie z. B. deren Biegesteifigkeit, konstruktiv nicht mehr berücksichtigt werden brauchen, da die Justage der beweglichen Faser an der Faser selbst und nicht - wie nach dem beschriebenen Stand der Technik - an dem Schaltkörper erfolgt, wodurch weiter auf präzise mechanische Führungen des Schaltkörpers verzichtet wer­ den kann, da dieser nur als Mitnehmer wirkt. Hierbei wird sogar eine höhere Präzision erreicht, da die Bewegung durch den Anschlag der Faser selbst an der Justagestruktur gestoppt wird.

Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a eine Aufsicht auf eine erste Ausführungsform eines faseroptischen Schaltelements nach der Erfindung;

Fig. 1b eine Schnittdarstellung der in der Fig. 1a dargestellten ersten Aus­ führungsform nach der Erfindung;

Fig. 2a eine Aufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines faseroptischen Schaltelements nach der Erfindung;

Fig. 2b eine Schnittdarstellung der in der Fig. 2a dargestellten zweiten Aus­ führungsform nach der Erfindung;

Fig. 3 zwei Schaltzustände einer weiteren Ausführungsvariante der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine räumliche Darstellung der Einzelteile einer weiteren Ausfüh­ rungsvariante der zweiten Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. 5 ein Gehäuse für das in der Fig. 4 gezeigte Schaltelement;

Fig. 6 die Ausführung eines bistabilen magnetischen Aktors, der zur Schaltung eines erfindungsgemäßen faseroptischen Schaltelements eingesetzt werden kann;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein faseroptisches Schaltelement nach der Erfindung zur Darstellung der axialen und lateralen Befestigung der optischen Fasern;

Fig. 8 einen Querschnitt durch ein faseroptisches Schaltelement nach der Erfindung zur Darstellung einer vorteilhaften lateralen Befestigung der fest angeordneten optischen Fasern;

Fig. 9 die Möglichkeit der Anordnung mehrerer faseroptischer Schalt­ elemente nach der Erfindung zu einem erfindungsgemäßen faseroptischen Schalter;

Fig. 10 eine Aufsicht auf einer dritte Ausführungsform eines faseroptischen Schaltelements nach der Erfindung; und

Fig. 11 verschiedene Schnittdarstellungen der in der Fig. 10 dargestellten dritten Ausführungsform nach der Erfindung.

Für die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird der Fall betrachtet, dass das von einer beweglichen Eingangsfaser ausgehende Signal wechselseitig zwischen zwei fest angeordneten Ausgangsfasern umge­ schaltet werden kann, d. h. die bewegliche Eingangsfaser wahlweise vor einer von zwei fest angeordneten Ausgangsfasern positioniert werden kann. Sowohl die Eingangsfaser als auch die Ausgangsfasern können singlemode oder multi­ mode Fasern sein. Natürlich kann das faseroptische Schaltelement nach der Erfindung auch für einen umgekehrten Signalfluß aufgebaut werden, bei dem eins von zwei Eingangssignalen, die durch eine jeweilige fest angeordnete Ein­ gangsfaser eingeleitet werden, in eine wahlweise vor diesen positionierbare be­ wegliche Ausgangsfaser geleitet wird.

Die Fig. 1a und 1b zeigen eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfin­ dung, bei der sich die bewegliche Eingangsfaser 1 und die fest angeordneten Ausgangsfasern 4, 6 in einer gemeinsamen, annähernd rechteckförmigen Nut eines Körpers 8 befinden, die nachfolgend als Fasernut bezeichnet wird, wobei die Eingangsfaser 1 je nach Schaltzustand einer der beiden Ausgangsfasern 4, 6 gegenübersteht. Die beschriebene feste Anordnung der Ausgangsfasern be­ zieht sich lediglich auf deren laterale Richtung, d. h. auf das Anliegen an je­ weiligen Justageflächen.

Die Signalübertragung erfolgt über eine Stirnflächenkopplung, wobei sich zwischen den Faserendflächen ein Spalt befindet, der durch die axiale Fixie­ rung der Fasern bestimmt ist. Dabei können die Fasern bei Verwendung einer Index Matching Flüssigkeit senkrecht geschnitten oder unter einem definierten Winkel angeschrägt sein. Eine Index Matching Flüssigkeit erfüllt allgemein mehrere Funktionen. Zum einen werden Rückreflexionen an die Faserstirnflä­ chen der sich gegenüberstehenden Fasern vermindert, zum anderen wird die Aufweitung des aus der Eingangsfaser 1 ausgekoppelten Strahls im Spalt zwi­ schen der Eingangsfaser 1 und der entsprechenden Ausgangsfaser 4, 6 verrin­ gert. Weiter ist die Bewegung der Faser im Schalter durch die Flüssigkeit ge­ schmiert, wodurch der Abrieb der dabei aneinander reibenden Materialien ver­ mindert wird, und die Flüssigkeit verhindert die Versprödung der entmantelten Fasern in Folge von Wassereinlagerung. Wird andererseits auf die Verwendung einer Index Matching Flüssigkeit verzichtet, so wird vorteilhaft der Rückreflex durch das Anschrägen der Faserendflächen vermindert. In Folge der verstärk­ ten Strahlaufweitung im Spalt ist in diesem Fall jedoch die Einkoppeldämpfung höher als bei der Verwendung einer Index Matching Flüssigkeit. Dabei können beide Varianten vorteilhaft miteinander kombiniert werden, um eine besonders geringe Rückreflexion und eine geringe optische Dämpfung zu erhalten.

Alternativ zu der Signalübertragung über einen sich zwischen den Faserend­ flächen befindlichen Spalt kann bei dem erfindungsgemäßen faseroptischen Schaltelement z. B. auch eine Kopplung der Faserenden durch direkten Kontakt mittels eines Federmechanismus erfolgen, wie er z. B. in der zuvor schon angesprochenen WO 88/02869 offenbart ist.

Die Bewegung der Eingangsfaser 1 von dem ersten Schaltzustand vor der er­ sten fest angeordneten Ausgangsfaser 4 in den zweiten Schaltzustand vor der zweiten fest angeordneten Ausgangsfaser 6 erfolgt elektromagnetisch, wie es nachfolgend in Bezug auf die Fig. 4 noch näher beschrieben ist, wobei beide Schaltzustände ohne Zuführung von Energie stabil sind. Die Energiezuführung ist lediglich zum Ändern des Schaltzustandes nötig, wobei ein mit der bewegli­ chen Eingangsfaser 1 nicht fest verbundener Schaltkörper 2, der zumindest ei­ nen permanentmagnetischen Teil aufweist, durch elektromagnetische Kräfte zwischen den beiden definierten Positionen bewegt wird. Durch entsprechende Wahl der Abstände zwischen dem permanentmagnetischen Teil und dem Spu­ lenkern läßt sich alternativ auch eine monostabile Anordnung erzielen.

Die Justage der ersten Ausgangsfaser 4 sowie der beweglichen Eingangsfaser 1 vor der ersten fest angeordneten Ausgangsfaser 4 erfolgt an einem ersten An­ schlag 3 und die Justage der zweiten fest angeordneten Ausgangsfaser 6 sowie der beweglichen Eingangsfaser 1 vor der zweiten fest angeordneten Ausgangs­ faser 6 erfolgt an einem zweiten Anschlag 5. Der erste Anschlag 3 und der zweite Anschlag 5 sind durch jeweils eine Seitenwand 3a, 5a sowie den Boden 3b und 5b der in dem Körper 8 vorgesehenen Fasernut gebildet. Durch die ein­ fach gehaltene Struktur dieser den jeweiligen Anschlag bildenden Flächen kön­ nen diese mit relativ geringem Aufwand hochpräzise gefertigt werden.

Die Fig. 1b zeigt eine Schnittdarstellung der in der Fig. 1a gezeigten ersten Ausführungsform der Erfindung entlang der in der Fig. 1a gezeigten Linie AB, wobei in den Fig. 2a und 2b lediglich das Funktionsprinzip, nicht aber da­ für unwesentliche Baugruppen, wie z. B. der in der Fig. 1a gezeigte elektroma­ gnetische Aktor gezeigt sind.

Die Fig. 1b zeigt die sich in der Fasernut befindliche bewegliche Eingangsfaser 1, die am zweiten Anschlag 5 anliegt, der aus der Seitenwand 5a und dem an diese angrenzenden Bodenbereich 5b der Fasernut besteht. Die Fasernut hat in dem hier gezeigten Fall eine Tiefe, also Seitenwandhöhe, die unterhalb des Fa­ serdurchmessers, aber oberhalb des halben Faserdurchmessers liegt. Auf dem Körper 8 aufliegend befindet sich ein Schlitten 2c des Schaltkörpers 2, der eine zur Fasernut fluchtende Nut aufweist, die nachfolgend als Schaltnut bezeich­ net wird. Der Schlitten 2c ist in Querrichtung zur Fasernut beweglich. Die sich im Schlitten 2c befindliche Schaltnut weist angeschrägte Seitenflächen 2a, 2b auf, die im gezeigten Fall einen Winkel α = 45° zu den Seitenwänden 3a, 5a bzw. dem Boden 3b und 5b der sich im Körper 8 befindlichen Fasernut derart aufweisen, dass die Schaltnut die Querschnittsform eines Trapezes aufweist, bei dem die offene dem Körper 8 zugewandte Seite die längere Seite ist. Die Tie­ fe dieser im Schlitten 2c gebildeten Schaltnut ist so gewählt, dass die bewegli­ che Eingangsfaser 1 nicht an deren Boden anstößt. Die Breite der Schaltnut ist so gewählt, dass der aus der Fasernut herausragende Teil der beweglichen Ein­ gangsfaser 1 leicht Platz darin findet. Der Winkel α kann abweichend auch der­ art gewählt werden, dass eine Andruckkraft auf beide Anschlagflächen 3a, 3b bzw. 5a, 5b resultiert, wobei er vorteilhaft zwischen 20° und 70° liegt. Weiter können auch im Querschnitt konvexe oder konkave Seitenflächen 2a, 2b ge­ wählt werden.

Auf den Körper 8 aufgesetzt ist ein Deckel 10, der einen Hohlraum mit der Höhe h bildet, in dem sich der Schlitten 2c quer zur Fasernut bewegen kann. Der Schlitten 2c weist eine Höhe D auf.

Wie der Fig. 1b entnommen werden kann, erfolgt die Justage der beweglichen Eingangsfaser 1 an der Faser selbst und nicht an dem Schaltkörper 2, wodurch eine höhere Präzision erreicht wird. Die Bewegung des Schlittens 2c in Querrichtung zur Fasernut wird nur dadurch gehemmt, dass die bewegliche Faser 1 am ersten Anschlag 3 oder am zweiten Anschlag 5 anliegt, und somit auch den die bewegliche Faser 1 schiebenden Schlitten 2c stoppt, der nicht an den Seitenwänden des durch den Körper 8 und den Deckel 10 gebildeten Hohlraums anschlägt. Der Schlitten 2c an sich braucht nur eine unpräzise Bewe­ gung auszuführen, wodurch auf präzise mechanische Führungen für den Schlitten 2c verzichtet werden kann. Dieser wirkt als Mitnehmer, der die be­ wegliche Faser 1 an den jeweiligen Anschlag schiebt und an diesen andrückt. Da die Seitenwände 2a, 2b der Schaltnut jeweils eine zuvor beschriebene 45° Anschrägung aufweisen, erfolgt die Krafteinwirkung auf die bewegliche Faser 1 unter 45° zur Bewegungsrichtung, wodurch gleichzeitig ein Andrücken der Fa­ ser an eine Seitenwand 3a, 5a und auf den Boden 3b und 5b der Fasernut, also gegen die komplette Justagestruktur erreicht wird. Diese Kraft wirkt auch in der Anschlagposition der beweglichen Eingangsfaser 1 derart, dass diese durch Aufbringen der eindimensionalen Kraft gleichzeitig zweidimensional ju­ stiert wird.

Da der die bewegliche Eingangsfaser 1 mechanisch bewegende Schlitten 2c nicht fest mit der Eingangsfaser 1 verbunden ist, ist er leicht montierbar. Da der Schlitten - wie zuvor ausgeführt - lediglich einen Druck auf die Faser ausüben muß - benötigt er weder eine hochpräzise Führung noch präzise Au­ ßenabmaße, sondern lediglich eine jeweilige plane Anschlagfläche 2a, 2b. Be­ findet sich der Schlitten 2c z. B. wie in der Fig. 2a gezeigt in einem Hohlraum, so kann die Höhe des Schaltkörpers D um einen Betrag zwischen 0 und t klei­ ner sein als die Hohlraumhöhe h, ohne die Positionierung der beweglichen Ein­ gangsfaser 1 mit einem Durchmesser von 2r zu beeinflussen. Die maximale To­ leranz t (= Differenz zwischen der Hohlraumhöhe h und der Schaltkörperhöhe D) ist abhängig von der Höhe y zwischen der Seitenwand 3a bzw. 5a und der Fasernut, dem Winkel α der Anschlagfläche des Schlittens 2c zur Seitenwand des jeweiligen Anschlags 3a bzw. 5a, sowie dem Radius der verwendeten Faser r. Sie läßt sich wie in Fig. 1b gezeigt berechnen zu t = r(1 + sinα) - y. Diese Aus­ führungsvariante ist nur realisierbar, wenn für die Höhe y gilt: r ≦ y ≦ r(1 + sinα).

In einer alternativen Ausführungsvariante für die erste in den Fig. 1a und 1b gezeigte Ausführungsform nach der Erfindung läuft der Schlitten des Schalt­ körpers nicht auf der Oberfläche des Körpers 8, sondern in einer in diesem vorgesehenen Führungsnut, die quer zu der Fasernut angeordnet ist und diese schneidet. In diesem Fall weist der Schlitten des Schaltkörpers eine gemäß der ersten in den Fig. 1a und 1b gezeigten Ausführungsvariante geformte Schalt­ nut auf, die jedoch tiefer ist, so dass hier ebenfalls die bewegliche Eingangsfa­ ser 1 nicht am Boden der Schaltnut anliegt.

Bei dieser zweiten Ausführungsvariante wird der Schlitten in der Führungsnut geführt, um die Faser gegen einen jeweiligen Anschlag 3, 5 zu schieben und an diesen zu drücken. Diese Führungsnut braucht aufgrund der Ausgestaltung des Schlittens als Mitnehmer im Gegensatz zu der Fasernut jedoch nicht hoch­ präzise gefertigt zu werden.

Insbesondere ist, wie auch in der ersten Ausführungsvariante, lediglich eine je­ weilige plane durch eine jeweilige Seitenwand der Schaltnut gebildete An­ schlagfläche gefordert, wobei die Führungsnut jedoch insoweit präzise gefertigt sein sollte, dass eine Krafteinwirkung auf die bewegliche Eingangsfaser 1 mög­ lichst über eine gesamte Anschlagfläche erfolgt. Die Führungsnut sollte also eine Ausrichtung des Schlittens insoweit zulassen, wie dessen Anschlagflächen nicht senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schlittens stehen, damit eine Kraftübertragung von der gesamten Anschlagfläche auf die bewegliche Ein­ gangsfaser 1 erfolgen kann. Eine hierfür vorteilhafte "lose" Bewegung des Schlittens wird insbesondere durch die nachfolgend in Bezug auf die Fig. 6 nä­ her beschriebene elektromagnetische Betätigung gefördert. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen von Aktuatoren für den Schlitten möglich, die eine Ausrichtung des Schlittens innerhalb der Führungsnut ermöglichen.

Die Fig. 2a und 2b zeigen eine zweite Ausführungsform nach der Erfindung, bei der der Schaltkörper 2 nicht lediglich aus einem Schlitten 2c mit einer Schalt­ nut besteht, die die Querschnittsform eines Trapezes hat, sondern aus einem Schlitten 2c mit wenigstens zwei in Bezug auf die bewegliche Faser 1 in axial versetzten Positionen angeordneten Kufen 2d, 2e besteht, welche jeweils senk­ recht zur Fasernut ausgerichtet sind und jeweils eine plane korrespondierend zu einer der Anschlagflächen 2a, 2b des Schlittens 2c der ersten Ausführungs­ form angeschrägte Anschlagfläche 2a, 2b aufweisen. Die Kufen 2d, 2e können jeweils gemäß der ersten oder der zweiten Ausführungsvariante der ersten Aus­ führungsform der Erfindung ausgestaltet sein, d. h. entweder oberhalb der im Körper 8 gebildeten Fasernut angeordnet sein, wobei die Fasernut hier eine un­ terhalb der Faserdurchmessers der beweglichen Faser 1 liegende Höhe auf­ weist, oder in einer jeweiligen Führungsnut geführt werden, die im Körper 8 quer zu der sich darin befindlichen Fasernut angeordnet ist, diese jedoch nicht schneidet, sondern nur an einer jeweiligen Seite in diese einmündet. Der Schlitten 2c des Schaltkörpers 2 gemäß der zweiten Ausführungsform der Er­ findung ist so angeordnet, dass er immer oberhalb der beweglichen Faser 1 liegt, diese also nie berührt.

In der in der Fig. 2a gezeigten Darstellung, die einen Schnitt entlang der in der Fig. 2b gezeigten Linie A"B" zeigt, ist zu erkennen, dass die bewegliche Ein­ gangsfaser 1 mittels einer zweiten Kufe 2e mit einer Anschlagfläche 2b am zweiten Anschlag 5 vor der zweiten fest angeordneten Ausgangsfaser 6 positio­ niert ist. Da die zweite Kufe 2e lateral versetzt zu einer ersten Kufe 2d ange­ ordnet ist, wird die bewegliche Eingangsfaser 1 nicht an eine Unterbrechung der Seitenwand 5a des zweiten Anschlags 5 geschoben und an diesen gedrückt, sondern an eine durchgehende Anschlagfläche. Mittels der in Bezug auf die be­ wegliche Eingangsfaser 1 lateral versetzt zur zweiten Kufe 2e angeordneten er­ sten Kufe 2d mit erster Anschlagfläche 2a kann die bewegliche Eingangsfaser 1 vor der ersten fest angeordneten Ausgangsfaser 4 positioniert werden, wobei auch hier die bewegliche Eingangsfaser 1 nicht gegen eine Unterbrechung der Seitenwand 3a des ersten Anschlags 3 geschoben und an diesen gedrückt wird, sondern gegen eine durchgehende Anschlagfläche.

Die Fig. 2b zeigt eine Schnittdarstellung der zweiten Ausführungsform entlang der in der Fig. 2a eingezeichneten Linie A'B' entsprechend der Fig. 1b für die erste Ausführungsform nach der Erfindung. Es ist zu erkennen, dass die zweite Anschlagfläche 2b der zweiten Kufe 2e die bewegliche Eingangsfaser 1 gegen die durchgehende Seitenwand 5a und den Bodenbereich 5b der Fasernut drückt, die den zweiten Anschlag 5 bilden. Entsprechend findet sich in der Schnittebene, die durch die erste Kufe 2d verläuft, keine Unterbrechung der Seitenwand 3a des ersten Anschlags.

In der Fig. 2b ist an der ersten Kufe 2d der Winkel α = 45° eingezeichnet, um den die Anschlagflächen 2a und 2b gegenüber den Seitenwänden 5a und 3a der Fasernut angeschrägt sind.

Die in den Fig. 2a und 2b gezeigte zweite Ausführungsform der Erfindung ist gemäß der zweiten Ausführungsvariante der ersten Ausführungsform der Erfin­ dung aufgebaut. Natürlich kann die zweite Ausführungsform nach der Erfin­ dung (mit lateral versetzten Kufen) auch gemäß der in den Fig. 1a und 1b ge­ zeigten ersten Ausführungsvariante der ersten Ausführungsform nach der Er­ findung aufgebaut werden. Die in den Fig. 2a und 2b gezeigte Ausführungsva­ riante der zweiten Ausführungsform nach der Erfindung ist, wie auch die zwei­ te Ausführungsvariante der ersten Ausführungsform nach der Erfindung, auch für Höhen y ≧ r(1 + sinα) realisierbar. Die Führungsnuten liegen dabei auf einer Höhe y_N über der Fasernut, wobei y_N,max = r. In diesem Fall berechnet sich die Toleranz t zu t = r(1 + sinα) - y_N. Die Präzisionsanforderungen sind somit geringer, je kleiner y_N ist, wobei y_N auch negativ sein kann.

In der in der Fig. 3 gezeigten Ausführungsvariante der zweiten Ausführungs­ form nach der Erfindung weist der Schaltkörper 2 jeweils drei in eine Richtung wirkende an dem Schlitten 2c angeordnete Kufen 2d, 2e auf, also insgesamt 6 Kufen 2d, 2e, von denen drei erste Kufen 2d jeweils eine der ersten Seitenwand des Schlittens 2c der ersten Ausführungsform nach der Erfindung entspre­ chende plane erste Anschlagfläche 2a aufweisen und jeweils drei zweite Kufen 2e eine der zweiten Seitenwand des Schlittens 2c der ersten Ausführungsform nach der Erfindung entsprechende plane zweite Anschlagfläche 2b aufweisen. Die jeweiligen Anschlagflächen 2a, 2b sind jeweils derart fluchtend zueinander ausgerichtet, dass sie die bewegliche Faser 1 gemeinsam schieben und flach an den jeweils korrespondierenden ersten oder zweiten Anschlag drücken.

Die linke Seite der Fig. 3 zeigt einen ersten Schaltzustand, in dem die bewegli­ che Eingangsfaser 1 vor der ersten fest angeordneten Ausgangsfaser 4, also am ersten Anschlag 3 positioniert ist. Der obere Teil zeigt eine Aufsicht und der untere Teil eine Schnittdarstellung entlang der in dem oberen Teil eingezeich­ neten Linie C'D', wobei der Schlitten 2c des Schaltkörpers 2, der im oberen Teil durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, nicht gezeigt ist, da nur das Wirk­ prinzip beschrieben werden soll. Es ist zu erkennen, dass die bewegliche Ein­ gangsfaser 1 zur Positionierung vor der ersten fest angeordneten Ausgangsfa­ ser 4 an die erste Seitenwand 3a und den Boden 3b der Fasernut geschoben und an diese angedrückt wird.

Die rechte Seite der Fig. 3 zeigt einen zweiten Schaltzustand, in dem die be­ wegliche Eingangsfaser 1 vor der zweiten fest angeordneten Ausgangsfaser 6 angeordnet ist. Hier wird die bewegliche Eingangsfaser 1 an die zweite Seiten­ wand 5a und dem Boden 5b der Fasernut geschoben und an diese angedrückt, wie es in der Fig. 2b für die erste Ausführungsvariante der zweiten Ausfüh­ rungsform nach der Erfindung und im unteren rechten Teil der Fig. 3 gezeigt ist, der korrespondierend zum unteren linken Teil der Fig. 3 einen Schnitt ent­ lang der im oberen Teil eingezeichneten Linie CD zeigt.

Durch die Krafteinwirkung des Schaltkörpers 2 an mehreren axial an der beweglichen Eingangsfaser 1 versetzten Positionen wird eine höhere Präzision der Faserjustage erreicht, da die bewegliche Eingangsfaser 1 nicht nur unmittel­ bar, sondern bereits ein Stück vor der Koppelstelle mit einer jeweiligen fest an­ geordneten Ausgangsfaser 4, 6 an den jeweiligen Anschlag 3, 5 geführt und ge­ gen diesen gedrückt wird, wodurch die Parallelität von der Faserachse der be­ weglichen Eingangsfaser 1 und dem jeweiligem Anschlag 3, 5 verbessert wird. Da die Kraftangriffsposition des Schaltkörpers 2 an der beweglichen Eingangs­ faser 1 für die beiden Schaltbewegungen in den ersten oder den zweiten Schaltzustand und für die Positionierung in den beiden Schaltzuständen leicht gegeneinander versetzt sind (Kammprinzip), ist die Justage gegen beide An­ schläge 3, 5 möglich, ohne dass sich die Verhältnisse für die bewegliche Ein­ gangsfaser 1 beidseitig stark unterscheiden.

Die Fig. 4 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Körper 8 und einen daran an­ gepaßten Schaltkörper 2, der aus einem Schlitten 2c mit jeweils 4 in eine Rich­ tung wirkenden Kufen 2d, 2e besteht. Der Schlitten 2c weist an seiner den Ku­ fen 2d, 2e gegenüber liegenden Oberseite eine Aussparung zur Aufnahme eines Permanentmagneten auf. Weiter ist in der Fig. 4 ein Klemmkeil 9 gezeigt, mit dem die fest angeordneten Ausgangsfasern 4, 6 lateral in der Fasernut des Kör­ pers 8 fest, jedoch axial verschiebbar gehalten werden, wie es nachfolgend in Bezug auf die Fig. 7 und 8 beschrieben ist. Neben der Fasernut und den Füh­ rungsnuten für die Kufen 2d, 2e des Schaltkörpers sind im Körper 8 noch zwei Aussparungen vorgesehen, in denen der Klemmkeil 9 verklebt oder auf eine an­ dere geeignete Weise befestigt werden kann.

Die Fig. 5 zeigt ein Gehäuse für die in der Fig. 4 gezeigten Baugruppen des Schaltelements, welches aus einem Gehäuseunterteil 11 und einem darauf passenden Gehäusedeckel 12 besteht, in räumlicher Darstellung. Das Gehäu­ seunterteil 11 ist so ausgestaltet, dass es den Körper 8 aufnehmen kann und Nuten zur Faserführung aufweist, die mit der Fasernut fluchten, wenn der Kör­ per 8 in das Gehäuseunterteil 11 eingesetzt ist. Weiter weist das Gehäuseun­ terteil 11 Löcher zur elektrischen Kontaktierung der Elektromagnete des elek­ tromechanischen Aktors 7 auf. Der Gehäusedeckel 12 entspricht in seiner Funktion normalerweise nicht dem zuvor beschriebenen Deckel 10, der direkt auf dem Körper 8 aufliegt und der in den Fig. 4 und 5 nicht gezeigt ist. Es ist jedoch auch möglich, dass der Gehäusedeckel 12 bei einer ausreichenden Prä­ zision die Funktion des Deckels 10 übernimmt, auf den in diesem Fall verzich­ tet werden kann. Weitere funktionelle Merkmale des aus Gehäuseunterteil 11 und Gehäusedeckel 12 bestehenden Gehäuses werden nachfolgend noch in Be­ zug auf die Fig. 7 erläutert.

Die Fig. 6 zeigt in drei Abbildungen die Ausführung des zuvor schon erwähnten bistabilen magnetischen Aktors 7, der zur Schaltung des Schaltkörpers 2 nach der Erfindung eingesetzt wird. Beispielhaft wird der bistabile magnetische Ak­ tor in der Fig. 6 mit einem Schaltkörper 2 gemäß der ersten Ausführungsform nach der Erfindung gezeigt. Die obere Abbildung zeigt den magnetischen Aktor in einem zweiten Schaltzustand, in dem die bewegliche Eingangsfaser 1 am zweiten Anschlag 5 vor der zweiten fest angeordneten Ausgangsfaser 6 ange­ ordnet ist, die mittlere Abbildung zeigt eine Bewegung des Schlittens 2c in den ersten Schaltzustand, in dem die bewegliche Eingangsfaser 1 am ersten An­ schlag vor der ersten fest angeordneten Ausgangsfaser 4 positioniert ist, und die untere Abbildung zeigt die Anordnung des elektromagnetischen Aktors mit dem bewegten Schlitten 2c im ersten Schaltzustand. Die Abbildungen zeigen jeweils lediglich den Schlitten 2c mit der darin vorgesehenen Nut mit den Sei­ tenflächen 2a und 2b sowie den aus den Magneten 7a, 7b und 7c bestehenden Aktor 7 und nicht den Körper 8 und die Fasern 1, 4, 6, da es sich um eine Fi­ gur zur Verdeutlichung des Funktionsprinzips des Aktors 7 handelt.

Der elektromagnetische Aktor 7 besteht aus zwei Elektromagneten 7b, 7c, die aus einem mit einer Spule umwickelten Spulenkern bestehen. Die Elektroma­ gnete 7b, 7c sind jeweils in Verlängerung der Bewegungsrichtung des Schlit­ tens 2c angeordnet, d. h. z. B. fluchtend zur Führungsnut gemäß der zweiten Ausführungsvariante des ersten Ausführungsbeispiels nach der Erfindung. Der Spulenkern besteht aus einem weichmagnetischem Material. z. B. aus einer Nickel-Eisen-Legierung.

Weiter weist der elektromagnetische Aktor 7 einen auf oder in dem Schlitten 2c angeordneten Permanentmagneten 7a auf, dessen Pole jeweils zu einem der Spulenkerne der Elektromagnete 7b, 7c ausgerichtet sind.

Die Fixierung, d. h. das Andrücken der beweglichen Eingangsfaser 1 in einer jeweiligen Ruhelage an einen der Anschläge 3, 5 erfolgt durch die Wechselwir­ kung des am Schlitten 2c befestigten Permanentmagneten 7a mit dem jeweili­ gen Spulenkern des näher zu dem jeweiligen Anschlag angeordneten Elektro­ magneten 7b, 7c. Beim Umschalten von einem in den anderen Schaltzustand werden die Spulen der beiden Elektromagnete 7b, 7c derart aktiviert, dass die­ jenige Spule, mittels deren Kern der Schaltkörper in seiner letzten Ruhelage gehalten wurde, diesen nun durch ein dem Magnetfeld des Permanentmagneten 7a entgegenwirkendes Magnetfeld abstößt, während durch die andere Spule ein Magnetfeld erzeugt wird, welches den Permanentmagneten 7a gleichzeitig an­ zieht. Hat der Schlitten 2c seine neue Schaltposition erreicht, so kann der Spulenstrom abgeschaltet werden und die Fixierung erfolgt wiederum durch die magnetische Wechselwirkung des Permanentmagneten, jedoch mit dem ent­ sprechend anderen Spulenkern.

In der Fig. 6 ist dieses zuvor beschriebene Schaltprinzip verdeutlicht. Die obere Abbildung der Fig. 6 zeigt, dass der Schaltkörper 2 durch den Nordpol des auf oder in ihm angeordneten Permanentmagneten 7a in Richtung des Spulenkerns eines ersten Elektromagneten 7b gezogen wird, der den Schlitten 2c in den zweiten Schaltzustand führt, und dadurch eine Kraft erzeugt, durch die der Schlitten 2c die bewegliche Eingangsfaser 1 mittels der Anschlagfläche 2b ge­ gen den zweiten Anschlag 5 drückt. Die mittlere Abbildung der Fig. 6 zeigt die Umschaltung aus dem zweiten in den ersten Schaltzustand dadurch, dass der erste Elektromagnet 7b an seiner dem Schlitten 2c zugewandten Seite einen Nordpol erzeugt und den auf dem Schlitten 2c angeordneten Permanentmagne­ ten 7a und damit den Schlitten 2c abstößt und ein zweiter näher am ersten Anschlag angeordneter Elektromagnet 7c an seiner dem Schlitten 2c zuge­ wandten Seite ebenfalls einen Nordpol erzeugt, wodurch der Südpol des auf dem Schlitten 2c angeordneten Permanentmagneten 7a angezogen wird. Durch diese Umschaltung von dem zweiten in den den ersten Schaltzustand wird die bewegliche Eingangsfaser 1 mittels der Anschlagfläche 2a von dem zweiten An­ schlag 5 weg gegen den ersten Anschlag 3 geschoben. Hat der Schlitten 2c den ersten Schaltzustand eingenommen, so kann der Spulenstrom in beiden Elek­ tromagneten 7b und 7c abgeschaltet werden und der Schlitten 2c wird nur noch durch die magnetische Wechselwirkung des Permanentmagneten 7a mit dem Spulenkern des zweiten Elektromagneten 7c über die bewegliche Ein­ gangsfaser am ersten Anschlag 3 gehalten, wie es in der unteren Abbildung der Fig. 6 gezeigt ist, wodurch eine Kraft erzeugt wird, durch die der Schlitten 2c die bewegliche Eingangsfaser 1 mittels der Anschlagfläche 2a gegen den ersten Anschlag 3 drückt. Alternativ kann der Schalter auch mittels eines anderen Aktors angetrieben werden, beispielsweise mittels eines piezoelektrischen Ak­ tors, eines thermischen Aktors, z. B. eines Bimetall- oder Memory-Metall-Ak­ tors.

Die funktionellen Elemente des Schalters können vorteilhaft durch Spritzguß oder andere massenfertigenden Verfahren hergestellt werden. Die einfachste Verarbeitung bei gleichzeitig geringem Preis und der erforderlichen Präzision wird dabei bei Kunststoffen erreicht. Diese zeigen jedoch in unverstärktem Zu­ stand eine starke, temperaturabhängige Längenausdehnung, die unterschied­ lich zu der der Lichtleiterfasern ist. Verstärkte Kunststoffe zeigen diesen Effekt in deutlich verringertem Maße, jedoch können hier nicht die erforderlichen Oberflächenqualitäten erreicht werden. Wird der gesamte Schalter aus einem Material hergestellt, das einer starken temperaturbedingten Längenausdeh­ nung unterliegt, so bewirkt oft schon eine geringfügige Temperaturänderung das Zusammenziehen bzw. Ausdehnen der Schalterstruktur derart, dass der Spalt zwischen der beweglichen Eingangsfaser 1 und der entsprechenden fest angeordneten Ausgangsfaser 4, 6 verringert bzw. vergrößert wird, wodurch sich die erzielten Dämpfungswerte stark ändern können. Bei üblichen Tempera­ turanforderungen können sich somit Dämpfungszunahmen bei hohen Tempera­ turen bzw. Aneinanderstoßen der Faserenden bei niedrigen Temperaturen er­ geben.

Dieses Problem kann konstruktiv gemäß der in der Fig. 7 gezeigten Ausfüh­ rungsform umgangen werden, in der gezeigt wird, dass die Fasern nicht lateral und axial an der Schalterstruktur an sich, d. h. dem Körper 8, sondern an ei­ nem Gehäuseunterteil 11 befestigt werden, das eine geringere temperaturbe­ dingte Materialausdehnung bzw. eine den Lichtleiterfasern entsprechende tem­ peraturbedingte Materialausdehnung zeigt, wie z. B. Glas oder Keramik für Glasfaserlichtleiter bzw. geeignete Polymere für Polymerfasern, an welchem wiederum der Körper 8 des Schaltelements befestigt ist. Dieses Material kann ebenfalls sehr kostengünstig und in Massenfertigung hergestellt werden. Die hierbei erzielbare geringe Präzision ist jedoch für die Funktion als Gehäuse ausreichend. Die Fig. 7 zeigt, dass sowohl die (innerhalb des Körpers 8) beweg­ liche Eingangsfaser 1 als auch die (innerhalb der Körpers 8 lateral) fest ange­ ordneten Ausgangsfasern 4, 6 durch Klebungen fest am Gehäuseunterteil 11 fi­ xiert sind. Hier kann sowohl eine laterale als auch eine axiale Fixierung erfol­ gen, notwendig ist jedoch die axiale Fixierung. Die innerhalb dieses Gehäu­ seunterteils 11 zwischen den Klebungen für die Eingangsfaser 1 und die jewei­ ligen Ausgangsfasern 4, 6 angeordnete Schalterstruktur wird z. B. ausgangs­ seitig durch Verklebung des Körpers 8 mit dem Gehäuseunterteil 11 punktuell befestigt, wodurch Materialspannungen durch unterschiedliche thermische Ausdehnungen gering gehalten werden.

Die Verklebungen der jeweiligen Fasern mit dem Gehäuseunterteil 11 sichert eine Fixierung der Fasern in axialer Richtung. In lateraler Richtung werden die Ausgangsfasern 4, 6 durch einen Klemmkeil 9 innerhalb der sich im Körper 8 befindlichen Fasernut dicht vor der Koppelstelle fixiert. Dieser Klemmkeil 9 ist z. B. fest mit dem Körper 8 verklebt, wie es in der Fig. 8 gezeigt ist, die einen Schnitt entlang der in der Fig. 7 gezeigten Linie EF zeigt, wobei hier das Ge­ häuseunterteil 11 nicht gezeigt ist, da lediglich das Funktionsprinzip des Klemmkeils 9 dargestellt werden soll.

Die Fig. 8 zeigt, dass der Klemmkeil 9 die (lateral) fest im Körper 8 angeordne­ ten Ausgangsfasern 4, 6 an jeweils einer Seitenwand 3a, 5a und dem Boden 3b und 5b der sich im Körper 8 befindlichen Fasernut positioniert, also an densel­ ben Anschlägen an denen die Eingangsfaser in der entsprechenden Schaltposi­ tion positioniert wird. Die Kraftwirkung durch den Klemmkeil 9 auf die ent­ sprechende Ausgangsfaser 4, 6 erfolgt in ähnlicher Weise wie durch den Schaltkörper 2 auf die bewegliche Eingangsfaser 1, wobei die Kraft hier durch ebenfalls in 45° schräg zu den einen jeweiligen Anschlag 3, 5 bildenden Flä­ chen 3a, 3b, 5a, 5b stehende Anschlagflächen aus einer Richtung auf den Bo­ den der Fasernut in eine Richtung gegen beide den jeweiligen Anschlag 3, 5 bildenden Flächen umgeleitet wird. Der Klemmkeil 9 ist in den schon im Zu­ sammenhang mit der Fig. 4 erwähnten Aussparungen, die ihn positionieren, mit dem Körper 8 verbunden, z. B. verklebt. Anstelle einer Verklebung kann aber auch z. B. eine lösbare Verbindung durch z. B. Snap-in-Technik realisiert werden.

Der Klemmkeil 9 klemmt die (lateral) fest angeordneten Ausgangsfasern 4, 6 in der Art, dass diese fest an dem jeweiligen Anschlag 3, 5 anliegen, aber an die­ sem jeweils axial, d. h. in ihrer Längsrichtung, verschiebbar sind.

Durch die axiale Fixierung der Fasern an dem Gehäuseunterteil 11 wird gesi­ chert, dass sich die Faserenden von (in der Fasernut des Körpers 8) bewegli­ cher Eingangsfaser 1 und (in der Fasernut des Körpers 8 lateral) fest angeord­ neten Ausgangsfasern 4, 6 mit geringem Spalt gegenüberstehen.

Die Fig. 9 zeigt, dass mehrere Schaltelemente nebeneinander gelegt oder gesta­ pelt werden können, um einen Mehrfach-1 × 2-Schalter aufzubauen, wobei die Bewegung der jeweiligen Schaltkörper 2 durch einen gemeinsamen Aktor 7 er­ folgen kann, der aus einem ersten Elektromagneten 7b, einem zweiten Elektromagneten 7c und einer der Anzahl der Schaltkörper 2 entsprechenden Anzahl auf diesen angeordneten Permanentmagneten 7a besteht.

Weiter kann durch einen oder mehrere übereinander- oder -nebeneinanderge­ stapelte faseroptische Schalter auch ein fasseroptisches Schalterbauteil mit mehreren Aktoren aufgebaut werden.

Die so beschriebenen faseroptischen Schaltelemente bzw. faseroptischen Schalter oder faseroptischen Schalterbauteilen nach der Erfindung können so­ mit durch Herstellung ihrer Einzelteile im Spritzguß oder ähnliche Verfahren bei hohen Stückzahlen mit geringem Preis hergestellt werden, wobei die Monta­ ge automatisierbar ist, da die Einzelteile lediglich passiv justiert werden müs­ sen. Die geforderte hohe Genauigkeit für die Ausrichtung der beweglichen Fa­ ser vor den fest angeordneten Fasern erfolgt durch eine Positionierung an ge­ meinsamen geraden Wänden und die temperaturbedingte Längenausdehnung des spritzgegossenen Materials wird durch die lediglich laterale Fixierung der fest angeordneten Fasern an diesem Material kompensiert. Durch die optionale Verwendung einer Index Matching Flüssigkeit wird die Einfügedämpfung und Rückreflexion verringert, wodurch Dämpfungsluste verringert werden und zu­ dem die Bewegung geschmiert wird, d. h. der Abrieb an dem für die Positionie­ rung relevanten Stellen wird vermindert. Zudem wird die bewegliche Faser vor Versprödung geschützt. Weiter ist auch ein Anschrägen der Faserendflächen möglich, um einen Rückreflex weiter zu vermindern.

Durch das flächige Andrücken der Faser an einen jeweiligen durch die im Kör­ per 8 angeordnete Fasernut gebildeten Anschlag wird die Kraft verteilt und ein Einsinken der Faser aufgrund elastischer Deformation der Fasernut minimiert.

Durch die erfindungsgemäßen faseroptischen Schaltelemente wird eine latera­ le- und Winkelausrichtungsgenauigkeit im Mikrometer- und Milliradiant-Be­ reich erreicht. Hierfür werden zumindest der erste und der zweite Anschlag vorteilhafterweise mittels der LIGA- oder der Laser-LIGA-Technik gefertigt.

Gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsform weisen die beiden Anschläge 3, 5 je zwei Anschlagflächen 3a, 5a und 3b, 5b auf, die (zumindest nahezu) senkrecht aufeinander stehen. Die beiden Anschlagflächen können aber auch einen anderen Winkel zu einander aufweisen und/oder die Anschläge können eine andere Anzahl von Anschlagflächen aufweisen. Weiter müssen auch nicht beide Anschläge gleich ausgestaltet sein. In einem solchen Falle muß lediglich eine korrespondierende Anschlagfläche 2a, 2b des Schaltkörpers 2 so geändert und/oder angeordnet werden, daß eine gleichmäßige Kraftverteilung auf die bewegliche Eingangsfaser 1 so wirkt, dass diese in einer solchen definierten Position am jeweiligen Anschlag anliegt, wie die dort anliegende lateral fest an­ geordnete Ausgangsfaser 4, 6.

Natürlich ist es ebenfalls möglich, alle zuvor beschriebenen Ausführungsbei­ spiele miteinander zu kombinieren.

Weiter ist zuvor ein 1 × 2-Schaltelement beschrieben worden. Die erfindungsge­ mäße Lehre kann bei entsprechender Anordnung der Fasern, Ausgestaltung des Schaltkörpers 2 und der Anschläge natürlich auch bei einem n × 2n-Schal­ telement oder n × m-Schaltelement angewandt werden. Z. B. ist eine Anordnung gemäß der zweiten Ausführungsvariante der ersten Ausführungsform nach der Erfindung oder gemäß der zweiten Ausführungsform nach der Erfindung denk­ bar, bei der aus mehreren nebeneinanderliegenden und miteinander verbunde­ nen Einzelfasern bestehendes Faserbändchen flach an einer Seitenwand eines jeweiligen Anschlags anliegt, wobei es senkrecht durch dessen Boden oder des­ sen Ausgestaltung z. B. in Form einer an das Faserbändchen angepassten Flä­ che positioniert wird.

Die Fig. 10 und 11 zeigen, wie z. B. ein 2 × 3-Schaltelement realisiert werden kann, bei dem z. B. zwei bewegliche Eingangsfasern vor drei fest angeordneten Ausgangsfasern positioniert werden. Die Fig. 10 zeigt schematisch die Position der beiden beweglichen Eingangsfasern F1, F2 und der drei fest angeordneten Ausgangsfasern F3, F4 und F5 in den beiden Schaltzuständen. Die Fasernut im Körper 8 ist gerade so ausgestaltet, dass die drei Ausgangsfasern aneinan­ der stoßend nebeneinander liegen und die beiden äußeren Fasern jeweils an ei­ nem der Anschläge 3, 5 anliegen. In den in der Fig. 11 gezeigten Schnittdar­ stellungen entlang den in der Fig. 10 gezeigten Linien GH, IK für den ersten Schaltzustand bzw. G'H', I'K' für den zweiten Schaltzustand kann erkannt wer­ den, dass die Seitenwände der Fasernut gemäß dieses Ausführungsbeispiels um etwa 45° derart geneigt sind, dass der Boden der Fasernut breiter als die ihm gegenüberliegende Öffnung derselben ist. Weiter ist in der Fig. 10 ersicht­ lich, dass in dieser Ausführungsform als Schaltkörper 2 ein Schlitten 2c mit jeweils zwei in eine Richtung wirkenden Kufen 2d, 2e vorgesehen ist, die in Fa­ serlängsrichtung versetzt sind, da die Seitenwände der Fasernut in Faserlängsrichtung versetzte Unterbrechungen an den Stellen der senkrecht zur Fasernut verlaufenden Führungsnuten aufweisen.

Im ersten Schaltzustand wird die zweite bewegliche Eingangsfaser F2 von den Seitenwänden 2a der ersten Kufen 2d gegen die erste bewegliche Eingangsfaser F1 gedrückt, die wiederum gegen den ersten Anschlag 3 gedrückt und an die­ sem positioniert wird. Da die Seitenwand 3a der Fasernut und die Anschlag­ fläche 2a der Kufe 2d schräg stehen, werden beide bewegliche Eingangsfasern gegen den Boden 3b der Fasernut gedrückt und positioniert, wie es in der Schnittdarstellung I-K in der Fig. 11 gezeigt ist. Die Schnittdarstellung G-H zeigt, dass die beiden beweglichen Eingangsfasern F1, F2 im ersten Schaltzu­ stand nicht an den Anschlagflächen 2b der zweiten Kufen 2e anliegen. Da die fest angeordnete Ausgangsfaser F3 ebenfalls am ersten Anschlag 3 anliegt und gegen diesen positioniert ist und die zweite fest angeordnete Ausgangsfaser F4 an der ersten fest angeordneten Ausgangsfaser F3 anliegt, ist die erste bewegli­ che Eingangsfaser F1 im ersten Schaltzustand vor der ersten fest angeordneten Ausgangsfaser F3 und die zweite bewegliche Eingangsfaser F2 vor der zweiten fest angeordneten Ausgangsfaser F4 positioniert.

Im zweiten Schaltzustand wird die zweite bewegliche Eingangsfaser F2 über die erste bewegliche Eingangsfaser F1 von den zweiten Anschlagflächen 2b der zweiten Kufen 2e gegen den zweiten Anschlag 5 gedrückt, wie es in der Schnitt­ darstellung G'-H' gezeigt ist, an dem ebenfalls die dritte fest angeordnete Aus­ gangsfaser F5 anliegt, an welcher wiederum die zweite fest angeordnete Aus­ gangsfaser F4 anliegt. Die Schnittdarstellung I'-K' zeigt, dass die beiden beweg­ lichen Eingangsfasern F1, F2 im zweiten Schaltzustand nicht an den Anschlag­ flächen 2a der ersten Kufen 2d anliegen. Da der zweite Anschlag 5 sowie die zweiten Anschlagflächen 2b der zweiten Kufen 2e in gleicher Art angeschrägt sind, wie der erste Anschlag 3 und die ersten Anschlagflächen 2a der ersten Kufen 2d werden beide bewegliche Eingangsfasern F1, F2 gegen den Boden 5b der Fasernut gedrückt und an diesem positioniert. Somit ist die erste bewegli­ che Eingangsfaser F1 im zweiten Schaltzustand vor der zweiten fest angeordne­ ten Ausgangsfaser F4 und die zweite bewegliche Eingangsfaser F2 vor der drit­ ten fest angeordneten Ausgangsfaser F5 positioniert.

Der Schlitten ist oberhalb der beweglichen Eingangsfasern F1, F2 so angeord­ net, dass diese während der Bewegung nicht übereinander rutschen können.

Claims (13)

1. Faseroptisches Schaltelement, bei dem wenigstens eine bewegliche Faser (1) durch einen Schaltkörper (2) an einem ersten Anschlag (3) vor wenigstens ei­ ner ersten fest angeordneten Faser (4) oder an einem zweiten Anschlag (5) vor wenigstens einer zweiten fest angeordneten Faser (6) positioniert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine bewegliche Faser (1) zur Positionie­ rung durch den Schaltkörper (2) in der Anschlagposition gegen den ersten oder zweiten Anschlag (3, 5) geschoben und flach an den ersten oder zweiten An­ schlag (3, 5) gedrückt wird.

2. Faseroptisches Schaltelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schaltkörper (2) nur über die wenigstens eine bewegliche Faser (1) durch den ersten oder den zweiten Anschlag (3, 5) in seiner Schaltbewegung ge­ hemmt wird.

3. Faseroptisches Schaltelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wenigstens eine erste fest angeordnete Faser (4) an dem er­ sten Anschlag (3) und die wenigstens eine zweite fest angeordnete Faser (6) an dem zweiten Anschlag (5) anliegen.

4. Faseroptisches Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schaltkörper (2) einen nicht mit der wenigstens einen beweglichen Faser verbundener Schlitten aufweist, der mit wenigstens ei­ ner ersten Anschlagfläche (2a), durch die die wenigstens eine bewegliche Faser (1) gegen den ersten Anschlag (3) geschoben und an diesen gedrückt werden kann, und wenigstens einer zweiten Anschlagfläche (2b) versehen ist, durch die die wenigstens eine bewegliche Faser (1) gegen den zweiten Anschlag (5) gescho­ ben und an diesen gedrückt werden kann.

5. Faseroptisches Schaltelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß eine jeweilige Anschlagfläche (2a, 2b) des Schaltkörpers (2) in Bezug auf einen korrespondierenden Anschlag (3, 5) bildende Flächen (3a, 3b, 5a, 5b) so schräg angeordnet ist, daß die durch die Schaltbewegung von der jeweiligen Anschlagfläche (2a, 2b) des Schaltkörpers an den korrespondierenden Anschlag (3, 5) gedrückte wenigstens eine bewegliche Faser (1) an den diesen bildenden Flächen (3a, 3b, 5a, 5b) anliegt.

6. Faseroptisches Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Anschlag (3, 5) durch jeweils eine Seitenwand (3a, 5a) und den Boden (3b, 5b) einer Nut gebildet werden, an denen die wenigstens eine erste beziehungsweise die wenigstens eine zweite fest angeordnete Faser (4, 6) anliegt.

7. Faseroptisches Schaltelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die jeweilige den ersten und den zweiten Anschlag (3, 5) mitbildende Seitenwand (3a, 5a) zumindest im Bereich der Anschlagfläche (2a, 2b) des Schaltkörpers bei einer beweglichen Faser (1) eine Höhe aufweist, die unterhalb des Faserdurchmessers der einen beweglichen Faser (1) liegt.

8. Faseroptisches Schaltelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die jeweilige den ersten und den zweiten Anschlag (3, 5) mitbil­ dende Seitenwand (3a, 5a) im Bereich des Schaltkörpers (2) wenigstens eine Un­ terbrechung aufweist, worin jeweils ein Teil des Schaltkörpers (2) läuft, der auf die wenigstens eine bewegliche Faser (1) wirkt.

9. Faseroptisches Schaltelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Unterbrechungen der gegenüberliegenden Seitenwände (3a, 5a) ver­ setzt zueinander sind.

10. Faseroptisches Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schaltkörper (2) durch einen bistabilen oder monostabilen magnetischen Aktor (7) angetrieben wird.

11. Faseroptisches Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schaltkörper (2) und/oder der den ersten und den zweiten Anschlag (3, 5) aufweisende Körper (8) abformtechnisch hergestellt sind.

12. Faseroptischer Schalter, gekennzeichnet durch ein oder mehrere über­ einandergestapelte faseroptische Schaltelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 11, deren Schaltkörper (2) durch einen gemeinsamen Aktor (7) zusammen angetrieben werden.

13. Faseroptisches Schalterbauteil, gekennzeichnet durch einen oder meh­ rere übereinandergestapelte faseroptische Schalter nach Anspruch 12.