DE10150251A1

DE10150251A1 - Optisches System und Schaltverfahren

Info

Publication number: DE10150251A1
Application number: DE2001150251
Authority: DE
Inventors: Yeh Winter
Original assignee: CHYNOPTICS TECHNOLOGIES Inc
Current assignee: CHYNOPTICS TECHNOLOGIES Inc
Priority date: 2001-10-11
Filing date: 2001-10-11
Publication date: 2003-05-08

Abstract

Es wird ein optisches System und Schaltverfahren beschrieben, das im wesentlichen aus einem Lichtsignaleingang und einem Lichtsignalausgang besteht, wobei die Anordnungen von diesem Lichtsignaleingang und Lichtsignalausgang ein freier optischer Weg ausbildet, ein Prisma zwischen diesem freien optischen Weg einsetzt oder absetzt, um den strahlenden optischen Weg zwischen dem Lichtsignaleingang und Lichtsignalausgang zweckmäßig steuern zu können. Wenn ein Prisma in diesen freien optischen Weg einsetzt, wird ein optischer Weg zwischen diesem Lichtsignaleingang und Lichtsignalausgang ausgebildet. Der vom Lichtsignaleingang bis Lichtsignalausgang laufende Lichtstrahl wird durch Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung vom Prisma bewirkt. Nach Absetzung dieses Prismas aus diesem freien optischen wird der Lichtstrahl vom Lichtsignaleingang bis Lichtsignalausgang durch diesen optischen Weg übertragen.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches System und Schaltverfahren, insbesondere auf ein optisches System und Schaltverfahren für Umschaltung eines optischen Wegs.

Ein Lichtschalter spielt eine große Rolle in einem optischen System, insbesondere in einem optischen Kommunikationssystem. Ein Lichtschalter eines optischen Kommunikationssystems dient als ein Übertragungsweg für Lichtsignalumschaltungen, um ein Lichtstrahl mit Signale zu steuern. In anderen optischen Systemen dient ein Lichtschalter für Steuerung vom Lichtsignalausgang einer Lichtquelle. Da ein Licht sehr schnell überträgt, braucht ein Lichtschalter eine sehr schnelle Umschaltungsgeschwindigkeit um eine einwandfreie Bedienung eines optischen Systems gewährleisten zu können. Der Einführungsverlust ist ein anderer Faktor für Beeinflußung der Leistung eines Lichtschalters. Geringer Einführungsverlust beschränkt eine Dämpfung eines Lichtsignals aufgrund von einem Lichtschalter. Eine Dämpfung eines Lichtsignals braucht eine Lichtvergrößerung, um die Lichtintensität zu erhöhen. Geringe Anordnungen und genaue Ausrichtungen von optischen Gliedern sind günstig für Beschränkung eines Einführungsverlusts. Wiederholte Umschaltungen eines Lichtschalters kann eine optische schlechte Ausrichtung führen. Deswegen spielt die Zuverlässigkeit eines Lichtschalters eine große Rolle.

Ein mechanischer Lichtschalter ist einfach ausgegeführt und kann billig hergestellt werden, jedoch ist er in gewissenen Maßen beschränkt. Zum Beispiel, aus US-6044186 von Chang et al. ist ein optisches System für optische Umschaltungen bekannt, bei dem die Lichtleitfasern am Lichtsignaleingang an einem Schaltmechanismus angegliedert ist, wobei dieser Schaltmechanismus zwischen zwei Stellungen geschaltet werden können, so daß die eingehenen Lichtleitfasern den verschiedenen ausgehenden Lichtleitfasern ausgerichtet zu ermöhlichen. Dieses Schaltverfahren braucht die Lichtleitfasern zweckmäßig zu bewegen, um eine genaue Ausrichtung zu gelingen. Deswegen könne eine Ausrichtung nicht zuverlässig sein.

In dem System nach US-5838847 von Pan et al. ist ein Reflexionslichtschalter bekannt, bei dem ein bewegbares Spiegelglied am Ende der Lichtleitfasern zur Ändreung eines optischen Wegs eingesetzt bzw. abgesetzt werden kann. Jedoch besteht ein Spiegelglied bei der Verwendung eine sehr empfindliche Winkelablenkung, deswegen wäre es sehr schwierig, eine schnelle und genaue Unschaltung zu erzielen. Außdem sind manche Lichtschalter, die eine Lichtumschaltungen mittels dieser Technik nicht erzielen können.

Aus US-6088166 von Lee et al. ist ein Prisma für horizontale Bewegungen eines Lichtstrahls von einer Lichtleitfaser zu einer Lichtleitfaser bekannt, bei dem ein Lichtstrahl durch Doppelbrechnung eines Prismas wirkt. Solche Lichtumschaltungsanlage ist einfach ausgeführt und kann billig hergestettlt werden. Jedoch ist der Prisma, der als ein Lichtschalter dient, sehr groß in Volumen und schwer in Gewicht. Deswegen kann der Maß eines optischen Systems nicht erheblich verkleinern, so daß eine günstige Ausführung eines Mechanismus für Steuerung eines Prismas nicht erlaubt, und mehr Eingänge und Ausgänge nicht realisieren kann. In dem System nach US-6215919 von Li et al. sind ein Keilprisma für Steuerung von Lichtstrahlrichtungen und ein Gradientbrechungsindexlinse vorgesehen, um eine Umschaltung von einer Lichtleitfaser zu einer anderen Lichtleitfaser zu ermöglichen. Obwohl ein solches Schaltverfahren die Größe und das Gewicht eines Keilprismas erheblich verringern kann, braucht es ein Prisma mit Eigenschaften von höher Genauigkeit und besserer optischen Ausrichtung. Außerdem ist es schwierig, mehr Eingänge und Ausgänge anzuordnen.

Es wäre daher wünschenswert, ein optisches System und Schaltverfahren bereitzustellen, welche einfach und leicht ausgebildet und billig hergstellt werden kann, und zwar eine zuverlässige Lichtumschaltung ermöglicht.

Der Erfindung liegt somit die wichtige Aufgabe zugrunde, ein optisches System und Schaltverfahren zu schaffen, daß es verschiedene optischen Wege umschalten kann, um die optischen Wege eines Lichtstrahls steuern zu können.

Der Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, ein optisches System und Schaltverfahren zu schaffen, daß es eine Lichtwegumschaltung ohne Bewegung einer Lichtleitfaser oder eines Lichtsignaleingangs bzw. eines Lichtsignalausgangs erfolgen kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Lichtwegumschaltungsanlage mit kleineren Volumen und geringeren Gewicht zu schaffen.

Schließlich ist ein Ziel der Erfindung, ein optisches System und Schaltverfahren für Lichtwegumschaltung zu schaffen, das einfach ausgebildet ist und billig hergestellt werden kann.

Die gestellten Aufgaben werden durch die in Schutzansprüchen angegebenen Merkmale gelöst.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht ein optisches System und Schaltverfahren im wesentlichen aus einem Lichtsignaleingang und einem Lichtsignalausgang, wobei die Anordnungen von diesem Lichtsignaleingang und Lichtsignalausgang ein freier optischer Weg ausbildet, ein bewegbars Prisma zwischen diesem freien optischen Weg einsetzt oder absetzt, um den strahlenden optischen Weg zwischen dem Lichtsignaleingang und Lichtsignalausgang zweckmäßig steuern zu können. Wenn ein Prima in diesen freien optischen Weg einsetzt, wird ein eingeschalteter optischer Weg zwischen diesem Lichtsignaleingang und Lichtsignalausgang ausgebildet. Der vom Lichtsignaleingang bis Lichtsignalausgang laufende Lichtstrahl wird durch Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung vom Prisma bewirkt. Nach Absetzung dieses Prismas aus diesem freien optischen Weg wird der Lichtstrahl vom Lichtsignaleingang bis Lichtsignalausgang durch diesen optischen Weg übertragen.

Der eingesetzte Prisma ist vorzugweise ein Keilprisma oder ein gleichschenkeliger Prisma, um die Volumen und Gewicht der Umschaltungsvorrichtung zu verringern.

Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Lichtumschaltungsanlagen eingesetzt werden, zum Beispiel für einen 1 × 2 Lichtumschalter, einen 2 × 1 Lichtumschalter, einen 2 × 2 Lichtumschalter, einen 2 × 2 optischen Blockierschalter bzw. einen optischen Ein/Aus- Umschalter, oder einen Lichtumschalter mit einer Mehrzahl von Eingängen und Ausgängen ausgestattet mit einer Mehrzahl von Prismen, zum Beispiel ein 1 × 4 Lichtumschalter bzw. ein 2 × 4 Lichtumschalter.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielweise dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 schematische Darstellungen eines 2 × 2 Lichtumschalters gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 schematische Darstellungen eines 1 × 2 Lichtumschalters gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 schematische Darstellungen eines optischen Ein/Aus-Umschalters gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 schematische Darstellung eines 2 × 4 Lichtumschalters gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 schematische Darstellungen eines 2 × 1 Lichtumschalters gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 schematische Darstellung eines 3 × 6 Lichtverteilers gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7 schematische Darstellungen eines 1 × 4 Lichtverteilers gemäß der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 8 schematische Darstellungen eines 2 × 2 Lichtverteilers in einer anderen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sind Verwendung von verschiedenen Funktionentheorien, um die Aufgabe der Lichtwegänderungen erzielen zu können. Es wird hier ein optisches System und Schaltverfahren beschrieben, das im wesentlichen aus einem Lichtsignaleingang und einem Lichtsignalausgang besteht, wobei die Anordnungen von diesem Lichtsignaleingang und Lichtsignalausgang ein freier optischer Weg ausbildet, ein Prisma zwischen diesem freien optischen Weg einsetzt oder absetzt, um den strahlenden optischen Weg zwischen dem Lichtsignaleingang und Lichtsignalausgang zweckmäßig steuern zu können. Wenn ein Prisma in diesen freien optischen Weg einsetzt, wird ein optischer Weg zwischen diesem Lichtsignaleingang und Lichtsignalausgang ausgebildet. Der vom Lichtsignaleingang bis Lichtsignalausgang durchfallende Lichtstrahl wird durch Doppelbrechungen und einer Gesamtbrehcung vom Prisma bewirkt. Nach Absetzung dieses Prismas aus diesem freien optischen Weg wird der Lichtstrahl vom Lichtsignaleingang bis Lichtsignalausgang durch diesen optischen Weg übertragen. Näher erläutert wird die Erfindung anhand der bevorzugten folgenden . Ausführungsbeispiele.

Ausführungsbeispiel 1 × 2 Lichtumschalter

Fig. 1 zeigt schematische Darstellungen eines 2 × 2 Lichtumschalters, der aus zwei Lichtsignaleingänge 10, 12 und zwei Lichtsignalausgänge 14, 16 besteht. Wie es aus bekannter Technik ausgeführt werden kann, ist ein Kollimator bzw. eine Kollimatorlinse jeweils an jedem Lichtsignaleingang oder Lichtsignalausgang an der Lichtleitfaser gekoppelt. Die Eingänge 10, 12 und die Ausgänge 14, 16 sind als ein Paar Lichtsignaleingang- und ausgang parallel ausgebildet. Wie es in Fig. 1, Zeichnung (A) darstellt, ist ein freier optischer Weg 18 zwischen dem Lichtsignaleingang 10 und dem Lichtsignalausgang 14 vorgesehen. Ein anderer freier optischer Weg 20 ist zwischen dem Lichtsignaleingang 12 und dem Lichtsignalausgang 16 vorgesehen. In anderen Worten, ein vom Lichtsignaleingang 10 durchfallendes Lichtsignal wird nach der entsprechenden Kopplung in den Lichtsignalausgang 14 getreten und ein vom Lichtsignaleingang 12 durchfallendes Lichtsignal wird nach der entsprechenden Kopplung in den Lichtsignalausgang 16 getreten. Diese zwei Lichtstrahlen weisen gegenseitig parallel aus. Wie es in Fig. 1, Zeichnung (B) darstellt, sobald ein Prisma 22 zwischen den Lichtsignaleingängen 10, 12 und den Lichtsignalausgängen 14, 16 eingesetzt ist, werden die zwei durchlassenen optischen Wege entsprechend geändert. Der vom dem Lichtsignaleingang 10 durchfallende Lichtstrahl wird nach Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung vom Prisma 22 gekoppelt und weiter in den Lichtsignalausgang 16 getreten. Gleichzeitig wird der vom Lichtsignaleingang 12 durchfallende Lichtstrahl nach Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung vom Prisma 22 gekoppelt und weiter in den Lichtsignalausgang 14 getreten. Mittels Einsetzung eines Prismas 22 können zwei optische Wege 24, 26 umgeschaltet werden.

Der Prisma 22 kann ein Keilprisma oder ein gleichschenkeliger Prisma sein und weist eine sich parallel zur Lichtstrahlungsebene befindlichen Basis (Hypotenuse) 23 und zwei Symmetrieschenkeln (Katheten) 25, 27 auf. Die Oberflächen dieser Schenkeln 25, 27 können einen Film beschichtet werden, um eine Lichtreflexion und einen polarisationsabhängigen Verlust verringern zu können. Sobald der Prisma 22 in den beiden optischen Wege 18, 20 einegsetzt ist, werden die beiden parallel durchfallenden Lichtstrahlen der Linsenachse des Primas 22 parallelend und symmestrisch in den Prisma 22 getreten, d. h. die beiden parallel durchfallenden Lichtstrahlen werden in Richtung parallel zur Basis 23 des Prismas 22 in den Prisma 22 getreten und zwar nach Doppelbrechungen und eine Gesamtbrechung des Prismas 22 werden zwei ausgehende Lichtstrahlen ausgebildet. Diese zwei ausgehende Lichtstrahlen sind der Linsenachse des Prismas 22 parallelend und symmestrisch verlaufen, jedoch sind deren Stellungen gegenüber den zwei parallel laufenden eingehenden Lichtstrahlen liegen. Auf diesem Gurnd können die optischen Wege der beiden Lichtstrahlen mittels Änderung der Stellung des Prismas 22 beispielweise für eine Geradestrahlung (siehe Abb. 1-A) bzw. eine Kreuzstrahlung (siehe Abb. 1-B) gesteuert werden. Wenn der in Fig. 1 dargestelle Prisma 22 zum Teil dunkel behandelt ist, kann diese Anlage als eine 2 × 2 optischer Blockierschalter ausgebildet werden.

Ausführungsbeispiel 2 1 × 2 Lichtumschalter

Fig. 2 zeigt schematische Darstellungen eines 1 × 2 Lichtumschalters, der aus einem Lichtsignaleingang 28 und zwei gegenüber diesem Lichtsignaleingang 28 vorgesenenen Lichtsignalausgänge 30, 32 besteht, wobei der Lichtsignalausgang 30 gegenüber diesem Lichtsignaleingang 28 liegt und parallel einem anderen Lichtsignalausgang 32 ausbildet. Vor einer Umschaltung, wie es in Fig. 2, Zeichnung (A) darstellt, ist ein freier optischer Weg 34 zwischen dem Eingang 28 und dem Ausgang 30 vorgesehen. Ein vom Eingang 28 durchfallendes Licht wird nach der entsprechenden Kopplung in den Ausgang 30 getreten. Nach einer Umschaltung, wie es in Fig. 2, Zeichnung (B) darstellt, ist ein Prisma 36 zwischen dem Eingang 28 und den Ausgänge 30, 32 eingesetzt, dabei wird ein verschiedener optischer Weg 38 ausgebildet. Ein Lichtstrahl wird vom Eingang 28 in Richtung parallel der Linsenachse des Prismas 36 in den Prisma 36 durchgefallen und wird nach Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung vom Prisma 36 gekoppelt und weiter in den Ausgang 32 getreten.

Ausführungsbeispiel 3 Optischer Ein/Aus-umschalter

Fig. 3 zeigt schematische Darstellungen eines optischen Ein/Ausumschalters, der aus einem Lichtsignaleingang 40 und einem gegenüber diesem Lichtsignaleingang 40 vorgesenenen Lichtsignalausgang 42 besteht, wobei der Lichtsignalausgang 42 genau gegenüber diesem Lichtsignaleingang 40 liegt. Unter der eingeschaltetem Betriebsart, wie es in Fig. 3, Zeichnung (A) darstellt, ist ein freier optischer Weg 44 zwischen dem Eingang 40 und dem Ausgang 42 vorgesehen. Ein vom Eingang 40 durchfallendes Licht wird nach der entsprechenden Kopplung in den Ausgang 42 getreten. Unter einer ausgeschalteten Betriebsart, wie es in Fig. 3, Zeichnung (B) darstellt, ist ein Prisma 46 zwischen dem Eingang 40 und dem Ausgang 42 eingesetzt, dabei wird ein eingeschalteter optischer Weg 48 ausgebildet. Ein Lichtstrahl wird vom Eingang 40 in Richtung parallel der Linsenachse des Prismas 46 in den Prisma 46 durchgefallen und wird nach Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung vom Prisma 46 gekoppelt und weiter woandershin getreten, jedoch nicht in den Ausgang 42 durchgefallen.

Ausführungsbeispiel 4 2 × 4 Lichtumschalter

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines 2 × 4 Lichtumschalters, der aus zwei o. g. 1 × 2 Lichtumschalter besteht, wobei er aus zwei Lichtsignaleingänge 84, 86, vier Lichtsignalausgänge 88, 90, 92, 94 und zwei Prismen 96 und 98 besteht, wobei diese beiden Prismen mit deren Basis zusammen gekittet sind und deren beiden Basis zusätzlich mit Lichtreflexionsfilme beschichtet sind. Wenn die Prismen 96, 98 noch nicht eingesetzt sind, werden die beiden durchfallenden Lichtstrahlen jeweils von Eingänge 84, 86 den beiden optischen Wegen 100, 104 entlang gekoppelt und weiter in die Ausgänge 88, 92 getreten. Nach Einsetzung der beiden Prismen 96, 98 werden die beiden Lichtstrahlen jeweils von Eingänge 84, 86 die beiden optischen Wege 102, 106 entlang in Richtung parallel der Linsenachse der Prismen 96, 98 in die Prismen 96, 98 durchgefallen und werden nach Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung von Prismen 96, 98 gekoppelt und weiter in die Ausgänge 90, 94 durchgefallen. Mittels dieses Schaltverfahrens zur Verknüpfung einer Mehrzahl von Prismen kann ein Lichtumschalter mit einer Mehrzahl von Lichtsignaleingänge und Lichtsignalausgänge vorgesehen werden.

Ausführungsbeispiel 5 2 × 1 Lichtumschalter

Fig. 5 zeigt schematische Darstellungen eines 2 × 1 Lichtumschalters, der aus zwei Lichtsignaleingänge 110, 112 und einem gegenüber diesen Lichtsignaleingängen 110, 112 vorgesenenen Lichtsignalausgang 114 besteht. Vor einer Umschaltung, wie es in Fig. 5, Zeichnung (A) darstellt, ist ein freier optischer Weg 116 zwischen dem Eingang 110 und dem Ausgang 114 vorgesehen. Ein vom Eingang 110 durchfallendes Licht wird nach der entsprechenden Kopplung in den Ausgang 114 getreten. Nach einer Umschaltung, wie es in Fig. 5. Zeichnung (B) darstellt, ist ein Prisma 118 in einen freien optischen Weg 116 eingesetzt und wird dabei ein verschiedener optischer Weg 120 ausgebildet. In diesem Fall wird ein Lichtstrahl vom Eingang 112 in Richtung parallel der Linsenachse des Prismas 118 in den Prisma 118 durchgefallen und wird nach Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung vom Prisma 118 gekoppelt und weiter in den Ausgang 114 getreten.

Ausführungsbeispiel 6 3 × 6 Lichtumschalter

Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein Prisma gegenüber einem bzw. zwei Eingänge/Ausgänge angeordnet, jedoch können eine Mehrzahl von Eingängen/Ausgängen realisiert werden. Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines 3 × 6 Lichtumschalters, der aus drei Lichtsignaleingänge 122, 124, 126 und sechs Lichtsignalausgängen 128, 130, 132, 134, 136, 138 besteht, wobei alle diese Lichtsignaleingänge und Lichtsignalausgängen parallel der Linsenachse von Prisma 146 angeordnet sind und die drei Eingänge 122, 124, 126 jeweils genau gegenüber den drei Ausgänge 128, 132, 136 liegen. Wenn das Prisma 146 noch nicht eingesetzt ist, werden die drei freie optischen Wege 140, 142, 144 von diesen drei Paaren von Eingängen/Ausgängen augebildet. Nach Einsetzung des Prismas 146 werden die drei optische Wege 148, 150, 152 ausgebildet und die drei Lichtstrahlen können jeweils von Eingänge 122, 124, 126 in den Prisma 146 durchgefallen werden und werden nach Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung von Prisma 146 gekoppelt und weiter in die Ausgänge 138, 134, 130 durchgefallen.

Ausführungsbeispiel 7 1 × 4 Lichtumschalter

Fig. 7 zeigt unterschiedliche Ausführungsformen eines 1 × 4 Lichtumschalters, der aus einer Mehrzahl von Prismen besteht, wobei er aus einem Lichtsignaleingang 154, vier Lichtsignalausgänge 156, 158, 160, 162 und drei Prismen 172, 166 und 168 besteht; wobei die Prismen 166 und 168 mit deren Basis zusammen gekittet sind und deren beiden Basis mit Lichtreflexionsfilme beschichtet sind. Bevor Einsetzung der o. g. Prismen, wie es in Fig. 7, Zeichnung (A) darstellt, ist ein freier optischer Weg 164 zwischen dem Lichtsignaleingang 154 und dem Lichtsignalausgang 156 vorhanden. Nach Einsetzung der beiden gekitteten Prismen 166, 168, wie es in Fig. 7, Zeichnung (B) darstellt, wird ein optischer Weg 170 ausgebildet. In diesem Fall wird ein durchfallender Lichtstrahl vom Eingang 154 in den Prisma 166 durchgefallen und wird nach Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung vom Prisma 166 gekoppelt und weiter in den Ausgang 158 getreten. Wenn der Prisma 172 statt Prismen von 166, 168 eingesetzt ist, wie es in Fig. 7, Zeichnung (C) darstellt, wird ein zweiter optischer Weg 174 ausgebildet. In diesem Fall wird ein durchfallender Lichtstrahl vom Eingang 154 in den Prisma 172 durchgefallen und wird nach Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung vom Prisma 172 gekoppelt und weiter in den Ausgang 160 getreten. Wenn alle diese drei Prismen 172, 166 und 168 eingesetzt sind, wie es in Fig. 7, Zeichnung (D) darstellt, wird ein dritter optischer Weg 176 ausgebildet. In diesem Fall wird ein durchfallender Lichtstrahl vom Eingang 154 zuerst nach Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung vom Prisma 172 und dann nach Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung vom Prisma 168 gekoppelt und weiter in den Ausgang 162 getreten. Gemäß diesem Verfahren können mehrere verschiedenen Lichtumschalter realisiert werden.

Ausführungsbeispiel 8

2 × 2 Lichtumschalter

Fig. 8 zeigt schematische Darstellungen eines 2 × 2 Lichtumschalters in einer anderen Ausführungsform, der aus verschiedenen Eingabe- und Ausgabeeinheiten bestehtt, wobei der Lichtsignaleingang 178 zwei Kollimatoren aus Lichtleitfasern aufweist und zwei Eingabelichtleitfasern 180, 182 umfasst während der Lichtsignalausgang 184 auch zwei Kollimatoren aus Lichtleitfasern aufweist und zwei Ausgabelichtleitfasern 186, 188 umfasst. Wie es in Fig. 8, Zeichnung (A) darstellt, sind zwei freie optischen Wege 190, 192 zwischen dem Lichtsignaleingang 178 und Lichtsignalausgang 184 ausgebildet, so daß die Lichtleitfaser 180 mit der Lichtleitfaser 188 und die Lichtleitfaser 182 mit der Lichtleitfaser 186 gekoppelt werden können und zwar ein Einschlußwinkel von ca. 0.5 ~ 3° zwischen den optischen Wegen 190 und 192 ausgebildet werden kann. Für ein deutliches Verständinis hiervon wird der Abstand zwischen den Strichzeichnungen der beiden optischen Wegen 190 und 192 sowie deren Einschlußwinkel übertreibend dargestellt. Referenzen für Aufbau von solchen Kollimatoren aus Lichtleitfasern kann man die US-6249625 von Pan et al. nachschlagen. Nach Einsetzung des Prismas 194, wie es in Fig. 8, Zeichnung (B) darstellt, sind zwei freie optischen Wege 196, 198 zwischen dem Lichtsignaleingang 178 und Lichtsignalausgang 184 ausgebildet. Nahcdem diese beiden optischen Wege durch Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung vom Prisma 194 durchgelassen sind, können die Lichtleitfaser 180 mit der Lichtleitfaser 186 und die Lichtleitfaser 182 mit der Lichtleitfaser 188 gekoppelt werden, d. h. die beiden Lichtstrahlen sind gegenseitig umgeschaltet. Im Vergleich mit einem Kollimator aus einer Lichtleitfaser wie es im Ausführungsbeispiel 1 dargestellt, verwendet ein Lichtumschalter gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Kollimatoren aus mehreren Lichtleitdasern. Vorteile dieser Ausführungsform sind offensichtlich: 1. geringere Mengen von Kollimatoren; 2. verkürzer Abstand zwischen dem Lichtsignaleingand und dem Lichtsignalausgang; 3. verkleinerte Höhe und Länge des Prismas und 4. geringere Volumen udn Gewicht der ganzen Lichtumschaltungsanlagen.

Claims

1. Optisches System, das im wesentlichen aus einem Eingang, einem Ausgang, einem zwischen dem Eingang und Ausgang vorgesehenen freien optischen Weg, einem im freien optischen Weg bewegbarer, einsetzbarer und absetzbarer Prisma und einem optischen Weg, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Eingang durchfallende Lichtstrahl nach Doppelbrechnungen und einer Gesamtbrechung dieses Prismas entsprechend geleitet wird und den Ausgang nicht erreichbar ist.

2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prisma ein Keilprisma oder ein Gleichschenkeliger Prisma ist.

3. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich einen zweiten Ausgang aufweist und der umgeschalteter optischer Weg mit dem zweiten Ausgang gekoppelt wird.

4. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich einen zweiten Eingang aufweist, wobei nach Einsetzung des Prismas ein zweiter optischer Weg ausgebildet ist und der vom einem zweiten Eingang durchfallende Lichtstrahl nach Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung des Prismas mit dem Ausgang gekoppelt wird.

5. Optisches System nach Anspruch 1, das zusätzlich aus einem zweitem Eingang, einem zweitem Ausgang und einem zweitem zwischen dem zweiten Eingang und dem zweiten Ausgang vorgesehenen freien optischen Weg besteht, dadurch gekennzeichnet, daß nach Einsetzung des Prismas ein zweiter optischer Weg ausgebildet wird und der vom zweiten Eingang durchfallende Lichtstrahl nach Doppelbrechnungen und einer Gesamtbrechung dieses Prismas mit dem ersten Ausgang gekoppelt wird und der umgeschalteter erste optische Weg mit dem zweiten Ausgang gekoppelt wird.

6. Optisches System nach Anspruch 3, das zusätzlich aus einem zweitem Prisma, einem zweitem Eingang, einem drittem Ausgang, einem zwischen dem zweiten Eingang und dem dritten Ausgang vorgesehenen zweitem freien optischen Weg, einem viertem Ausgang und einem zweitem optischen Weg besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Prisma mit dem ersten Prisma gekittet ist und der vom zweiten Eingang durchfallende Lichtstrahl nach Doppelbrechnungen und einer Gesamtbrechung des zweiten Prismas mit dem vierten Ausgang gekoppelt wird.

7. Optisches System nach Anspruch 1, das zusätzlich einen zweiten Prisma umfasst, dadurch gekennzeichnet, daß nach Einsetzung dieses zweiten Prismas in den freien optischen Weg einen zweiten optischen Weg ausgebildet wird und dieser optischer Weg weiter durch Doppelbrechnungen und eine Gesamtbrechung dieses zweiten Prismas gekoppelt wird.

8. Optisches System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Prisma ein Keilprisma oder ein Gleichschenkeliger Prisma ist.

9. Schalverfahren, gekennzeichnet durch Anordnung eines freien optischen Wegs zwischen einem Eingang und einem Ausgang, und durch Einsetzung oder Absetzung eines Prismas in diesem freien optischen Weg, wobei nach Einsetzung eines Prismas in diesem freien optischen Weg der vom Eingang durchfallende Lichtstrahl nach Doppelbrechnungen und einer Gesamtbrechung dieses Prismas entsprechend geleitet wird und den Ausgang nicht erreichbar ist.

10. Schaltverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Ausgang von umgeschalteten optischen Weg gekoppelt wird.

11. Schaltverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein zweiter Eingang anordenbar ist und nach Einsetzung eines Prismas ein zweiter optischer Weg ausgebildet wird, wobei der vom zweiten Eingang durchfallende Lichtstrahl nach Doppelbrechnungen und einer Gesamtbrechung dieses Prismas den Ausgang gekoppelt wird.

12. Schaltverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein zweiter Prisma anordenbar ist und nach Einsetzung dieses zweiten Prismas in den umgeschalteten optischen Weg ein zweiter optischer Weg ausgebildet wird, wobei der zweiter optischer Weg den Doppelbrechnungen und einer Gesamtbrechung dieses zweiten Prismas begegnen wird.

13. Optisches System, das im wesentlichen aus einer Mehrzahl von Eingängen, einer Mehrzahl von Ausgängen, einer Mehrzahl von zwischen den Eingängen und Ausgängen vorgesehenen freien optischen Wegen und weinigsten einem Prisma besteht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Prisma zwischen diesen optischen Wegen bewegbar ist und mittels der Einsetzung bzw. Absetzung dieses Prismas in diesen optischen Wegen die von diesen Eingängen durchfallenden Lichtstrahlen in diesen Ausgängen umschaltbar sind; daß irgendein Lichtstrahl durch irgendeinen Prisma den Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung dieses Prismas begegnen wird.

14. Optisches System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Prisma ein Keilprisma oder ein Gleichschenkeliger Prisma ist.

15. Schalverfahren, gekennzeichnet durch Anordnung einer Mehrzahl von zwischen einer Mehrzahl von Eingängen und einer Mehrzahl von Ausgängen angeordneten freien optischen Wegen und durch Anordnung wenistens eines in dem entsperchenden freien optischen Weg bewegbaren Prismas, wobei durch Einsetzung oder Absetzung eines Prismas in diesen freien optischen Wegen die von diesen Eingängen durchfallenden Lichtstrahlen zwischen diesen Ausgängen umchaltbar sind und bei Durchlassung von irgendeinem Lichtstrahl in irgendeinen Prisma den Doppelbrechnungen und einer Gesamtbrechung dieses Prismas begegnen wird.

16. Optisches System, das im wesentlichen aus einem Eingang, einer Mehrzahl von gegenüber diesem Eingang aufweisenden Ausgängen und einer Mehrzahl von Prismen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Prismen jeweils zwischen diesem Eingang und diesen Ausgängen einsetzbar bzw. absetzbar ist und die vom Eingang durchfallenden Lichtstrahlen durch jeden Prisma den Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung dieses Prismas begegnen wird, wobei die von diesem Eingang durchfallenden Lichtstrahlen mittels der diversen Anordnungen dieser Mehrzahl von Prismen in den entsphcenden Ausgängen umschaltbar sind.

17. Optisches System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Prismen Keilprismen oder Gleichschenkelige Prismen sind.

18. Schalverfahren, gekennzeichnet durch Anordnung eines Eingangs und einer Mehrzahl von gegenüber diesem Eingang aufweisenden Ausgängen und Anordnung einer Mehrzahl von Prismen, wobei diese Prismen jeweils zwischen diesem Eingang und diesen Ausgängen einsetzbar bzw. absetzbar ist und die vom Eingang durchfallenden Lichtstrahlen durch jeden Prisma den Doppelbrechungen und einer Gesamtbrechung dieses Prismas begegnen wird; wobei die von diesem Eingang durchfallenden Lichtstrahlen mittels der diversen Anordnungen dieser Mehrzahl von Prismen in den entsphcenden Ausgängen umschaltbar sind.

19. Optisches System, das im wesentlichen aus einem ersten Eingabekollimator aus einer Mehrzahl von Lichtleitfasern, einem zweiten Ausgabekollimator aus einer Mehrzahl von Lichtleitfasern, einer Mehrzahl von zwischen den Mehrzahl von Eingabelichtleitfasern und den Mehrzahl von Ausgabelichtleitfasern vorgesehenen mehreren freien optischen Wegen, weinigsten einem Prisma und einer Mehrzahl von optischen Wege besteht, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Prisma zwischen diesen optischen Wegen bewegbar ist und in diesen freien optischen Wegen einsetzbar bzr. absetzbar ist; daß eine Mehrzahl von optischen Wegen nach Doppelbrechnungen und einer Gesamtbrechung dieses Prismas zwischen diesen Eingabelichtleitfasern und diesen Ausgabelichtleitfasern ausgebildet sind.

20. Optisches System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Prisma ein Keilprisma oder ein Gleichschenkeliger Prisma ist.

21. Optisches System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einschlußwinkel von ca. 0.5 ~ 3° jeweils zwischen den freien optischen Wegen ausgebildet ist.