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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen kompakten Multiplexer/Demultiplexer.
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Das
sogenannte Multiplexverfahren ist ein Verfahren zur gemeinsamen Übertragung
mehrerer unabhängiger Signale (Primärsignale) über
ein einziges Übertragungsmedium. In einem Multiplexer werden
die verschiedenen primären Signale zu einem einzigen Multiplexsignal
zusammengefasst und übertragen. Auf der Empfangsseite werden
sie in einem Demultiplexer wieder getrennt. Beim sogenannten Frequenzmultiplexverfahren
belegt jedes Signal ein Frequenzband bestimmter Breite. Durch Modulation mit
gestaffelten Trägerfrequenzen werden die Basisbänder
mehrerer primärer Signale so in höhere Frequenzlagen
verschoben, so dass sie auf der Frequenzskala nebeneinander zu liegen
kommen. So entsteht ein Frequenzmultiplexsignal, das dann gegebenenfalls
verstärkt und übertragen wird. Auf der Empfängerseite
werden die einzelnen Signale in der Regel mit Hilfe von Frequenzfiltern
wieder voneinander getrennt und durch Demodulation in die ursprüngliche
Frequenzlage gebracht.
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Für
die Übertragung von Signalen auf Lichtwellenleitern kommt
im allgemeinen das sogenannte Wellenlängenmultiplexverfahren
zur Anwendung, das ein optisches Frequenzmultiplexverfahren darstellt.
Beim Multiplexverfahren werden Lichtsignale unterschiedlicher Frequenz
für die Übertragung verwendet. Dabei stellt jede
verwendete Frequenz einen eigenen Übertragungskanal zur
Verfügung, auf dem die eigentlichen zu überfragenden
Daten moduliert werden können (Amplitudenmodulation). Die
auf diese Art und Weise modulierten Datensignale werden dann mittels
entsprechender optischer Koppelelemente gebündelt und gleichzeitig,
jedoch unabhängig voneinander, übertragen. Am
Empfänger dieser optischen Multiplexverbindung werden in
einem Demultiplexer dann die einzelnen optischen Übertragungskanäle
mit Hilfe von entsprechenden wellenlängenselektiven Elementen,
z. B. passive optische Filter, wieder getrennt und mit entsprechenden
Detektorelementen in elektrische Signale umgewandelt.
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Optische
Multiplexer und Demultiplexer sind seit langem bekannt. Grundsätzlich
kann ein Multiplexer durch Umkehrung des Strahlengangs auch als Demultiplexer
eingesetzt werden und umgekehrt. Dabei müssen lediglich
statt Detektoren, welche die empfangenen übertragenen optischen
Signale in elektrische Signale umwandeln, Laser, welche die entsprechenden
zu übertragenden Lichtsignale erzeugen, verwendet werden.
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Im
folgenden bezieht sich die Beschreibung explizit auf Demultiplexer.
Es versteht sich aber, dass die beschriebenen Merkmale mit Vorteil
auch bei Multiplexern zur Anwendung kommen können, wobei sich
dann die Strahlrichtung einfach umkehrt.
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Demultiplexer
weisen im allgemeinen einen Eingangsanschluss für das Einkoppeln
eines optischen Signals, das Signalkomponenten verschiedener Wellenlängen
aufweist, mindestens ein wellenlängensensitives Element
sowie mindestens zwei fokussierende Elemente auf, wobei das wellenlängensensitive
Element und die fokussierenden Elemente derart angeordnet sind,
dass zumindest ein Teil eines über den Eingangsanschluss
eingekoppelten optischen Signals zunächst auf das wellenlängensensitive
Element und dann auf ein fokussierendes Element und ein weiterer
Teil zunächst auf das wellenlängensensitive Element
und dann auf ein anderes fokussierendes Element trifft. Unter einem
wellenlängenselektiven Element wird jegliches Element verstanden, das,
in den Strahlengang gestellt, einen, mehrere oder sogar sämtliche
Wellenlängenkanäle beeinflusst. Unter Beeinflussen
wird beispielsweise Reflektieren, Absorbieren, Verstärken,
Abschwächen, Unterbrechen oder Polarisieren verstanden.
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Unter
einem fokussierenden Element wird jedes Element verstanden, das
in der Lage ist, einfallende parallele Lichtstrahlen im wesentlichen
in einem Punkt, dem sogenannten Brennpunkt oder Fokus, zu bündeln.
Als fokussierende Elemente können beispielsweise optische
Linsen oder Hohlspiegel verwendet werden.
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Im
einfachsten Fall weist der Demultiplexer lediglich ein wellenlängensensitives
Element und zwei fokussierende Elemente auf. Ein Eingangssignal,
das aus zwei getrennten Frequenzkomponenten (Frequenzkanälen)
besteht, wird dann auf das wellenlängensensitive Element
gerichtet, das die eine Frequenzkomponente reflektiert und die andere transmittieren
lässt. Die fokussierenden Elemente sind nun derart angeordnet,
dass das eine den transmittierten Strahl und das andere den reflektierten Strahl
empfängt und in dem jeweiligen Brennpunkt bündelt.
Wird nun an den entsprechenden Brennpunkten ein geeigneter Strahlungsdetektor,
z. B. eine Photodiode, angeordnet, so kann die Amplitude, d. h. die
Strahlungsintensität des Frequenzsignals, elektrisch erfasst
werden. Im allgemeinen weist ein Demultiplexer jedoch eine Mehrzahl
von wellenlängensensitiven Elementen auf, auf die das Signal
entlang des Strahlengangs nacheinander gerichtet wird, wobei jedes
wellenlängensensitive Element einen Wellenlängenkanal
von dem restlichen Signal abtrennt. Die Anordnung von mehreren wellenlängensensitiven
Elementen wird auch das Filterkaskade bezeichnet.
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Die
Herstellung von Demultiplexern ist jedoch im allgemeinen sehr aufwendig.
Dies liegt u. a. an der notwendigen Justierung. Das aus einem entsprechenden Übertragungsmedium,
z. B. einer Glasfaser, kombinierte Signal muss mit Hilfe einer exakt justierten
Anordnung von Filtern und Spiegeln auf entsprechende Detektorelemente
gelenkt werden, um eine effektive Aufspaltung des Signals in seine einzelnen
Kanalkomponenten zu bewirken. Darüber hinaus weisen bekannte
Demultiplexer vergleichsweise große Abmessungen auf.
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Es
ist bereits aus der
EP 1 004
907 ein optischer Wellenlängendemultiplexer aus
einer optisch transparenten Struktur bekannt. Das aus einer Glasfaser
austretende Signal wird innerhalb des transparenten Materials geführt.
Dabei ist die transparente Struktur zweiteilig ausgeführt,
wobei zwischen den beiden Teilen entsprechende optische Filter angeordnet
sind. Obgleich dieser Demultiplexer bereits kompakt ist, ist er
nur unter großem herstellungstechnischen Aufwand herzustellen
und muss aufwendig justiert werden. Daher ist in der
DE 10 2005 010 557 bereits vorgeschlagen
worden, ein mehrere fokussierende Elemente aufweisendes Formteil
sowie eine mehrere wellenlängensensitive Elemente aufweisende
Trägerplatte auf einer Aufbauplatte anzuordnen. Dadurch
hat sich der Justierungsaufwand der fokussierenden Elemente relativ
zur Trägerplatte vereinfacht. Bei der in der
DE 10 2005 010 557 beschriebenen
Ausführungsform müssen jedoch die Detektoren sehr
aufwendig justiert werden.
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Es
ist daher vor dem Hintergrund des beschriebenen Standes der Technik
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Demultiplexer oder Multiplexer
mit einem Anschluss für das Einkoppeln und/oder Auskoppeln
eines optischen Signals, welches Signalkomponenten verschiedener
Wellenlängen aufweist, einer Trägerplatte mit
mindestens einem wellenlängensensitiven Element, einem
Fokussierglied mit mindestens zwei fokussierenden Elementen sowie
einer Detektor- oder Signalerzeugerplatte, auf der mindestens zwei
Detektoren oder Signalerzeuger angeordnet sind, bereitzustellen,
der einfacher zu justieren ist und zudem einen im Vergleich zum
Stand der Technik kompakteren Aufbau zeigt.
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Erfindungsgemäß wird
dies dadurch gelöst, dass sowohl Trägerplatte
als auch Fokussierglied mit der Detektor- oder Signalerzeugerplatte
verbunden sind.
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Durch
diese Maßnahme kann die bislang übliche Justierreihenfolge
verändert und damit vereinfacht werden. Im ersten Schritt
wird die Faser an den Faseranschlag gelegt und fixiert. Dadurch
ist die Faser relativ zum Fokussierglied justiert.
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Als
nächstes wird die Trägerplatte auf der Detektor-
oder Signalerzeugerplatte platziert und gegenüber dieser
ausgerichtet. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die
beiden genannten Schritte auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt
werden können.
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Erst
danach wird das Fokussierglied aktiv gegenüber der Trägerplatte
und der Detektor- und Signalerzeugerplatte ausgerichtet. Dabei kann
ein Lichtsignal über die Glasfaser eingekoppelt werden, so
dass der Strahlenverlauf verfolgt werden kann. Über die
Detektoren kann erfasst werden, ob das Signal korrekt auf die Detektorfläche
ausgerichtet ist. Sobald dies der Fall ist, wird das Fokussierglied
mit der Detektor- oder Signalerzeugerplatte verbunden.
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Obgleich – wie
bereits ausgeführt – die vorliegende Erfindung
in gleicher Weise für Multiplexer und Demultiplexer verwendet
werden kann, wird im folgenden die Erfindung anhand eines Demultiplexers
beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass prinzipiell auch ein
Multiplexer entsprechend ausgebildet sein könnte, wobei
lediglich die Signalrichtung umgedreht und die Detektoren durch
Signalerzeuger, wie z. B. LEDs oder VCSEL-Laser, ersetzt werden
müssen.
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Im
Gegensatz zu der in der
DE
10 2005 010 557 beschriebenen Ausführungsform
werden Fokussierglied und Trägerplatte nicht auf einer
transparenten Aufbauplatte, sondern direkt auf der Detektorplatte
montiert. Dadurch kann der Justierungsaufwand deutlich reduziert
werden. Zudem wird der Aufbau des Demultiplexers deutlich kompakter.
Besonders bevorzugt besteht zwischen Fokussierglied und Trägerplatte
keine direkte Verbindung. Statt dessen sind beide mit der Detektorplatte
verbunden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform sind die Detektoren der
Detektorplatte auf der dem Fokussierglied zugewandten Seite der
Detektorplatte angeordnet, wobei vorzugsweise zwischen Fokussierglied und
Detektorplatte ein Spalt gebildet wird und die Detektoren zumindest
teilweise in dem Spalt angeordnet sind. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, dass der die fokussierenden Elemente verlassende Lichtstrahl
nicht durch die Detektorplatte hindurchtreten muss, sondern direkt
auf die Detektorelemente gerichtet werden kann. Der Spalt zwischen
Fokussierglied einerseits und Detektorplatte andererseits kann beispielsweise
durch Abstandselemente verwirklicht werden, die zwischen Fokussierglied
und Detektorplatte angeordnet sind, so dass sich zwischen zwei Abstandselementen
ein Spalt bildet, in dem wiederum die Detektoren ange ordnet sein
können. Selbstverständlich können die
Abstandselemente einstückig entweder mit dem Fokussierglied und/oder
mit der Detektorplatte ausgebildet sein.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind Detektorplatte
und Fokussierglied aus unterschiedlichen Materialien hergestellt,
so dass bei den typischen Betriebstemperaturen, wie z. B. bei einer
Temperatur von 25°C, das Material, aus dem die Detektorplatte
hergestellt ist, einen kleineren Ausdehnungskoeffizienten aufweist
als das Material, aus dem das Fokussierelement hergestellt ist.
So ist es beispielsweise möglich, das Fokussierelement
als Formteil aus Kunststoff herzustellen, wobei die Fokussierelemente
einstückig als gekrümmte reflektierende Flächen
ausgebildet sein können, wie dies in der
DE 10 2005 010 557 beschrieben
ist, deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird.
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Die
Detektorplatte kann statt dessen aus einem Material mit deutlich
geringerem Ausdehnungskoeffizienten hergestellt werden, wie z. B.
Kovar oder einer Keramik. Unter Kovar werden Legierungen verstanden,
die einen sehr geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten,
typischerweise von weniger als 10 ppm/K haben. Da die Detektorplatte
die Detektoren aufnimmt, müssen entsprechende elektrische Anschlüsse
durch die Detektorplatte geführt werden. Um insgesamt eine
hohe Dichtigkeit zu erzielen, können beispielsweise Metallglasdurchführungen
zum Einsatz kommen. Diese sind jedoch nur mit Materialien mit sehr
geringem Ausdehnungskoeffizienten verwirklichbar. Die Verwendung
von unterschiedlichen Materialien erlaubt daher die kostengünstige und
einfache Herstellung des Fokussiergliedes als Formteil aus Kunststoff
und gleichzeitig vakuumdichte elektronische Durchführungen
durch die Detektorplatte.
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Durch
die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Detektorplatte
einerseits und Fokussierglied andererseits kann es jedoch in extremen Temperatursituationen
zu einer Dejustierung des Demultiplexers kommen.
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Daher
ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass
Fokussierglied und Detektorplatte über ein Verbindungselement
miteinander verbunden sind, wobei das Verbindungselement zwei Federelemente
aufweist, die jeweils in zwei zueinander senkrechten Richtungen
jeweils mindestens doppelt so große Federkonstanten wie
in der dritten, zu den beiden ersten Raumrichtungen senkrechten Raumrichtung,
der sogenannten Elastizitätsrichtung, hat, wobei die beiden
Federelemente Elastizitätsrichtungen aufweisen, die nicht
parallel zueinander verlaufen. Grundsätzlich können
Verbindungselemente verwendet werden, wie sie beispielsweise in
der
DE 10 2005 040 731 beschrieben
und gezeigt sind, deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird.
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Durch
die Verwendung der beschriebenen Verbindungselemente wird erreicht,
daß zumindest die Winkelgenauigkeit bei größeren
Temperaturänderungen relativ hoch bleibt. Dabei dient jedes
Federelement dazu, einerseits die Bewegung des ersten Bauteils gegenüber
dem zweiten Bauteil, insbesondere bei einer Temperaturveränderung,
in einer Richtung, der sogenannten Elastizitätsrichtung,
in begrenztem Maße zuzulassen, während eine entsprechende
Relativbewegung in den anderen hierzu in etwa senkrecht verlaufenden
Richtungen möglichst verhindert wird. Dabei verläuft
die Elastizitätsrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform
im wesentlichen parallel zu den zueinander auszurichtenden Flächen
von Fokussierglied und Detektorplatte.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Fokussierglied
als Formteil ausgebildet, wobei vorzugsweise die fokussierenden
Elemente einstückig mit dem Formteil ausgebildet sind und
aus gekrümmten reflektierenden Flächen bestehen.
Die gekrümmten reflektierenden Flächen können
beispielsweise derart ausgebildet sein, wie in der
DE 100 43 985 beschrieben ist, die
hier durch Bezugnahme aufgenommen wird. Das Formteil kann prinzipiell so
ausgebildet sein, wie in der
DE
10 2005 010 557 beschrieben ist, deren Inhalt hiermit in
diese Anmeldung aufgenommen wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Fokussierglied
mindestens einen vorzugsweise einstückig mit dem Fokussierglied
ausgebildeten Faseranschlag für die Justierung eines Wellenleiters
auf. Dieser Anschlag kann beispielsweise durch eine ebene Fläche
verwirklicht werden, auf der der Brennpunkt der gekrümmten
Fläche liegt. Dadurch muss die Glasfaser lediglich auf
die ebene Fläche aufgelegt werden, um eine exakte Justierung
der Glasfaser in eine Richtung zu erleichtern. Bevorzugt sind dabei
Ausführungsformen, bei denen der Anschlag eine Justierung
zumindest in zwei Richtungen oder, besonders bevorzugt, sogar in
drei Richtungen erlaubt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Trägerplatte
zwei parallel zueinander angeordnete Flächen auf, wobei
auf der einen Fläche ein reflektierendes Element und auf
der anderen Fläche das zumindest eine wellenmodifizierende
Element angeordnet ist. Durch die Verwendung einer Trägerplatte
mit zwei parallel zueinander angeordneten Flächen ist sicher
gestellt, dass reflektierendes Element einerseits und wellenmodifizierende
Elemente andererseits exakt zueinander angeordnet sind. Das reflektierende
Element kann beispielsweise ein Spiegelelement sein.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
dass die zumindest zwei Detektoren der Detektorplatte auf einer
Linie liegen, die parallel zu den parallelen Flächen der
Trägerplatte verläuft. Dies ermöglicht
eine einfache Justierung der Trägerplatte gegenüber
der Detektorplatte, so dass eine optische Justierung derart, dass
die parallelen Flächen und die Detektorzeile parallel verlaufen,
einfach zu verwirklichen ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
dass die Detektorplatte und/oder die Trägerplatte mindestens
ein Abstandselement aufweist, wobei das mindestens eine Abstandselement
derart angeordnet ist, dass ein Spalt zwischen Detektorplatte und
Trägerplatte gebildet wird, wobei vorzugsweise elektrische
Anschlüsse der Detektoren innerhalb des Spalts angeordnet
sind. Selbstverständlich kann das Abstandselement an der Detektorplatte
und/oder der Trägerplatte einstückig befestigt
sein. Durch die Anordnung der elektrischen Anschlüsse im
Spalt kann das Multiplexer/Demultiplexerelement kompakter ausgebildet
sein.
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Die
Trägerplatte kann Durchgangsöffnungen aufweisen,
die für den Signalstrahl vorgesehen sind, so dass die Trägerplatte
kein Material in den Strahlengang einfügt. Werden als fokussierende
Elemente gekrümmte reflektierende Flächen verwendet, kommt
der gesamte Demultiplexer/Multiplexer abgesehen von den unvermeidlichen
Bandfiltern völlig ohne Material im Strahlengang aus. Dadurch
kann eine hohe Signalausbeute erreicht werden.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform und der zu gehörigen
Figuren. Es zeigen:
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1 eine
Detektorplatte,
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2 eine
perspektivische Ansicht einer Trägerplatte,
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3 eine
weitere perspektivische Ansicht der Trägerplatte von 2,
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4 eine
perspektivische Ansicht eines Fokussiergliedes,
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5 eine
perspektivische Ansicht eines Fokussiergliedes mit Glasfaser,
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6 eine
perspektivische Ansicht eines Verbindungselementes,
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7 eine
Explosionsansicht des Demultiplexers,
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8 eine
perspektivische Ansicht der Detektorplatte mit aufgesetztem Fokussierelement,
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9 eine
perspektivische Ansicht der Detektorplatte mit aufgesetzter Trägerplatte,
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10 eine
perspektivische Ansicht der Detektorplatte mit aufgesetzter Trägerplatte
und Fokussierelement,
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11 eine
weitere perspektivische Ansicht wie in 10,
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12 eine
perspektivische Ansicht mit eingezeichnetem Strahlungsverlauf und
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13 eine
perspektivische Ansicht ähnlich zu der Ansicht von 12.
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In 1 ist
eine Detektorplatte 1 dargestellt. Die Detektorplatte 1 weist
eine Grundplatte 2 aus vernickeltem Kovar auf. Auf der
Grundplatte 2 sind vier Detektoren 4 mit entsprechenden
Signalverarbeitungselementen 3 angeordnet.
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Die
Grundplatte 2 weist eine Reihe von in Glas eingeschmolzene
elektrische Durchführungen 5 auf, über
die die Detektoren elektrisch von der Rückseite der Grundplatte 2 kontaktiert
werden können. Aus Gründen der einfacheren Darstellung
sind die Verbindungsdrähte nicht dargestellt worden.
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Die
Detektorplatte 1 weist eine Reihe von Abstandselementen 6, 7 auf,
deren Bedeutung später beschrieben wird.
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In 2 und 3 sind
zwei perspektivische Ansichten einer Trägerplatte 8 gezeigt.
Die Trägerplatte 8 weist zwei zueinander parallel
verlaufende Flächen 9, 9' auf. Auf der
einen Fläche 9' ist ein Spiegelelement 10 angeordnet,
während auf der gegenüberliegenden Fläche 9 mehrere
wellenmodifizierende Elemente 11 angeordnet sind. Als wellenmodifizierende
Elemente kommen Bandfilter zum Einsatz, die jeweils einen bestimmten
Wellenlängenkanal transmittieren, während alle
anderen Wellenlängenkanäle reflektiert werden.
Die Trägerplatte 8 ist aus Metall gefertigt. Um
ein Passieren der Lichtstrahlen von den wellenmodifizierenden Elementen
zu dem reflektierenden Element 10 und zurück zu
gewährleisten, sind entsprechende Bohrungen 12 in
die Trägerplatte 8 eingebracht.
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In 4 ist
ein Fokussierglied 13 dargestellt. Das Fokussierglied weist
eine Reihe von fokussierenden Elementen 14, 14' auf.
Die fokussierenden Elemente 14, 14' sind gekrümmte
reflektierende Flächen, die derart gekrümmt sind,
daß sie einen parallelen Lichtstrahl in einem Punkt, dem
sogenannten Fokuspunkt oder Brennpunkt, fokussieren. Das Fokussierglied 13 ist
als Formteil ausgebildet, d. h. das Fokussierglied und die fokussierenden
Elemente 14, 14' sind einstückig. Weiterhin
sind zwei Anschlagflächen 15, 15' vorgesehen.
Zur Justierung einer Glasfaser 16 (siehe 5)
wird die Glasfaser 16 auf die beiden Faseranschläge 15 und 15' gelegt.
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Der
divergent aus dem Glasfaserende austretende Lichtstrahl liegt im
Brennpunkt des fokussierenden Elementes 14'. Durch das
fokussierende Element 14' wird der divergente Lichtstrahl
in einen parallelen Lichtstrahl umgewandelt und wird dann, wie im
folgenden noch detaillierter erläutert wird, auf das Reflexionselement 10 gerichtet
und reflektiert und dann auf ein weiteres fokussierendes Element 14 gerichtet,
Im Lichtpfad ist ein erstes wellenlängensensitives Element 11 angeordnet,
das sicherstellt, dass nur ein Wellenlängenkanal auf das
fokussierende Element 14 trifft. Das fokussierende Element 14 wandelt
den parallelen Lichtstrahl in einen fokussierten Strahl um, wobei
die Detektoren 4 im Fokus der fokussierenden Elemente 14 angeordnet
sind.
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In 6 ist
ein Verbindungselement gezeigt, das für die Verbindung
des Fokussiergliedes 13 mit der Detektorplatte 1 vorgesehen
ist. Das Verbindungselement besteht aus einem Steg 21 und
vier sich hiervon erstreckenden Federelementen 17, 18, 19, 20,
die jeweils einen Kontaktabschnitt und einen sich daran anschließenden
Abschnitt mit gegenüber dem Kontaktabschnitt reduzierter
Dicke haben. Der Steg 21 weist Biegestellen sowie einen
Verschlussbiegemechanismus auf, so dass das Verbindungselement einstückig
hergestellt werden kann.
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In 7 ist
eine Explosionsansicht des Demultiplexers gezeigt. Die Detektorplatte 1 ist
auf einer Anschlusszunge 22 aufgebracht, über
die die elektrische Kontaktierung der Detektorelemente erfolgt.
Zu erkennen sind ebenso die Trägerplatte 8 sowie
das Fokussierglied 13.
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In 8 ist
eine perspektivische Ansicht der Detektorplatte 1 mit aufgesetztem
Fokussierglied 13 gezeigt. Das Fokussierglied 13 ist über
das Verbindungselement 23 mit der Detektorplatte 1 verbunden. Das
Fokussierglied 13 wird an den vier umlaufenden Kantenflächen
jeweils mit einem der Federelemente des Verbindungselementes 23 kontaktiert.
Das Verbindungselement 23 steht mit dem Steg 21 auf
den Abstandsflächen 6 auf. Durch die Anschlussflächen 6,
die einstückig mit der Detektorplatte 1 ausgebildet sind,
ist sichergestellt, dass sich zwischen den fokussierenden Elementen
des Fokussiergliedes 13 und der Detektorplatte 1 ein
Spalt ergibt, in dem die Detektoren 4 angeordnet sind.
Mit anderen Worten befinden sich die Detektoren 4 zwischen
Detektorplatte 1 und Fokussierglied 13.
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In 9 ist
eine perspektivische Ansicht einer Detektorplatte 1 mit
aufgesetzter Trägerplatte 8 gezeigt. Im Gegensatz
zu den vorherigen Ausführungsformen weist die Detektorplatte 1 Abstandsflächen 7 auf,
die für die Aufnahme der Trägerplatte 8 dienen.
Statt dessen hat die Trägerplatte 8 einstückig angeformte
Abstandselemente 24, mit denen die Trägerplatte 8 auf
der Detektorplatte 1 aufsitzt, so dass sich ein Spalt zwischen
Trägerplatte 8 und Detektorplatte 1 bildet,
in dem elektrische Anschlüsse angeordnet sein können,
was es erlaubt, das Detektorelement kleiner zugestalten.
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In 10 ist
schließlich eine perspektivische Ansicht gezeigt, bei der
sowohl die Trägerplatte 8 als auch das Fokussierglied 13 auf
der Detektorplatte 1 aufgebracht sind. Eine ähnliche
Ansicht von einer anderen Perspektive ist in 11 zu
sehen.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird eine Kappe
(nicht gezeigt) so über die Trägerplatte 8 und
das Fokussierglied 13 gesetzt, dass die Kappe mit der Detektorplatte 1 einen
verschlossenen Raum bildet, welcher in einer bevorzugten Ausführungsform
evakuiert oder mit einem Schutzgas befüllt wird. Mit Vorteil
ist daher der verschlossene Raum vakuumdicht versiegelt.
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In
den 12 und 13 sind
perspektivische Ansichten einer Detektorplatte 1 mit aufgesetztem
Fokussierglied 13 gezeigt, wobei hier der Strahlengang
schematisch dargestellt wurde. Parallele Strahlen werden als Zylinder
dargestellt, während divergente Strahlen als Kegel dargestellt
werden.
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Man
erkennt, dass Licht divergent aus der Glasfaser 10 austritt,
auf eine erste gekrümmte reflektierende Fläche
trifft, die das divergente Licht in einen als Zylinder dargestellten
parallelen Lichtstrahl umwandelt. Dieser Lichtstrahl tritt nun durch
die in der Trägerplatte eingebrachte Bohrung (die Trägerplatte
ist in dieser Zeichnung nicht dargestellt) und trifft auf das Spiegelelement 10,
welches den Lichtstrahl auf das erste wellenlängenmodifizierende
Element lenkt. Dort wird lediglich ein Wellenlängenkanal durchgelassen,
während alle anderen Wellenlängenkanäle
durch das Spiegelelement 10 zurückreflektiert werden.
Der transmittierte Wellenlängenkanal trifft nun auf ein
fokussierendes Element und wird auf die Detektorfläche
fokussiert. Das vom wellenlängenmodifizierenden Element
reflektierte Element wird am Spiegelelement 10 erneut reflektiert
und trifft dann auf das zweite wellenlängenmodifizierende
Element. Auch hier wird lediglich ein Wellenlängenkanal
passieren können, während alle anderen Wellenlängenkanäle
reflektiert werden. Im Ergebnis wird jeweils ein Wellenlängenkanal
auf jeweils einem Detektor 4 abgebildet.
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Der
beschriebene Demultiplexer ist äußerst kompakt
und kann sehr einfach justiert werden. Im ersten Schritt wird die
Trägerplatte 8 mit aufgebrachtem Spiegelelement 10 und
wellenmodifizierenden Elementen 11 auf die Detektorplatte 1 aufgesetzt
und derart ausgerichtet, dass die parallelen Flächen parallel
zur Detektorzeile verlaufen. Die Trägerplatte 8 wird
dann auf der Detektorplatte 1 fixiert, z. B. geklebt.
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Im
nächsten Schritt wird die Faser 10 mit Hilfe der
Faseranschläge an dem Fokussierglied 13 fixiert
und das Fokussierglied 13 derart mit dem Verbindungselement
verbunden, daß jeweils ein Wellenlängenkanal auf
eine Detektorfläche abgebildet wird.
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- 1
- Detektorplatte
- 2
- Grundplatte
- 3
- Signalverarbeitungselement
- 4
- Detektor
- 5
- elektrische
Durchführung
- 6,
7
- Abstandselement
- 8
- Trägerplatte
- 9,
9'
- parallel
zueinander verlaufende Flächen
- 10
- Spiegelelement
- 11
- wellenmodifizierendes
Element
- 12
- Bohrung
- 13
- Fokussierglied
- 14,
14'
- fokussierende
Elemente
- 15,
15'
- Anschlagflächen
- 16
- Glasfaser
- 17,
18, 19, 20
- Federelemente
- 21
- Steg
- 22
- Anschlusszunge
- 23
- Verbindungselement
- 24
- Abstandselement
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1004907 [0010]
- - DE 102005010557 [0010, 0010, 0017, 0019, 0024]
- - DE 102005040731 [0022]
- - DE 10043985 [0024]