DE102010003226A1 - Multiplexer / demultiplexer with adjustment mirror - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optischer Multiplexer/Demultiplexer mit einem Anschluss für das Einkoppeln und/oder Auskoppeln eines optischen Signals, das Signalkomponenten verschiedener Wellenlängen aufweist, mindestens einem wellenlängensensitiven Element sowie mindestens zwei fokussierenden Elementen, wobei das wellenlängensensitive Element und die fokussierenden Elemente derart angeordnet sind, dass zumindest ein Teil eines über den Anschluss 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. Um einen optischen Multiplexer/Demultiplexer der eingangs genannten Art bereitzustellen, der weniger hohe Anforderungen an die exakte Positionierung des Einkoppel/Auskoppelanschlusses relativ zu den einzelnen wellenlängensensitiven Elementen stellt, zugleich aber eine mindestens vergleichbare Übertragungsqualität gewährleistet, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass in Strahlrichtung zwischen Anschluss und einem fokussierenden Element ein um eine Achse verschwenkbares Spiegelelement angeordnet ist.The present invention relates to an optical multiplexer / demultiplexer with a connection for the coupling and / or decoupling of an optical signal which has signal components of different wavelengths, at least one wavelength-sensitive element and at least two focusing elements, the wavelength-sensitive element and the focusing elements being arranged in this way that at least part of an optical signal coupled in via the connection first strikes the wavelength-sensitive element and then a focusing element and a further part strikes the wavelength-sensitive element and then another focusing element. In order to provide an optical multiplexer / demultiplexer of the type mentioned at the beginning, which makes less stringent demands on the exact positioning of the coupling / decoupling connection relative to the individual wavelength-sensitive elements, but at the same time ensures at least a comparable transmission quality, it is proposed according to the invention that in the beam direction between connection and A mirror element pivotable about an axis is arranged on a focusing element.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Multiplexer oder Demultiplexer. 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 dann in einem Demultiplexer wieder getrennt.The present invention relates to an optical multiplexer or demultiplexer. The so-called multiplex method is a method for the common transmission of several independent signals (primary signals) over a single transmission medium. In a multiplexer, the various primary signals are combined into a single multiplex signal and transmitted. On the receiving side they are then separated again in a demultiplexer.

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 den die eigentlichen zu übertragenden 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.For the transmission of signals on optical waveguides is generally the so-called wavelength division multiplexing method used, which is an optical frequency division multiplexing method. In the multiplex method, light signals of different frequency are used for the transmission. Each frequency used provides its own transmission channel to which the actual data to be transmitted can be modulated (amplitude modulation). The data signals modulated in this way are then bundled by means of corresponding optical coupling elements and transmitted simultaneously but independently of one another. At the receiver of this optical multiplex connection in a demultiplexer then the individual optical transmission channels by means of corresponding wavelength-selective elements, for. B. passive optical filters, again separated and converted with corresponding detector elements into electrical signals.

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.Optical multiplexers and demultiplexers have long been known. In principle, a multiplexer can be used by reversing the beam path as a demultiplexer and vice versa. In this case, instead of detectors which convert the received transmitted optical signals into electrical signals, lasers which generate the corresponding light signals to be transmitted must be used.

Im Folgenden bezieht sich die Beschreibung bis auf wenige Ausnahmen explizit auf Demultiplexer. Es versteht sich aber, dass die beschriebenen Merkmale mit Vorteil auch bei Multiplexern zur Anwendung kommen, wobei sich die Strahlrichtung dann einfach umkehrt.In the following, apart from a few exceptions, the description refers explicitly to demultiplexers. It is understood, however, that the features described are also advantageously used in multiplexers, with the beam direction then simply reversing.

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, das 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.Demultiplexers generally include an input terminal for coupling an optical signal having signal components of different wavelengths, at least one wavelength-sensitive element, and at least two focusing elements, wherein the wavelength-sensitive element and the focusing elements are arranged such that at least a portion of one via the input terminal coupled optical signal first on the wavelength-sensitive element and then on a focusing element and another part first on the wavelength-sensitive element and then encounters another focusing element. A wavelength-selective element is understood to be any element which, when placed in the beam path, influences one, several or even all wavelength channels. Influencing is understood as meaning, for example, reflection, absorption, amplification, attenuation, interruption or polarization.

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.By a focusing element is meant any element capable of concentrating incident parallel beams of light substantially at one point, the so-called focus or focus. As focusing elements, for example, optical lenses or concave mirrors can be used.

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.It is already out of the EP 1 004 907 an optical wavelength demultiplexer of an optically transparent structure is known. The signal emerging from a glass fiber is guided inside the transparent material.

Aus der DE 10 2005 010 557 ist ebenfalls bereits ein optischer Multiplexer/Demultiplexer der eingangs genannten Art bekannt.From the DE 10 2005 010 557 is also already known an optical multiplexer / demultiplexer of the type mentioned.

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 derart angeordnet, dass das eine den transmittierten Strahl und das andere den reflektierten Strahl empfängt und in dem jeweiligen Brennpunkt bündelt. Wird nun in den entsprechenden Brennpunkten ein geeigneter Strahlungsdetektor, z. B. eine Fotodiode, angeordnet, so kann die Amplitude, d. h. die Strahlungsintensität des Frequenzsignals elektrisch erfasst werden.In the simplest case, the demultiplexer has only one wavelength-sensitive element and two focusing elements. An input signal consisting of two separate frequency components (frequency channels) is then directed to the wavelength sensitive element, which reflects one frequency component and transmits the other. The focusing elements are arranged such that one receives the transmitted beam and the other receives the reflected beam and focuses in the respective focal point. If a suitable radiation detector, eg. B. a photodiode arranged, so the amplitude, d. H. the radiation intensity of the frequency signal are detected electrically.

Meist 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 als Filterkaskade bezeichnet.In most cases, however, a demultiplexer has a plurality of wavelength-sensitive elements, to which the signal along the beam path is successively directed, wherein each wavelength-sensitive element separates a wavelength channel from the remaining signal. The arrangement of a plurality of wavelength-sensitive elements is also referred to as a filter cascade.

In der Regel weist der Einganganschluss eine Einrichtung zum Umwandeln eines divergierenden Strahles in einen parallelen Strahl auf. Diese Einrichtung ist im Grunde genommen ein fokussierendes Element, bei dem die Stirnfläche der das Signal emittierenden Glasfaser im Brennpunkt angeordnet wird.Typically, the input port includes means for converting a diverging beam into a parallel beam. This facility is basically a focused one An element in which the end face of the signal-emitting glass fiber is focused.

Die Herstellung von Demultiplexern ist jedoch im Allgemeinen sehr aufwendig. Dabei muss besonderes Augenmerk auf die exakte Positionierung der Glasfaser relativ zur Einrichtung zur Umwandlung eines divergierenden in einen parallelen Strahl gelegt werden, um eine effektive Aufspaltung des Signals in seine einzelnen Kanalkomponenten zu bewirken. Jede laterale Fehljustierung (die Stirnfläche der Glasfaser liegt nicht exakt im Brennpunkt, sondern ist seitlich etwas verschoben) führt zu einer Richtungsänderung des parallelen Strahles, so dass der Strahl nicht mehr senkrecht auf die fokussierende Einrichtung fällt, was wiederum zur Folge hat, dass der Strahl auf einen seitlich versetzten Punkt fokussiert wird. Der Lichtstrahl wird daher nicht mehr exakt in die Mitte der Detektorfläche, sondern etwas außermittig fokussiert, was die Signalausbeute deutlich reduzieren kann. Die relative Positionierung der Glasfaser in Bezug auf die wellenlängensensitiven Elemente muss daher mit sehr hoher Genauigkeit erfolgen, was einen entsprechend hohen Justieraufwand bedeutet.However, the production of demultiplexers is generally very expensive. Particular attention must be given to the exact positioning of the fiber relative to the means for converting a divergent to a parallel beam to effect effective splitting of the signal into its individual channel components. Any lateral misalignment (the face of the optical fiber is not exactly at the focal point, but is slightly shifted laterally) leads to a change in direction of the parallel beam, so that the beam is no longer perpendicular to the focusing device, which in turn means that the beam is focused on a laterally offset point. The light beam is therefore no longer focused exactly in the middle of the detector surface, but slightly off-center, which can significantly reduce the signal yield. The relative positioning of the glass fiber with respect to the wavelength-sensitive elements must therefore be done with very high accuracy, which means a correspondingly high adjustment effort.

Insbesondere dann, wenn eine Vielzahl von wellenlängensensitiven Elementen verwendet wird, müssen auch die wellenlängensensitiven Elemente untereinander mit sehr hoher Genauigkeit positioniert sein, was die Herstellung des Multiplexers/Demultiplexers aufwendig macht.In particular, when a plurality of wavelength-sensitive elements is used, the wavelength-sensitive elements must be positioned with each other with very high accuracy, which makes the production of the multiplexer / demultiplexer consuming.

Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen optischen Multiplexer/Demultiplexer der eingangs genannten Art bereitzustellen, der weniger hohe Anforderungen an die exakte Positionierung des Einkoppel/Auskoppelanschlusses relativ zu den einzelnen wellenlängensensitiven Elementen stellt, zugleich aber eine mindestens vergleichbare Übertragungsqualität gewährleistet.Based on the described prior art, it is therefore an object of the present invention to provide an optical multiplexer / demultiplexer of the type mentioned, which makes less stringent demands on the exact positioning of the coupling / decoupling connection relative to the individual wavelength-sensitive elements, but at least one at the same time ensures comparable transmission quality.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in Strahlrichtung zwischen Anschluss und einem fokussierenden Element ein um eine Achse verschwenkbares Spiegelelement angeordnet ist.According to the invention, this object is achieved by arranging a mirror element pivotable about an axis in the beam direction between the connection and a focusing element.

In der Regel weist der Anschluss eine Einrichtung zum Umwandeln eines divergierenden Strahles in einen parallelen Strahl auf, durch welche die Austrittsfläche der Glasfaser abgebildet wird. Das Lichtsignal tritt an der Stirnfläche der Glasfaser divergent aus und wird durch die entsprechende Einrichtung in paralleles Licht umgewandelt.Typically, the terminal includes means for converting a diverging beam into a parallel beam through which the exit surface of the optical fiber is imaged. The light signal diverges at the end face of the glass fiber and is converted by the corresponding device into parallel light.

Eine seitliche Fehlanpassung der Austrittsfläche der Glasfaser zum fokussierenden Element führt dazu, dass sich die Richtung des aus dem divergenten Strahl erzeugten parallelen Strahl leicht verändert, so dass nicht mehr die komplette Signalleistung in den Detektor eingekoppelt wird.A lateral mismatch of the exit surface of the optical fiber to the focusing element causes the direction of the parallel beam generated from the divergent beam to change slightly so that the complete signal power is no longer coupled into the detector.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass zwischen dem Anschluss und dem fokussierenden Element ein um eine Achse verschwenkbares Spiegelelement angeordnet ist. Sollte es daher aufgrund einer lateralen Fehlanpassung des Anschlusses relativ zum wellenlängensensitiven Element zu einer Winkelabweichung im parallelen Lichtstrahl kommen, so kann diese Winkelabweichung mit Hilfe des Spiegelelementes korrigiert werden. Bevorzugt ist das Spiegelelement zwischen der Einrichtung zum Umwandeln eines divergierenden Strahles in einen parallelen Strahl und dem fokussierenden Element angeordnet.According to the invention, it is now provided that a mirror element pivotable about an axis is arranged between the connection and the focusing element. If, therefore, due to a lateral mismatching of the connection with respect to the wavelength-sensitive element, an angle deviation in the parallel light beam occurs, then this angular deviation can be corrected with the aid of the mirror element. Preferably, the mirror element is disposed between the means for converting a divergent beam into a parallel beam and the focusing element.

Besonders bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform, bei der das Spiegelelement um zwei nicht parallel zueinander ausgerichtete Achsen verschwenkbar angeordnet ist. Dadurch kann eine Winkelabweichung in jeder Richtung leicht kompensiert werden.In this case, an embodiment in which the mirror element is arranged so as to be pivotable about two axes which are not aligned parallel to one another is particularly preferred. Thereby, an angular deviation in each direction can be easily compensated.

Mit Vorteil schneiden sich die beiden Achsen in einem Punkt, der im Strahlverlauf liegt. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass durch das Verschwenken des Spiegelelementes die Lauflänge des Lichtstrahles nicht oder nur unwesentlich verändert wird.Advantageously, the two axes intersect at a point that lies in the beam path. By this measure it is ensured that the running length of the light beam is not or only slightly changed by the pivoting of the mirror element.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Spiegelelement einen kalottenförmigen, vorzugsweise kugelkalottenförmigen Vorsprung auf, mit dem das Spiegelelement in einem Halteelement aufgenommen ist.In a further particularly preferred embodiment, the mirror element has a dome-shaped, preferably spherical cap-shaped projection, with which the mirror element is received in a holding element.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Spiegelelement teildurchlässig ausgeführt und ein Strahlungsdetektor ist derart angeordnet, dass der Detektor die vom Spiegelelement durchgelassene Strahlung detektieren kann. Mit Hilfe des Detektors kann bei dieser Ausführungsform das Signal überwacht werden, ohne dass es zu einer nennenswerten Signalstörung kommt.In a further preferred embodiment, the mirror element is made partially transparent and a radiation detector is arranged such that the detector can detect the radiation transmitted by the mirror element. With the aid of the detector, the signal can be monitored in this embodiment, without there being any noticeable signal disturbance.

In Demultiplexern mit mehreren wellenlängensensitiven Elementen ist in einer alternativen Ausführungsform vorgesehen, dass jedem wellenlängensensitiven Element (und damit jedem Detektor) ein entsprechend schwenkbares Spiegelelement zugeordnet ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass auch seitliche Fehljustierungen der Detektoren ausgeglichen werden können. In diesem Fall wird der Strahlverlauf durch die Spiegelelemente derart beeinflusst, dass der parallele Strahl nicht senkrecht auf das fokussierende Element trifft, wodurch eine seitliche Verschiebung des Punktes, in den der Lichtstrahl fokussiert wird, bewirkt wird. Die Einstellung wird derart ausgeführt, dass der Punkt, in den der Lichtstrahl fokussiert wird, dann exakt auf der Detektorfläche liegt.In demultiplexers having a plurality of wavelength-sensitive elements, it is provided in an alternative embodiment that each wavelength-sensitive element (and thus each detector) is assigned a correspondingly pivotable mirror element. This embodiment has the advantage that lateral misalignments of the detectors can be compensated. In this case, the beam path is influenced by the mirror elements such that the parallel beam does not impinge perpendicularly on the focusing element, causing a lateral displacement of the point in which the light beam is focused. The Adjustment is made such that the point at which the light beam is focused is then exactly on the detector surface.

Diese Ausführungsform ist insbesondere bei Multiplexern von großem Vorteil, bei dem eine Mehrzahl von Lasern derart positioniert werden müssen, dass deren Lichtstrahl durch die fokussierenden Elemente abgebildet wird. Eventuelle seitliche Fehlanpassungen der Laserelemente können durch die Spiegelelemente für jeden Laser getrennt korrigiert werden. Es ist daher nicht unbedingt notwendig, dass die Laser auf demselben Substrat perfekt ausgerichtet werden, sondern es ist möglich, jeden Laser auf einem eigenen Substrat zu befestigen.This embodiment is particularly advantageous in multiplexers in which a plurality of lasers must be positioned such that their light beam is imaged by the focusing elements. Possible lateral mismatches of the laser elements can be corrected separately by the mirror elements for each laser. It is therefore not essential that the lasers be perfectly aligned on the same substrate, but it is possible to mount each laser on a separate substrate.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen sowie der zugehörigen Figuren. Es zeigen:Further advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description of some preferred embodiments and the accompanying figures. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Anordnung des Standes der Technik, 1 a schematic representation of an arrangement of the prior art,

2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung, 2 a schematic representation of the arrangement according to the invention,

3 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung, 3 a perspective view of a first embodiment of the invention,

4 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, 4 a perspective view of a second embodiment of the invention,

5 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung, 5 a perspective view of a third embodiment of the invention,

6 eine Schnittansicht durch die dritte Ausführungsform der Erfindung, 6 a sectional view through the third embodiment of the invention,

7 eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung, 7 a sectional view of a fourth embodiment of the invention,

8 bis 10 Ansichten einer fünften Ausführungsform der Erfindung, 8th to 10 Views of a fifth embodiment of the invention,

11 und 12 Ansichten einer sechsten Ausführungsform der Erfindung. 11 and 12 Views of a sixth embodiment of the invention.

In der 1 ist schematisch ein Aufbau aus dem Stand der Technik gezeigt. Eine als Sender dienende Glasfaser 1 emittiert einen divergenten Lichtstrahl 2, der mit Hilfe einer ersten Linse 3 in einen parallelen Lichtstrahl 4 transformiert wird. Mit Hilfe einer als fokussierendes Element dienenden Linse 5 wird der parallele Lichtstrahl 4 in einen Brennpunkt fokussiert, in dem ein Detektor 6 oder eine als Empfänger dienende Glasfaser angeordnet ist. Üblicherweise durchläuft der parallele Lichtstrahl 4 zumindest ein wellenlängensensitives Element, welches dafür sorgt, dass nur bestimmte Frequenzen bzw. Wellenlängenkanäle vom Sender 1 zum Empfänger 6 gelangen. Entsprechende wellenlängensensitive Elemente sind in der Figur nicht dargestellt. Sowohl der Sender 1 als auch der Empfänger 6 sind auf entsprechenden Aufnahmeelementen 7 angeordnet. Um eine möglichst verlustfreie Übertragung zu gewährleisten, ist es notwendig, dass der Sender 1 exakt auf dem Aufnahmeelement 7 positioniert ist. Eine seitliche Verschiebung des Senders 1 gegenüber dem Anschlagelement 7 führt dazu, dass sich die Ausbreitungsrichtung des parallelen Lichtstrahls 4 verändert und der parallele Lichtstrahl 4 nicht mehr exakt auf das fokussierende Element 5 gerichtet wird. Unter einer seitlichen Verschiebung wird eine Verschiebung senkrecht zur Strahlrichtung verstanden.In the 1 schematically a construction of the prior art is shown. A fiber serving as a transmitter 1 emits a divergent light beam 2 with the help of a first lens 3 in a parallel light beam 4 is transformed. With the help of a lens serving as a focusing element 5 becomes the parallel light beam 4 focused into a focal point where a detector 6 or a serving as a receiver glass fiber is arranged. Usually passes through the parallel light beam 4 at least one wavelength-sensitive element, which ensures that only certain frequencies or wavelength channels from the transmitter 1 to the recipient 6 reach. Corresponding wavelength-sensitive elements are not shown in the figure. Both the transmitter 1 as well as the receiver 6 are on appropriate receptacles 7 arranged. In order to ensure a lossless transmission, it is necessary that the transmitter 1 exactly on the receiving element 7 is positioned. A lateral shift of the transmitter 1 opposite the stop element 7 causes the propagation direction of the parallel light beam 4 changed and the parallel beam of light 4 no longer exactly on the focusing element 5 is directed. A lateral displacement is understood to mean a displacement perpendicular to the direction of the beam.

In 2 ist schematisch die erfindungsgemäße Anordnung dargestellt. Der Aufbau unterscheidet sich von 1 im Wesentlichen dadurch, dass der parallele Lichtstrahl 4 mittels eines Spiegelelementes 8 umgelenkt wird. Das Spiegelelement 8 ist erfindungsgemäß schwenkbar ausgeführt. Eine eventuell im parallelen Lichtstrahl 4 enthaltene Winkelabweichung kann jetzt leicht durch Verkippen des Spiegelelementes 8 kompensiert werden. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird die Justierung des Senders 1 auf dem Aufnahmeelement 7 deutlich einfacher, da diese zumindest in lateraler Richtung nicht mehr mit der extrem hohen Genauigkeit erfolgen muss. Nach dem Aufbringen des Senders 1 auf dem Aufnahmeelement 7 kann dann das Spiegelelement eingestellt werden, bis am Empfänger 6 die maximale Signalstärke empfangen wird. Nach dem Einstellen des Spiegelelementes 8 kann dieses arretiert bzw. mit einem Halteelemente verklebt werden.In 2 schematically the arrangement of the invention is shown. The structure is different from 1 essentially by the fact that the parallel light beam 4 by means of a mirror element 8th is diverted. The mirror element 8th is designed according to the invention pivotable. One possibly in the parallel light beam 4 included angle deviation can now easily by tilting the mirror element 8th be compensated. The inventive arrangement is the adjustment of the transmitter 1 on the receiving element 7 much easier, since these no longer must be done with extremely high accuracy, at least in the lateral direction. After applying the transmitter 1 on the receiving element 7 then the mirror element can be adjusted until at the receiver 6 the maximum signal strength is received. After adjusting the mirror element 8th This can be locked or glued to a holding elements.

3 zeigt schematisch den Aufbau einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau zeigt einen Demultiplexer. Der vom Sender (nicht gezeigt) emittierte divergente Lichtstrahl 2 wird dann mit Hilfe der Linse 3 in einen parallelen Lichtstrahl 4 umgewandelt. Zur Verdeutlichung sind die Strahlverläufe eingezeichnet, d. h. der parallele Lichtstrahl wird durch einen Zylinder dargestellt, während ein divergenter Lichtstrahl durch einen Kegel dargestellt wird. Der parallele Lichtstrahl 4 wird auf das erste wellenmodifizierende Element 9a gerichtet. Dort wird ein Teil des Signals zu einem Spiegel 10a reflektiert, während ein anderer Teil transmittieren kann. Der transmittierte Teil trifft auf das Spiegelelement 8a, das um zwei Achsen einstellbar ist und mit dem der parallele Strahl 4 über ein fokussierendes Element auf einen entsprechenden Detektor abgebildet werden kann. Bei der gezeigten Ausführungsform wird das Gesamtsignal in vier Kanäle aufgeteilt. Das vom ersten wellenmodifizierenden Element 9a reflektierte Licht trifft auf den Spiegel 10a, der das Licht auf das zweite wellenlängensensitive Element 9b leitet, das einen weiteren Teil des Signals transmittieren lässt, während der Rest des Signals wieder auf ein Spiegelelement 10b reflektiert wird, usw. Jeweils in Strahlrichtung hinter den vier wellenlängensensitiven Elementen 9a bis 9b sind entsprechende schwenkbare Spiegelelemente 8a bis 8d angeordnet, die den jeweiligen transmittierten Signalkanal auf die fokussierenden Elemente 5 ausrichtet. Die fokussierenden Elemente 5 bestehen in der Ausführungsform von 3 aus Linsen. Bei dieser Ausführungsform können auch die Detektoren mit einer größeren (lateralen) Toleranz angeordnet sein. 3 schematically shows the structure of a first embodiment of the invention. The structure shows a demultiplexer. The divergent light beam emitted by the transmitter (not shown) 2 is then using the lens 3 in a parallel light beam 4 transformed. For clarity, the beam paths are drawn, ie the parallel light beam is represented by a cylinder, while a divergent light beam is represented by a cone. The parallel light beam 4 becomes the first wave-modifying element 9a directed. There, part of the signal becomes a mirror 10a reflected while another part can transmit. The transmitted part strikes the mirror element 8a , which is adjustable about two axes and with which the parallel beam 4 can be imaged on a corresponding detector via a focusing element. In the embodiment shown, the total signal is divided into four channels. That of the first wave-modifying element 9a reflected light hits the mirror 10a which transmits the light to the second wavelength-sensitive element 9b which transmits another part of the signal, while the rest of the signal returns to a mirror element 10b reflected, etc. In each case in the beam direction behind the four wavelength-sensitive elements 9a to 9b are corresponding pivotable mirror elements 8a to 8d arranged, which the respective transmitted signal channel on the focusing elements 5 aligns. The focusing elements 5 exist in the embodiment of 3 from lenses. In this embodiment, the detectors may also be arranged with a larger (lateral) tolerance.

Wie in 4 gezeigt ist, die einen ähnlichen Aufbau aus einer anderen Perspektive zeigt, können die fokussierenden Elemente auch aus gekrümmten reflektierenden Flächen bestehen. Wesentlich ist lediglich, dass der parallele Lichtstrahl in einen Fokuspunkt konzentriert wird, indem ein entsprechendes Empfangselement, wie z. B. ein Detektor oder die Eintrittsfläche einer Glasfaser, angeordnet ist.As in 4 which shows a similar structure from another perspective, the focusing elements may also consist of curved reflecting surfaces. It is only essential that the parallel light beam is concentrated in a focal point by a corresponding receiving element, such as. B. a detector or the entrance surface of a glass fiber is arranged.

Die 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Hier weisen die Spiegelelemente 8a' bis 8d' kugelkalottenförmige Vorsprünge auf, die in entsprechenden sich kegelförmig erweiternden Bohrungen einer Halteplatte 11 angeordnet sind. Die kugelkalottenförmigen Vorsprünge liegen mit ihrer Außenseite an einer im Wesentlichen ringförmigen Kontaktfläche der kegelförmigen Bohrung an. Die Spiegel können verkippt werden, wobei die ringförmige Kontaktfläche im Wesentlichen an der gleichen Stelle bleibt. Dies hat zur Folge, dass die Mitte des Spiegelelementes bei einer Verstellung im Wesentlichen in der gleichen Position bleibt. Wird der Lichtstrahl auf die Mitte des Spiegelelementes gerichtet, so verursacht eine Verstellung des Spiegelelementes keine Veränderung der Länge des Lichtweges.The 5 and 6 show a further embodiment of the invention. Here are the mirror elements 8a ' to 8d ' spherical cap-shaped projections which in corresponding conically widening holes of a holding plate 11 are arranged. The spherical cap-shaped projections lie with their outer side against a substantially annular contact surface of the conical bore. The mirrors can be tilted with the annular contact surface remaining substantially at the same location. This has the consequence that the center of the mirror element remains substantially in the same position during an adjustment. If the light beam is directed towards the center of the mirror element, an adjustment of the mirror element does not change the length of the light path.

7 zeigt eine alternative Anordnung des Kugelkalottenspiegelelementes. Hier wird das Spiegelelement 8' in einer Durchgangsbohrung der Halteplatte 11 gehalten. 7 shows an alternative arrangement of Kugelkalottenspiegelelementes. Here is the mirror element 8th' in a through hole of the holding plate 11 held.

Nach dem Einstellen der Spiegelelemente können diese mit der Halteplatte 11 bzw. 11' verklebt werden.After adjusting the mirror elements, these can with the holding plate 11 respectively. 11 ' be glued.

In den 8 bis 10 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt.In the 8th to 10 another embodiment is shown.

Hier ist das Spiegelelement 8 auf eine Kalotte aufgeklebt. Durch Bewegen der Kalotte 12 mit Hilfe eines Verstellhebels 13 kann das Spiegelelement 8 verschwenkt werden. Die Kalotte 12 weist eine Öffnung 14 auf. Das Spiegelelement 8 ist teildurchlässig, so dass ein Teil des Signals durch das Spiegelelement und durch die Öffnung 14 in der Kalotte 12 treten kann. Der transmittierte Strahl 15 kann detektiert und ausgewertet werden. Alternativ dazu könnte die Ausnehmung in der Halteplatte auch lediglich drei voneinander getrennte Kontaktflächen aufweisen, die mit dem kalottenförmigen Vorsprung in Kontakt treten, so dass beim Verstellen des Spiegelelementes die Fläche des kalottenförmigen Vorsprungs lediglich über die drei Kontaktflächen gleitet.Here is the mirror element 8th glued on a dome. By moving the calotte 12 with the help of an adjustment lever 13 can the mirror element 8th be pivoted. The dome 12 has an opening 14 on. The mirror element 8th is partially transmissive, so that part of the signal passes through the mirror element and through the aperture 14 in the dome 12 can occur. The transmitted beam 15 can be detected and evaluated. Alternatively, the recess in the retaining plate could also have only three separate contact surfaces, which come into contact with the dome-shaped projection, so that when adjusting the mirror element, the surface of the dome-shaped projection slides only over the three contact surfaces.

Weiterhin ist es möglich, die Halteplatte mit einer kalottenförmigen Ausnehmung auszustatten. Das Spiegelelement kann dann drei Vorsprünge aufweisen, die mit der Wand der kalottenförmigen Ausnehmung in Kontakt treten.Furthermore, it is possible to equip the holding plate with a dome-shaped recess. The mirror element can then have three projections which come into contact with the wall of the dome-shaped recess.

Die 11 und 12 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Anordnung eines Spiegelelementes 8. Hier ist das Spiegelelement 8 auf einer im Wesentlichen dreiecksförmigen Auflagefläche 15 aufgeklebt, von deren Eckpunkten sich drei Beine 16, 16' und 16'' erstrecken. Die dreiecksförmige Fläche 15 ist mit den drei Beinen 16 bis 16'' jeweils über ein Scharnierelement verbunden. Beispielsweise können die dreiecksförmige Fläche und die drei Beine als Stanzbiegeteil aus Blech hergestellt sein.The 11 and 12 show a further embodiment of an arrangement of a mirror element 8th , Here is the mirror element 8th on a substantially triangular bearing surface 15 glued on, from whose vertices are three legs 16 . 16 ' and 16 '' extend. The triangular surface 15 is with the three legs 16 to 16 '' each connected via a hinge element. For example, the triangular-shaped surface and the three legs can be made as a stamped sheet metal part.

Zwei Beine 16 und 16' liegen an einer Seite eines Halteelementes 11'' an, während das andere Bein 16'' auf der gegenüberliegenden Seite des Halteelementes 11'' angeordnet ist. Die Beine 16 bis 16'' können relativ zu dem Halteelement 11'' bewegt werden, wodurch sich eine Verkippung des Spiegelelementes 8 ergibt. Nach erfolgter Einstellung des Spiegelelementes können die Beinelemente 16 bis 16'' mit dem Haltelement 11'' verklebt werden.Two legs 16 and 16 ' lie on one side of a holding element 11 '' while the other leg 16 '' on the opposite side of the holding element 11 '' is arranged. The legs 16 to 16 '' can relative to the retaining element 11 '' be moved, causing a tilting of the mirror element 8th results. After adjustment of the mirror element, the leg elements 16 to 16 '' with the holding element 11 '' be glued.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Sendertransmitter
22
divergenter Lichtstrahldivergent light beam
33
Linselens
44
paralleler Lichtstrahlparallel light beam
55
fokussierendes Elementfocusing element
66
Empfängerreceiver
77
Aufnahmeelementreceiving element
88th
Spiegelelementmirror element
99
wellenmodifizierendes Elementwave modifying element
10a10a
Spiegelelementmirror element
10b10b
Spiegelelementmirror element
1111
Halteelementretaining element
11'11 '
Haltelementholding member
11''11 ''
Halteelementretaining element
1212
Kalottedome
1313
Verstellhebeladjusting
1414
Öffnungopening
1515
dreiecksförmige Auflageflächetriangular bearing surface
1616
Beinelementleg member
16'16 '
Beinelementleg member
16''16 ''
Beinelementleg member

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102005010557 [0008] DE 102005010557 [0008]

Claims (9)

Optischer Multiplexer/Demultiplexer mit einem Anschluss für das Einkoppeln und/oder Auskoppeln eines optischen Signals, das Signalkomponenten verschiedener Wellenlängen aufweist, mindestens einem wellenlängensensitiven Element sowie mindestens zwei fokussierenden Elementen, wobei das wellenlängensensitive Element und die fokussierenden Elemente derart angeordnet sind, dass zumindest ein Teil eines über den Anschluss 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, dadurch gekennzeichnet, dass in Strahlrichtung zwischen Anschluss und einem fokussierenden Element ein um eine Achse verschwenkbares Spiegelelement angeordnet ist.An optical multiplexer / demultiplexer with a connection for coupling and / or decoupling an optical signal having signal components of different wavelengths, at least one wavelength-sensitive element and at least two focusing elements, wherein the wavelength-sensitive element and the focusing elements are arranged such that at least a part one coupled via the terminal optical signal first on the wavelength sensitive element and then on a focusing element and another part first on the wavelength sensitive element and then another focusing element, characterized in that in the beam direction between terminal and a focusing element to a an axis pivotable mirror element is arranged. Optischer Multiplexer/Demultiplexer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelelement um zwei nicht parallel zueinander ausgerichteten Achsen verschwenkbar angeordnet ist.Optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, characterized in that the mirror element is arranged pivotable about two axes not aligned parallel to each other. Optischer Multiplexer/Demultiplexer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Achsen sich in einem Punkt schneiden, der im Strahlverlauf liegt.Optical multiplexer / demultiplexer according to claim 2, characterized in that the two axes intersect at a point which lies in the beam path. Optischer Multiplexer/Demultiplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Mehrzahl von wellenlängensensitiven Elementen und einer Mehrzahl von fokussierenden Elementen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von verschwenkbaren Spiegelelementen vorgesehen sind, die jeweils in Strahlrichtung zwischen einem wellenlängensensitivem Element und einem fokussierendem Element angeordnet sind.Optical multiplexer / demultiplexer according to one of claims 1 to 3 with a plurality of wavelength-sensitive elements and a plurality of focusing elements, characterized in that a plurality of pivotable mirror elements are provided, which are each arranged in the beam direction between a wavelength-sensitive element and a focusing element , Optischer Multiplexer/Demultiplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelelement einen kalottenförmigen, vorzugsweise kugelkalottenförmigen Vorsprung aufweist, der in einer Ausnehmung einer Halteplatte aufgenommen ist.Optical multiplexer / demultiplexer according to one of claims 1 to 4, characterized in that the mirror element has a dome-shaped, preferably spherical cap-shaped projection which is accommodated in a recess of a holding plate. Optischer Multiplexer/Demultiplexer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der kalottenförmige Vorsprung in einer zumindest abschnittsweise kegelförmigen Ausnehmung der Halteplatte verschwenkbar aufgenommen ist, wobei vorzugsweise die Halteplatte mehrere abschnittsweise kegelförmige Ausnehmungen aufweist, in denen jeweils ein kalottenförmige Vorsprung eines Spiegelelements verschwenkbar aufgenommen ist.Optical multiplexer / demultiplexer according to claim 5, characterized in that the dome-shaped projection is pivotally received in an at least partially conical recess of the holding plate, wherein preferably the holding plate has a plurality of sections conical recesses, in each of which a dome-shaped projection of a mirror element is pivotally received. Optischer Multiplexer/Demultiplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelelement teildurchlässig ist und ein Strahlungsdetektor derart angeordnet ist, dass der Detektor die vom Spiegelelement durchgelassene Strahlung detektieren kann.Optical multiplexer / demultiplexer according to one of claims 1 to 6, characterized in that the mirror element is partially transmissive and a radiation detector is arranged such that the detector can detect the transmitted radiation from the mirror element. Optischer Multiplexer/Demultiplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelelement einen Hebel zum Verschwenken des Spiegelelementes aufweist.Optical multiplexer / demultiplexer according to one of claims 1 to 7, characterized in that the mirror element has a lever for pivoting the mirror element. Optischer Multiplexer/Demultiplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei, vorzugsweise drei Beinelemente vorgesehen sind, die über ein Scharnierelement mit dem Spiegelelement verbunden sind, so dass durch Bewegen eines oder mehrere Beinelement das Spiegelelement verschwenkt werden kann.Optical multiplexer / demultiplexer according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least two, preferably three leg members are provided, which are connected via a hinge member with the mirror element, so that by moving one or more leg member, the mirror element can be pivoted.
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