DE10234491A1 - System zum Ändern der Wellenlänge und der Intensität von Ausgangslicht - Google Patents

System zum Ändern der Wellenlänge und der Intensität von Ausgangslicht

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Abstract

Das System verfügt über ein optisches Eingangsende, ein erstes optisches Ausgangsende, ein zweites optisches Ausgangsende, ein erstes drehbares optisches Bauteil, ein zweites drehbares optisches Bauteil und ein drittes optisches Bauteil. Das Eingangsende wird dazu verwendet, ein erstes optisches Signal und ein zweites optisches Signal zu empfangen. Wenn der Winkel des ersten drehbaren optischen Bauteils eingestellt wird, kann das erste optische Signal durchlaufen, und das zweite optische Signal wird reflektiert. Das zweite drehbare optische Bauteil erlaubt es, das erste optische Signal am ersten Ausgangsende auszugeben. Wenn der Winkel des zweiten drehbaren optischen Bauteils eingestellt wird, ändert sich die Intensität des vom ersten Ausgangsende ausgegebenen ersten optischen Signals. Der Winkel des dritten drehbaren optischen Bauteils wird in Bezug auf den Winkel des ersten drehbaren optischen Bauteils so eingestellt, dass das zweite optische Signal vom zweiten optischen Ausgangsende ausgegeben werden kann.

Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein System zum Ändern der Wellenlänge und der Intensität von Ausgangslicht, und sie spezieller betrifft sie ein System zum Ändern der Wellenlänge und der Intensität von Ausgangslicht durch Einstellen der Position eines optischen Bauteils.
    • 2. Beschreibung der einschlägigen Technik
  • Während der letzten wenigen Jahre bestand, auf Grund einer Technologieverbesserung und Marktforderungen, die Tendenz, dass alle Arten fotoelektrischer Erzeugnisse als leichte, kleine und multifunktionelle Erzeugnisse entwickelt werden.
  • Im Allgemeinen besteht ein durchstimmbares Filter aus einem transparenten Material mit einem speziellen Brechungsindex, um Lichtstrahlen spezieller Wellenlängen durch Ändern des Einfallswinkels von Licht auszufiltern. Gemäß der Fig. 1 sind Filter 111 und 112 an Glasplatten 101 bzw. 102 angebracht. Wenn ein Lichtstrahl mit den Wellenlängen λ1, λ2 und λ3 auf das Filter 111 fällt, wird die Position der Glasplatte 101 so eingestellt, dass das Filter 111 den Lichtstrahl der Wellenlänge λ1 reflektiert, während es den Lichtstrahl anderer Wellenlängen durchlässt. Außerdem wird, wenn der Lichtstrahl auf das Filter 112 fällt, die Position der Glasplatte 102 so eingestellt, dass es den Lichtstrahl der Wellenlänge λ2 reflektiert und den Lichtstrahl der Wellenlänge λ3 ausfiltert.
  • Zum Ändern der Intensität von Ausgangslichtstrahlen wird eine optische Schwächungseinrichtung verwendet. Zum Beispiel kann eine solche bei Empfängern dazu verwendet werden, die Lichtintensität dramatisch einzustellen, um dadurch eine Sättigung der Empfänger zu verhindern. Gemäß der Fig. 2 kann die optische Schwächungseinrichtung ein ND-Filter 201 mit verschiedenen optischen Absorptionen bei verschiedenen Positionen sein. Zum Beispiel ist, nachdem ein Lichtstrahl der Wellenlänge λ1 das ND-Filter 201 durchlaufen hat, die Intensität des Ausgangslichtstrahls geschwächt und die entsprechende Intensität ist auf λ1' geändert. Darüber hinaus kann der Winkel des ND-Filters 201 eingestellt werden, um für verschiedene Schwächungsausmaße von Licht zu sorgen.
  • Daher ist es eine grundlegende Aufgabe, durchstimmbare Filter und Licht-Schwächungseinrichtungen modular aufzubauen, um das Ziel zu erreichen, über fotoelektrische Erzeugnisse zu verfügen, die leicht, klein, multifunktionell und billig sind.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Angesichts der obigen Aufgabe ist es das Ziel der Erfindung, ein System zu schaffen, das die Wellenlänge und die Intensität von Ausgangslicht ändern kann und gleichzeitig die Funktionen eines durchstimmbaren Filters und einer optischen Schwächungseinrichtung aufweist.
  • Auch können bei der Erfindung die Winkel optischer Bauteile eingestellt werden, um Lichtstrahlen spezieller Wellenlängen auszufiltern und die Intensität von Ausgangslichtstrahlen einzustellen.
  • Um die obige Aufgabe zu lösen, ist durch die Erfindung ein System geschaffen, das die Wellenlänge und die Intensität von Ausgangslicht ändern kann. Das System verfügt über ein optisches Eingangsende, ein erstes optisches Ausgangsende, ein zweites optisches Ausgangsende, ein erstes drehbares optisches Bauteil, ein zweites drehbares optisches Bauteil und ein drittes drehbares optisches Bauteil. Das optische Eingangsende wird dazu verwendet, ein erstes optisches Signal und ein zweites optisches Signal zu empfangen. Wenn der Winkel des ersten drehbaren optischen Bauteils eingestellt wird, kann das erste optische Signal durchlaufen, und das zweite optische Signal wird reflektiert. Das zweite drehbare optische Bauteil erlaubt es, das erste optische Signal am ersten optischen Ausgangsende auszugeben. Wenn der Winkel des zweiten drehbaren optischen Bauteils eingestellt wird, ändert sich die Intensität des vom ersten optischen Ausgangsende ausgegebenen ersten optischen Signals. Der Winkel des dritten drehbaren optischen Bauteils wird in Bezug auf den Winkel des ersten drehbaren optischen Bauteils so eingestellt, dass das zweite optische Signal vom zweiten optischen Ausgangsende ausgegeben werden kann.
  • Wie oben beschrieben, werden beim erfindungsgemäßen System, mit dem die Wellenlänge und die Intensität von Ausgangslicht einstellbar sind, die Winkel der drei drehbaren optischen Bauteile so eingestellt, dass die Filter einen Lichtstrahl einer speziellen Wellenlänge ausfiltern können und die Ausgangsintensität des gefilterten Lichtstrahls einstellen können.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
  • Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm eines herkömmlichen Filters;
  • Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm einer herkömmlichen optischen Schwächungseinrichtung;
  • Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
  • Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
  • Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Gemäß der Fig. 3 verfügt ein erfindungsgemäßes System 3 zum Ändern der Wellenlänge und der Intensität von Ausgangslicht ein optisches Eingangsende, ein erstes optisches Ausgangsende, ein zweites optisches Ausgangsende, ein erstes drehbares optisches Bauteil 301, ein zweites drehbares optisches Bauteil 302 und ein drittes drehbares optisches Bauteil 303. Das optische Eingangsende ist mit einem Kollimator 31 versehen, das erste optische Ausgangsende ist mit einem Kollimator 32 versehen und das zweite optische Ausgangsende ist mit einem Kollimator 33 versehen. Die Kollimatoren 31, 32 und 33 erlauben es, Lichtstrahlen einzugeben und parallel auszugeben. Der Kollimator 31 wird dazu verwendet, ein Lichtsignal mit Wellenlängen λ1, . . ., λn zu empfangen. Das erste drehbare optische Bauteil 301 kann eine Glasplatte sein, an der an die Reflexions(AR)-Beschichtungen 311 und 331 angebracht oder aufplattiert sind. Der Lichtstrahl fällt auf ein Filter 321, nachdem er die AR-Beschichtung 311 durchlaufen hat. Wenn das erste drehbare optische Bauteil 301 entlang der Richtung A gedreht wird, ändert sich der Einfallswinkel des auf das Filter 321 fallenden Lichtstrahls. Da das Filter 321 aus einem dielektrischen Material mit einem speziellen Brechungsindex besteht, filtert das Filter 321 den Lichtstrahl einer speziellen Wellenlänge abhängig vom optischen Interferenzeffekt, wenn sich der Einfallswinkel des Lichts ändert. Gemäß der Fig. 3 durchläuft der Lichtstrahl (der als Erstes optisches Signal bezeichnet wird) der Wellenlänge X1 das Filter 321, und der Lichtstrahl (der als zweites optisches Signal bezeichnet wird) der restlichen Wellenlängen λ1, . . ., λi-1 und λi+1, . . ., λn wird durch das Filter 321 reflektiert.
  • Das zweite drehbare optische Bauteil 302 kann eine Glasplatte sein, an der AR-Beschichtungen 311 und 322 angebracht oder aufplattiert sind. Nachdem der Lichtstrahl der Wellenlänge λ1 innerhalb des zweiten drehbaren optischen Bauteils 302 reflektiert wurde, durchläuft er die AR-Beschichtung 322, um parallel über den Kollimator 32 ausgegeben zu werden. Wenn das zweite drehbare optische Bauteil 302 entlang der Richtung B gedreht wird, kann die Intensität der in den Kollimator 33 eintretenden Lichtstrahlen durch Ändern des Winkels des zweiten drehbaren optischen Bauteils 302 beeinflusst werden, da die Intensität des Ausgangslichts in Form einer Normalverteilung vorliegt. Anders gesagt, wird die Intensität der vom Kollimator 303 ausgegebenen Lichtstrahlen durch Ändern des Winkels des zweiten drehbaren optischen Bauteils 302 modifiziert.
  • Das dritte drehbare optische Bauteil 303 kann eine Glasplatte sein, an der AR-Beschichtungen 312 und 323 angebracht oder aufplattiert sind. Der Winkel des dritten drehbaren optischen Bauteils 303 wird in Bezug auf den Winkel des ersten drehbaren optischen Bauteils eingestellt. Zum Beispiel wird das dritte drehbare optische Bauteil 303 entlang der Richtung C, wie in der Fig. 3 dargestellt, gedreht, so dass die Lichtstrahlen, die die AR-Beschichtung 331 auf dem ersten drehbaren optischen Bauteil 301 durchlaufen, d. h. die Lichtstrahlen der Wellenlängen λ1, . . ., λi-1 und λi+1, . . . λn in die AR-Beschichtung 313 auf dem dritten drehbaren optischen Bauteil 303 eintreten können. Nachdem das Licht mehrmals reflektiert wurde, durchlaufen die Lichtstrahlen die AR-Beschichtung 323, und sie werden über den Kollimator 33 ausgegeben.
  • Gemäß der Fig. 4 verfügt das System 4 zum Ändern der Intensität des Ausgangslichts gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung über ein optisches Eingangsende, ein erstes optisches Ausgangsende, ein erstes drehbares optisches Bauteil 401, ein zweites drehbares optisches Bauteil 402 und 402' sowie ein drittes drehbares optisches Bauteil 403. Das optische Eingangsende ist mit einem Kollimator 41 versehen, das erste optische Ausgangsende ist mit einem Kollimator 42 versehen und das zweite optische Ausgangsende ist mit einem Kollimator 43 versehen. Die Kollimatoren 41, 42 und 43 erlauben es, Lichtstrahlen einzugeben und parallel auszugeben.
  • Das erste drehbare optische Bauteil 401, das zweite drehbare optische Bauteil 402 und 402' sowie das dritte drehbare optische Bauteil 403 sind Glasplatten. Das erste drehbare optische Bauteil 401 ist mit einem Filter 421 und AR-Beschichtungen 411 und 431 versehen. Das dritte drehbare optische Bauteil 403 ist mit AR-Beschichtungen 413 und 423 versehen. Die Einfallsebene des zweiten drehbaren optischen Bauteils 402 ist mit einer Totalreflexionsbeschichtung 412 plattiert. Bei dieser Ausführungsform funktionieren und arbeiten das erste drehbare optische Bauteil 401 und das dritte drehbare optische Bauteil 403 auf dieselbe Weise wie das erste drehbare optische Bauteil 301 und das dritte drehbare optische Bauteil 303 bei der ersten Ausführungsform. Genauer gesagt, wird der Winkel des ersten drehbaren optischen Bauteils 401 entlang der Richtung A gedreht, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist, um den Lichtstrahl der gewünschten Wellenlänge auszufiltern, während der Winkel des dritten drehbaren optischen Bauteils 403 entlang der Richtung C in Bezug auf den Drehwinkel des ersten drehbaren optischen Bauteils eingestellt wird, um die Lichtstrahlen der restlichen Wellenlängen auszugeben.
  • Wenn der durch das Filter 421, das sich am ersten drehbaren optischen Bauteil 401 befindet, ausgefilterte Lichtstrahl der Wellenlänge λi auf das zweite drehbare optische Bauteil 402 fällt, wird der Lichtstrahl reflektiert, und er fällt dann auf das zweite drehbare optische Bauteil 402', da das zweite drehbare optische Bauteil 402 mit der Totalreflexionsbeschichtung 412 plattiert ist. In ähnlicher Weise wird der Lichtstrahl auf Grund der Reflexion durch die auf das zweite drehbare optische Bauteil 402' aufplattierte Totalreflexionsbeschichtung 412' durch den Kollimator 42 ausgegeben. Wenn das zweite drehbare optische Bauteil 402' entlang der Richtung B gedreht wird, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist, kann die Intensität des vom Kollimator 42 ausgegebenen Lichtstrahls durch Einstellen des Winkels des zweiten drehbaren optischen Bauteils 402' geändert werden, da die Intensität des Ausgangslichts in Form einer Normalverteilung vorliegt.
  • Die Fig. 5 zeigt ein System 5 zum Ändern der Wellenlänge und der Intensität von Ausgangslicht gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform arbeiten und funktionieren das erste drehbare optische Bauteil 501, das dritte drehbare optische Bauteil 503, das auf dem ersten drehbaren optischen Bauteil 501 vorhandene Filter 521 und die AR-Beschichtungen 511, 531, 513 und 523 auf dem ersten drehbaren optischen Bauteil bzw. dem dritten drehbaren optischen Bauteil 503 auf dieselbe Weise wie diejenigen bei der ersten und der zweiten bevorzugten Ausführungsform. Daher wird eine detaillierte Beschreibung weggelassen.
  • Bei dieser Ausführungsform bildet das zweite drehbare optische Bauteil 502 und 502' einen Satz von Spiegeln zum Reflektieren des durch das Filter 521 ausgefilterten Lichtstrahls der Wellenlänge λi. Das zweite drehbare optische Bauteil 502 kann entlang der Richtung B gedreht werden, wie es in der Fig. 5 dargestellt ist, um den Einfallswinkel des Lichtstrahls zu ändern, um dadurch die Transmissionsrichtung des optischen Pfads zu ändern. Wenn sich der Einfallswinkel des auf das zweite drehbare optische Bauteil 502 fallenden Lichtstrahls ändert, ändert sich entsprechend auch die Intensität des vom Kollimator 52 ausgegebenen Lichtstrahls. In ähnlicher Weise kann auch das Ziel der Änderung der Intensität des Ausgangslichts erreicht werden, wenn das zweite drehbare optische Bauteil 502' entlang der Richtung D gedreht wird, wie es in der Fig. 5 dargestellt ist, oder wenn die Positionswinkel des zweiten drehbaren optischen Bauteils 502 und 502' gleichzeitig geändert werden.
  • Aus dem Obigen ergibt sich, dass der Einfallswinkel des Filters, das sich auf dem ersten drehbaren optischen Bauteil befindet, durch Einstellen des Winkels des ersten drehbaren optischen Bauteils geändert werden kann, um einen Lichtstrahl einer speziellen Wellenlänge auszufiltern. Außerdem kann die Intensität des von einem Kollimator ausgegebenen Lichtstrahls der speziellen Wellenlänge durch Einstellen des Winkels des zweiten drehbaren optischen Bauteils eingestellt werden. Darüber hinaus können Lichtstrahlen anderer Wellenlängen als der oben genannten speziellen Wellenlänge von einem anderen Kollimator durch Einstellen des Winkels des dritten drehbaren optischen Bauteils ausgegeben werden. Daher können die drei drehbaren optischen Bauteile für Modularisierung der einstellbaren Filter und der Licht-Schwächungseinrichtungen sorgen, um dadurch das ziel zu erreichen, optische Bauteile herzustellen, die leicht, klein, multifunktionell und billig sind.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die oben genannten Filter als solche Filter konzipiert werden können, die dazu dienen sollen, eine spezielle Wellenlänge λi zu reflektieren und die restlichen Wellenlängen λ1, . . ., λi-1 und λi+1, . . ., λn durchzulassen.
  • Während die Erfindung beispielhaft und mittels der bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, ist zu beachten, dass sie nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt ist. Vielmehr sollen verschiedene Modifizierungen und ähnliche Anordnungen abgedeckt werden, wie sie dem Fachmann erkennbar sind. Daher soll dem Schutzumfang der beigefügten Ansprüche die weitgehendste Interpretation gewährt werden, um alle derartige Modifizierungen und ähnliche Anordnungen zu umfassen.

Claims (20)

1. System zum Ändern der Wellenlänge der Intensität von Ausgangslicht, mit:
einem Eingangsende zum Empfangen eines ersten optischen Signals und eines zweiten optischen Signals;
einem ersten Ausgangsende;
einem zweiten Ausgangsende;
einem ersten drehbaren optischen Bauteil, dass das erste optische Signal durchlässt und das zweite Ausgangslicht reflektiert, wenn der Winkel des ersten drehbaren optischen Bauteils eingestellt wird;
einem zweiten drehbaren optischen Bauteil, um es zu ermöglichen, das erste optische Signal am ersten Ausgangsende auszugeben, wobei die Intensität des vom ersten Ausgangsende ausgegebenen ersten optischen Signals geändert wird, wenn der Winkel des zweiten drehbaren optischen Bauteils eingestellt wird; und
einem dritten drehbaren optischen Bauteil, dessen Winkel entsprechend dem Winkel des ersten drehbaren optischen Bauteils so eingestellt wird, dass das zweite optische Signal vom zweiten Ausgangsende ausgegeben werden kann.
2. System nach Anspruch 1, bei dem das erste drehbare optische Bauteil mit einem Filter versehen ist.
3. System nach Anspruch 1, bei dem das erste drehbare optische Bauteil eine Glasplatte ist.
4. System nach Anspruch 1, bei dem das zweite drehbare optische Bauteil eine Glasplatte ist.
5. System nach Anspruch 1, bei dem das dritte drehbare optische Bauteil eine Glasplatte ist.
6. System nach Anspruch 1, bei dem das zweite drehbare optische Bauteil mit mehreren Totalreflexionsbeschichtungen versehen ist.
7. System nach Anspruch 1, bei dem das zweite drehbare optische Bauteil aus einem Satz von Spiegeln besteht.
8. System nach Anspruch 1, bei dem das erste drehbare optische Bauteil mit mehreren Antireflexions(AR)-Beschichtungen versehen ist.
9. System nach Anspruch 1, bei dem das zweite drehbare optische Bauteil mit mehreren Antireflexions(AR)-Beschichtungen versehen ist.
10. System nach Anspruch 1, bei dem das dritte drehbare optische Bauteil mit mehreren Antireflexions(AR)-Beschichtungen versehen ist.
11. System nach Anspruch 1, bei dem das Eingangsende und das erste und zweite Ausgangsende mit einem Kollimator versehen sind.
12. System zum Ändern der Wellenlänge der Intensität von Ausgangslicht, mit:
einem Eingangsende zum Empfangen eines ersten optischen Signals und eines zweiten optischen Signals;
einem ersten Ausgangsende;
einem zweiten Ausgangsende;
einem ersten drehbaren optischen Bauteil, dass das erste optische Signal durchlässt und das zweite Ausgangslicht reflektiert, wenn der Winkel des ersten drehbaren optischen Bauteils eingestellt wird; und
einem zweiten drehbaren optischen Bauteil, um es zu ermöglichen, das erste optische Signal am ersten Ausgangsende auszugeben, wobei die Intensität des vom ersten Ausgangsende ausgegebenen ersten optischen Signals geändert wird, wenn der Winkel des zweiten drehbaren optischen Bauteils eingestellt wird.
13. System nach Anspruch 12, ferner mit einem dritten drehbaren optischen Bauteil, dessen Winkel entsprechend dem Winkel des ersten drehbaren optischen Bauteils so eingestellt wird, dass das zweite optische Signal vom zweiten Ausgangsende ausgegeben werden kann.
14. System nach Anspruch 12, bei dem das erste drehbare optische Bauteil mit einem Filter versehen ist.
15. System nach Anspruch 12, bei dem sowohl das erste als auch das zweite drehbare optische Bauteil aus einer Glasplatte bestehen.
16. System nach Anspruch 12, bei dem das zweite drehbare optische Bauteil mit mehreren Totalreflexionsbeschichtungen versehen ist.
17. System nach Anspruch 12, bei dem das zweite drehbare optische Bauteil aus einem Satz von Spiegeln besteht.
18. System nach Anspruch 12, wobei sowohl das erste als auch das zweite drehbare optische Bauteil mit mehreren Antireflexions(AR)-Beschichtungen versehen sind.
19. System nach Anspruch 12, bei dem das Eingangsende und das erste und zweite Ausgangsende mit einem Kollimator versehen sind.
20. System nach Anspruch 13, bei dem das dritte drehbare optische Bauteil eine Glasplatte ist, die mit mehreren Antireflexions(AR)-Beschichtungen versehen ist.
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