DE19720619A1

DE19720619A1 - Light signal multiplexing method for optical communications or measuring system

Info

Publication number: DE19720619A1
Application number: DE19720619A
Authority: DE
Inventors: Larissa Dipl Ing Kazarian; Reinhard Prof Dr Niesner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-11-19
Anticipated expiration: 2017-05-17
Also published as: DE19720619C2

Abstract

The multiplexing method has at least one optical input sequentially coupled to at least 2 optical outputs, with light transmission in both directions. The light signal is transmitted from the input to the selected output via a rotatable optical transmission channel, which is rotated to bring its output end into alignment with the required output. The multiplexing method may allow a number of inputs to be coupled to a number of inputs using several rotatable optical transmission channels rotated about a common central axis.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Multiplexen von übertragenen Lichtsignalen, wobei mindestens ein optischer Eingang sequentiell mit mindestens zwei optischen Ausgängen gekoppelt wird und das Lichtsignal in beide Richtungen übertragen werden kann.The invention relates to a method and an apparatus for multiplexing transmitted light signals, with at least one optical input sequentially with at least two optical outputs are coupled and the light signal in both Directions can be transferred.

Mit einem solchen Multiplexer können die Lichtsignale von mehreren Lichtquellen sequentiell zu mehreren Lichtempfängern übertragen werden.With such a multiplexer, the light signals from several light sources be transmitted sequentially to multiple light receivers.

Anwendungsgebiete der Erfindung sind Nachrichten- und optische Meßtechnik, d. h. optische Messungen im Multiplex-Betrieb, zum Beispiel bei verschiedenen spektroskopischen Techniken wie photoakustische Spektroskopie, Fluoreszenz- oder Transmissionsmessungen. Spezielle Anforderungen dabei sind hohe Effizienz und Reproduzierbarkeit der Lichtsignalübertragung, reproduzierbare Leistungsübertragung, geringe optische Verluste und kurze Umschaltzeiten.Fields of application of the invention are communication and optical measurement technology, i. H. optical measurements in multiplex operation, for example in different spectroscopic techniques such as photoacoustic spectroscopy, fluorescence or Transmission measurements. Special requirements are high efficiency and Reproducibility of light signal transmission, reproducible power transmission, low optical losses and short switching times.

Das Verfahren und die Vorrichtung können insbesondere für die Überwachung von Bioreaktoren an mehreren Meßpunkten angewandt werden, in denen das Licht eines Lasers nacheinander in mehrere an der Reaktorwandung angebrachte faseroptisch geführte photoakustische Sensoren eingekoppelt werden muß. Das erlaubt eine tiefenaufgelöste Messung der Stoffkonzentrationen in verschiedenen Schichttiefen eines Biofilms auf der Innenseite des Reaktors, was die Einschätzung der Abbauleistung der beteiligten Mikroorganismen und des Wachstums des Biofilms ermöglicht.The method and the device can be used in particular for the monitoring of Bioreactors are used at several measuring points in which the light from a laser successively into several fiber-optically guided on the reactor wall Photoacoustic sensors must be coupled. This allows a deeply resolved Measurement of the substance concentrations in different layer depths of a biofilm on the Inside of the reactor, which is the assessment of the degradation performance of those involved Microorganisms and the growth of the biofilm allows.

Es ist allgemein ein Verfahren zum Multiplexen von übertragenen Lichtsignalen bekannt, bei dem zur Kopplung des Lichtsignals von einem optischen Eingang in einen der mehreren optischen Ausgänge dieses in einen schaltbaren Lichtleiter eingekoppelt wird. Das Einkoppelende des schaltbaren Lichtleiters ist dabei unbeweglich in einem Punkt fixiert, und sein Auskoppelende wird mittels einer Dreh- oder Translationsbewegung dem ausgewählten optischen Ausgang fluchtend gegenübergestellt. Da das Einkoppelende des schaltbaren Lichtleiters unbeweglich an einer Stelle fixiert ist, während sein Auskoppelende in jedem Schaltvorgang gedreht oder verschoben wird, wird die Lage von je zwei Punkten des schaltbaren Lichtleiters (Fig. 2, Fig. 3) zueinander bei den Schaltvorgängen ständig verändert. Dadurch wird der Lichtleiter dynamisch verformt, d. h. gekrümmt oder verdreht.A method for multiplexing transmitted light signals is generally known, in which for coupling the light signal from an optical input into one of the several optical outputs, this is coupled into a switchable light guide. The coupling end of the switchable light guide is immovably fixed at one point, and its coupling end is aligned with the selected optical output by means of a rotary or translational movement. Since the coupling end of the switchable light guide is immovably fixed at one point while its coupling end is rotated or shifted in each switching process, the position of two points of the switchable light guide ( FIG. 2, FIG. 3) relative to one another is constantly changed during the switching processes. As a result, the light guide is dynamically deformed, ie curved or twisted.

Der Hauptnachteil dieses Verfahrens und der nach diesem Verfahren arbeitenden Vorrichtungen ist, daß der schaltbare Lichtleiter durch die Dreh- oder Translationsbewegung eines seiner Anschlußenden gegenüber einem Befestigungspunkt bei jedem Schaltvorgang zwischen diesem Befestigungspunkt und dem beweglichen Anschlußende gebogen oder verdreht wird. Auf den Lichtleiter wirken hierbei dynamische Biege- oder Torsionsmomente ein, wodurch er beschädigt werden kann. Eine Deformation des Lichtleiters kann außerdem zusätzliche optische Verluste verursachen, bzw. die Pulsstruktur eines Laserpulses ändern.The main disadvantage of this method and that working according to this method Devices is that the switchable light guide by the rotary or translational movement one of its connection ends opposite an attachment point with each switching operation bent between this attachment point and the movable connection end or is twisted. Dynamic bending or torsional moments act on the light guide which can damage it. A deformation of the light guide can also cause additional optical losses or change the pulse structure of a laser pulse.

Das oben allgemein beschriebene Verfahren ist auf verschiedene Weise veröffentlicht und realisiert.The method generally described above is published in various ways and realized.

So ist ein Lichtwellenleitermultiplexer bekannt (DiCon Fiber Optics, Inc.; Berkeley, USA, CA 94710), bei dem das Auskoppelende des in einem Punkt (zum Beispiel im Eingangsstecker des Multiplexers) unbeweglich fixierten eingehenden Lichtleiters so auf einem drehbaren Teller befestigt ist, daß es bei der Drehung des Tellers einen Kreisbogen beschreibt (Fig. 2). Dementsprechend sind die Einkoppelenden der zur optischen Kopplung an den eingehenden Lichtleiter vorgesehenen ausgehenden Lichtleiter in einem Kreisbogen fixiert. Durch die Drehung des Tellers kann das schaltbare Auskoppelende des eingehenden Lichtleiters nacheinander den fixierten Einkoppelenden der ausgehenden Lichtleiter zur optischen Kopplung gegenübergestellt werden.An optical fiber multiplexer is known (DiCon Fiber Optics, Inc. it describes an arc when the plate is rotated ( Fig. 2). Accordingly, the coupling ends of the outgoing light guides provided for optical coupling to the incoming light guide are fixed in a circular arc. By rotating the plate, the switchable coupling end of the incoming light guide can be successively compared to the fixed coupling ends of the outgoing light guide for optical coupling.

Die beschriebene Vorrichtung hat folgende Nachteile, die unter anderem durch die kreisförmige Anordnung der Anschlußenden der Lichtleiter verursacht werden:
The described device has the following disadvantages, which are caused, among other things, by the circular arrangement of the connection ends of the light guides:

- The light guide is always between his by the rotation of the plate movable decoupling end and the attachment point with each switching operation bent, that is, a dynamic bending moment acts on the light guide he is deformed.
- With the number of light guides to be coupled, the radius of curvature decreases and the radius increases Risk of breakage. This requires a lot of space and leads to large dimensions the device.
- Due to the circular arrangement, this can be fixed on the rotating plate switchable decoupling end of the incoming light guide not close enough to the Coupling ends of the outgoing light guides can be positioned so that it matches the plate can be rotated without touching the coupling ends of the outgoing light guides. Because of this distance to be maintained, no optimal transmission efficiency of the Light can be achieved.
- In the described device arises in the event of possible imprecise positioning of the rotatable plate, for example, by a positioning error of the drive can be caused, not just an axis offset, i. H. a shift between the mutually parallel optical axes of the optical fibers to be coupled, but also a so-called tilt angle, d. H. an angle between the optical axes of the coupling light guide. This causes large angular error-dependent optical losses in the connection point and lowers the transmission efficiency of the multiplexer as well as the Reproducibility of the signal transmission.
- The resulting with possible positioning inaccuracy of the rotating plate The axis offset and tilt angle of the light guide to be coupled is quite large, because the Radius of the circular arc on which the switchable decoupling end of the incoming Light guide is guided, the minimum allowable bending radius of the light guide correspond so that it is not damaged. Since this radius is not to be undercut is relatively large, especially for the light guides of larger diameter, even introduces small angular error of the driving motor to a large linear error of the Positioning of the switchable light guide end, that is to a large axis offset and a large tilt angle of the light guides to be coupled and thus too large optical losses.

Weiterhin ist ein Multiplexer für Lichtleiter bekannt (Offenlegungsschrift DE 195 37 290 C1), in dem das Auskoppelende des eingehenden Lichtleiters in einem beweglichen Schlitten befestigt ist und mittels des Schlittens zur sequentiellen optischen Kopplung an in einer Steckerleiste fixierte ausgehende Lichtleiter geradlinig entlang geführt wird (Fig. 3). So wird das schaltbare Auskoppelende des eingehenden Lichtleiters den fixierten Einkoppelenden der ausgehenden Lichtleiter nacheinander gegenübergestellt. Furthermore, a multiplexer for light guides is known (published application DE 195 37 290 C1), in which the outcoupling end of the incoming light guide is fastened in a movable slide and is guided in a straight line along the outgoing light guide fixed in a connector strip by means of the slide for sequential optical coupling ( Fig . 3). In this way, the switchable coupling end of the incoming light guide is compared with the fixed coupling end of the outgoing light guide one after the other.

Durch diese Anordnung wird eine starke Krümmung des Lichtleiters vermieden. Der eingehende Lichtleiter ist aber in einem Punkt, zum Beispiel im Eingangsstecker der Vorrichtung, fixiert und wird bei der geradlinigen Bewegung des Schlittens bei jedem Schaltvorgang immer wieder zwischen dem Schlitten und diesem Befestigungspunkt gebogen (Fig. 3). Das bedeutet, daß auf den Lichtleiter ein dynamisches Biegemoment wirkt, wodurch er beschädigt werden kann.This arrangement avoids a strong curvature of the light guide. However, the incoming light guide is fixed at one point, for example in the input connector of the device, and is bent again and again between the slide and this fastening point during the switching movement of the slide during each switching operation ( FIG. 3). This means that a dynamic bending moment acts on the light guide, which can damage it.

Zusammenfassend lassen sich folgende Nachteile des oben beschriebenen Verfahrens und der nach diesem Verfahren funktionierenden Vorrichtungen feststellen:
In summary, the following disadvantages of the method described above and of the devices functioning according to this method can be determined:

- The shaftable light guide is fixed at any point while its on or Decoupling end executes the movement required for the multiplexing process. There Light guides, especially those with a large diameter, have limited flexibility , the linear movement of the carriage and the rotation of the plate in the device described above with time and increasing material fatigue Damage to the switchable light guide.
- In both devices described above acts on the light guide when rotating or Displacement of his switchable in a movable holding element 5 a dynamic bending moment, and so that it is not immediately damaged, The minimum permitted bending radius for the type of light guide used must not be undercut. This leads to the fiber optic in particular with large diameters a large space requirement, d. H. too large dimensions of the device.
- Because of the large dimensions of the multiplexer, the one created by the drive Positioning error of the switchable light guide end large, resulting in a large optical Loss leads and the reproducibility of the signal transmission lowers.

Wegen dieser Nachteile können das oben beschriebene Verfahren und die entsprechenden Vorrichtungen (Stand der Technik) keine optimale Reproduzierbarkeit und Effizienz der Lichtleistungsübertragung gewährleisten, was für optische Messungen zu analytischen Zwecken sehr wichtig ist.Because of these disadvantages, the method described above and the corresponding Devices (state of the art) no optimal reproducibility and efficiency of the Ensure light power transmission, what optical measurements to analytical Purposes is very important.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren und die entsprechende Vorrichtung zum Multiplexen von übertragenen Lichtsignalen zu bieten, welche bei kleinen Abmessungen eine hohe Reproduzierbarkeit und Effizienz der Lichtsignalübertragung, insbesondere reproduzierbare Lichtintensitätsübertragung, hohe Umschaltgeschwindigkeit und kleine optische Verluste gewährleisten und bei denen die Lichtleiter nicht deformiert werden.The object of the present invention is to overcome the disadvantages mentioned above avoid and a method and the corresponding device for multiplexing To transmit transmitted light signals, which are small with small dimensions Reproducibility and efficiency of light signal transmission, especially reproducible Light intensity transmission, high switching speed and small optical losses guarantee and in which the light guides are not deformed.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß den Ansprüchen l bis 10 gelöst. Vorteilhafte Varianten und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 1 bis 20 ausgeführt.This object is achieved by the invention according to claims 1 to 10. Advantageous variants and embodiments of the invention are in claims 1 to 20 executed.

Durch diese technische Lösung können die Lichtsignale von einer oder mehreren Lichtquellen sequentiell oder wahlweise in mehrere Lichtempfänger schnell gekoppelt werden. Dabei werden sowohl eine Krümmung als auch die Torsionsbelastung der Lichtleiter völlig vermieden.This technical solution allows the light signals from one or more Light sources sequentially or optionally quickly coupled to multiple light receivers will. Both a curvature and the torsional load of the Light guides completely avoided.

Als Übermittlungskanal kann beispielsweise eine Anordnung aus einem oder mehreren dreieckigen Umlenkprismen (Fig. 8) oder z. B. ein viereckiges Prisma mit zwei verspiegelten zur Drehachse geneigten gegenüberliegenden Flächen (Fig. 9), oder auch ein Aufbau aus einem oder mehreren, z. B. zwei parallel oder symmetrisch zueinander angeordneten, Spiegeln (Fig. 10, Fig. 11), die in einem drehbaren Kopplungselement integriert sind, benutzt werden. Als Übermittlungskanal kann auch ein Lichtwellenleiter, zum Beispiel eine Glasfaser verwendet werden (Fig. 6, Fig. 7). Wichtig ist nur, daß der eingehende Lichtstrahl bzw. die optische Achse des eingehenden Lichtleiters auf der Drehachse des Übermittlungskanals fluchtend mit dem Einkoppelende des Übermittlungskanals liegt. Dadurch kann das Licht in jeder Drehposition des Kopplungselementes unter gleichen Bedingungen in den Übermittlungskanal eingekoppelt werden. Durch die Einstellung des Neigungswinkels der Spiegel bzw. durch die Anordnung der Prismen oder des Auskoppelendes des Übermittlungslichtleiters im drehbaren Kopplungselement kann der übertragene Lichtstrahl am Auskoppelende des Übermittlungskanals in beliebige Richtung entsprechend der Anordnung der optischen Ausgänge gerichtet werden (Fig. 6, Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9, Fig 10, Fig. 11).An arrangement of one or more triangular deflection prisms ( FIG. 8) or z. B. a square prism with two mirrored opposite surfaces inclined to the axis of rotation ( Fig. 9), or a structure of one or more, for. B. two parallel or symmetrical to each other, mirrors ( Fig. 10, Fig. 11) which are integrated in a rotatable coupling element can be used. An optical waveguide, for example an optical fiber, can also be used as the transmission channel ( FIG. 6, FIG. 7). It is only important that the incoming light beam or the optical axis of the incoming light guide lies on the axis of rotation of the transmission channel in alignment with the coupling end of the transmission channel. As a result, the light can be coupled into the transmission channel in any rotational position of the coupling element under the same conditions. By adjusting the angle of inclination of the mirrors or by arranging the prisms or the coupling end of the transmission light guide in the rotatable coupling element, the transmitted light beam at the coupling end of the transmission channel can be directed in any direction according to the arrangement of the optical outputs ( Fig. 6, Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9, Fig 10, Fig. 11).

Der Übermittlungslichtleiter muß gemäß den Patentansprüchen so in einem drehbaren Kopplungselement integriert werden, daß in sein Einkoppelende in jeder Drehposition der eingehende Lichtstrahl unter gleichen Bedingungen eingekoppelt wird, während sein Auskoppelende bei der Drehung des Kopplungselementes jedem optischen Ausgang fluchtend gegenübergestellt werden kann.The transmission light guide must be rotatable in accordance with the claims Coupling element are integrated that in its coupling end in any rotational position incoming light beam is coupled under the same conditions while being End of coupling at the rotation of the coupling element each optical output can be compared in alignment.

Das ermöglicht verschiedene Ausführungsformen des Kopplungselementes und dementsprechend der Halteelemente l und 2 zur Fixierung der eingehenden bzw. ausgehenden Lichtleiter für jede konkrete Anwendung. Das Kopplungselement 5 kann zum Beispiel nach dem Anspruch 12 als ein zylindrisches (Fig. l, Fig. 4) oder kegelförmiges Teil oder nach Anspruch 15 als eine dünne Scheibe (Fig. 6, Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10, Fig. 11) mit dem eingebauten Übermittlungskanal ausgeführt werden. Als Übermittlungskanal kann dabei z. B. eine Glasfaser (Fig. 1, Fig. 4, Fig. 6, Fig. 7), ein (Fig. 9) oder zwei (Fig. 8) Umlenkprismen benutzt werden.This enables various embodiments of the coupling element and, accordingly, of the holding elements 1 and 2 for fixing the incoming and outgoing light guides for each specific application. The coupling element 5 can, for example, according to the claim 12 as a cylindrical (Fig. L, Fig. 4) or cone-shaped part or of claim 15 as a thin disc (Fig. 6, Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10, Fig. 11 are performed) with the built-in transmission channel. As a transmission channel z. B. a glass fiber ( Fig. 1, Fig. 4, Fig. 6, Fig. 7), one ( Fig. 9) or two ( Fig. 8) deflection prisms can be used.

Laut der Erfindung können nicht nur die direkt von einer Lichtquelle, zum Beispiel von einem Laser, ausgehenden Lichtsignale direkt auf verschiedene Lichtempfänger, wie zum Beispiel offene spektrometrische Meßkanäle, nacheinander gerichtet werden, sonderen auch die eingehenden und die ausgehenden Lichtleiter, über die übertragene Lichtsignale geleitet werden, sequentiell miteinander gekoppelt werden.According to the invention, not only those directly from a light source, for example from a laser, outgoing light signals directly to various light receivers, such as Example open spectrometric measuring channels, which are directed one after the other, also special the incoming and outgoing light guides, via which transmitted light signals are routed be sequentially coupled together.

Für konkrete Anwendungen können für die bessere Kopplung des Lichts bei Übergängen zwischen verschiedenen Lichtkanälen (z. B. beim Übergang zwischen einem Lichtleiter und dem Übermittlungskanal mit Umlenkprismen oder Spiegeln) vor dem Einkoppelende und nach dem Auskoppelende des Übermittlungskanals die entsprechenden Linsen angeordnet werden.For specific applications, the light can be better coupled at transitions between different light channels (e.g. at the transition between a light guide and the transmission channel with deflecting prisms or mirrors) before the coupling end and the corresponding lenses are arranged after the coupling end of the transmission channel will.

Die der Erfindung zugrunde liegende technische Lösung hat folgende Vorteile:
The technical solution on which the invention is based has the following advantages:

- Possibility to quickly multiplex a large number of optical inputs and outputs small dimensions of the device.
- The optical fibers are completely relieved of torsion and bending. Both the incoming, as well as the outgoing light guides are not moved and are not deformed, i. H. she are neither bent nor twisted nor twisted. There are no effects on the light guides dynamic, especially no bending or torsional moments.
- The switching operations do not lead to any mechanical stress on the switched Light guides because they stay in their rest position. The transmission channel, e.g. B. a Transmission light guide is only rotated as a whole, so the position of two remains Points of the transmission light guide to one another unchanged during switching operations. The means that the switching operations on the transmission light guide in no way Exercise forces or moments.
- A new degree of freedom has been introduced, while the traditional procedures and devices based on it can be reduced to a two-dimensional view could. This technical solution allows the light guides to be much more compact Structure of the entire device can be mechanically relieved.
- Due to the construction described above, a significant reduction in space requirements could be achieved. For example, for the embodiment according to FIG. 4, the radius of the circle on which the coupling-out end of the transmission light guide is rotated is only 6 mm for the glass fibers used with a diameter of 550 μm and the minimum permissible bending radius of 94 mm. Therefore, a diameter of fully 20 mm of the coupling element 5 and accordingly also that of the holding elements 1 and 2 is sufficient to fix the incoming or outgoing light guides with twelve or more outgoing light guides.
- High switching speed due to small dimensions, and the possibility of whole revolution of the driving motor.
- High positioning accuracy of the rotatable coupling element and therefore better Reproducibility of light power transmission. The one with possible imprecise Positioning the axis of the driving motor resulting axis offset of the coupling light guide is in principle lower than in the state of the above Technology because the diameter of the circle on which the coupling end of the rotatable Coupling element integrated transmission channel is rotated, is smaller. Because of that the same angular error of the driving motor causes a smaller linear error the positioning of the coupling end of the transmission channel. That means that the possibly occurring axis offset of the light guides to be coupled and the corresponding loss of light output are significantly less. That reduces the Transmission errors and increases the reproducibility of the signal transmission.
- Smaller optical losses and better transmission efficiency of the light signal.

In der vorgeschlagenen Vorrichtung (Fig. i, Fig. 4, Fig. 6) bleibt das Auskoppelende des im drehbaren Kopplungsement 5 befestigten Übermittlungslichtleiter 6 bei der Drehung des Kopplungselementes immer parallel zu den Einkoppelenden der im Halteelement 2 fixierten ausgehenden Lichtleiter. Deswegen können die miteinander zu koppelnden Lichtleiter sehr nah beieinander positioniert werden. Das reduziert die optischen Verluste und steigert die Übertragungseffizienz des Multiplexers.In the proposed device ( Fig. I, Fig. 4, Fig. 6), the coupling end of the transmission light guide 6 fastened in the rotatable coupling element 5 always remains parallel to the coupling ends of the outgoing light guides fixed in the holding element 2 when the coupling element rotates. For this reason, the light guides to be coupled can be positioned very close to one another. This reduces the optical losses and increases the transmission efficiency of the multiplexer.

- Since the embodiment according to Fig 1, Fig 4, Fig 6, Fig 8, Fig 9, Fig 13, Fig 15 the ends of all contact the light guide in a plane parallel to the end of the transmission fiber, fixed,....... Even if there is a possible positioning error of the rotatable coupling element, no tilt angle and corresponding losses of the light output cannot occur.
- The two holding elements 1 and 2 can be used as input or output plugs of the multiplexer, that is, they implement the optical coupling and the torsion relief of the incoming and outgoing light guides at the same time, while in the technical solutions described above (prior art ) practically at least one additional connector, e.g. B. for an incoming light guide, is necessary, which causes additional optical losses. Compared to the prior art, this reduces the optical losses which arise and increases the transmission efficiency.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.Various embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail below.

Fig. 1 zeigt perspektivisch schematisiert ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zylinderförmigen Halteelementen 1 und 2 zur Fixierung der eingehenden 3 und ausgehenden 4 Lichtleiter und mit einem zylindrischen Kopplungselement 5. Fig. 1 is a perspective view schematically an embodiment of the inventive device with cylindrical holding elements 1 and 2 for fixing the depth 3 and 4 outgoing light guide and having a cylindrical coupling member 5.

Fig. 2 und Fig. 3 zeigen die Vorrichtungen laut dem oben beschriebenen Stand der Technik. Fig. 2 and Fig. 3 show the devices according to the prior art described above.

Fig. 4 zeigt eine Frontansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 im Zusammenbau, mit einem Ausführungsbeispiel des zylindrischen Kopplungselementes. Fig. 4 shows a front view of the device of Fig. 1 in assembly, with an embodiment of the cylindrical coupling element.

Fig. 5 zeigt noch eine Ausführungsmöglichkeit der auf dem beschriebenen Verfahren basierenden Vorrichtung mit einem Lichtleiter als Übermittlungskanal, die einen noch kompakteren Aufbau der Vorrichtung ermöglicht. FIG. 5 shows another possible embodiment of the device based on the described method with an optical fiber as the transmission channel, which enables the device to be constructed even more compact.

Fig. 6, 7, 8 und 9 zeigen die vorteilhafte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem Kopplungselement als dünne Scheibe mit einem viereckigen Umlenksprisma (Fig. 9) und zwei dreieckigen Umlenksprismen (Fig. 8), sowie mit einer auf verschiedene Weise entsprechend der Anordnung der optischen Ausgänge verlegten Glasfaser (Fig. 6 und Fig. 7) als Übermittlungskanal. Fig. 6, 7, 8 and 9 show the advantageous embodiments of the device according to the invention with the coupling element as a thin disc with a square deflection prism ( Fig. 9) and two triangular deflection prisms ( Fig. 8), as well as with one in different ways according to the arrangement of the optical outputs laid fiber ( Fig. 6 and Fig. 7) as a transmission channel.

Fig. 10 und Fig. 11 zeigen noch andere der vielen möglichen Aufbauen des Übermittlungskanals aus Spiegeln mit Möglichkeit der Einstellung des Neigungswinkels. Fig. 10 and Fig. 11 show yet another of the many possible building of the transmission channel of mirrors with possibility of adjusting the angle of inclination.

Fig. 12 zeigt noch eine Aufbaumöglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 8 mit einem kugelförmigen in zwei Ebenen gelagerten Kopplungselement, wodurch das übertragene Lichtsignal von mehreren optischen Eingängen sequentiell an mehrere optische Ausgänge gekoppelt werden kann.Can be Fig. 12 shows another construction possibility of the inventive apparatus according to claim 8 with a spherical in two planes mounted coupling element, whereby the transferred light signal from a plurality of optical inputs is sequentially applied to a plurality of optical outputs coupled.

Fig. 13 zeigt eine Vorrichtung entsprechend Fig. 1 und 4, modifiziert für die Anwendung für mehrere (n) eingehende und mehrere (in) ausgehende Lichtleiter. FIG. 13 shows a device corresponding to FIGS. 1 and 4, modified for use for a plurality of incoming and a plurality of outgoing light guides.

Fig. 14 und 15 zeigen die Vorrichtung entsprechend Fig. 6, 7, 8, 9, 10, 11, weitergebildet für die mehreren (n) eingehenden und mehreren (m) ausgehenden Lichtleitern mit der dünnen Scheiben als Kopplungselement. FIGS. 14 and 15 show the apparatus according to Fig. 6, 7, 8, 9, 10, 11 further formed for the plurality of (n) and a plurality of incoming (m) outgoing optical fibers with the thin slices as a coupling element.

Fig. 16 zeigt ein Beispiel der Anwendung des Verfahrens und der Verwendung der Vorrichtung für spektroskopische Messungen im Multiplex-Betrieb am Beispiel der Überwachung einer Kläranlage mit faseroptisch geführten photoakustischen Sensoren. Fig. 16 shows an example of the application of the method and of the device showing use for spectroscopic measurements in multiplex operation by the example of monitoring a sewage treatment plant with fiber-optically guided photoacoustic sensors.

Die Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 4 und Fig. 5 weist zwei entlang einer gemeinsamen zentralen Mittelachse angeordnete Halteelemente 1 und 2 zur Fixierung der eingehende 3 bzw. der ausgehenden 4 Lichtleiter, sowie ein zwischen den beiden Halteelementen angeordnetes und um die zentrale Mittelachse drehbares Kopplungselement 5 auf, in dem ein Übermittlungslichtleiter 6 integriert ist. Der eingehende Lichtleiter 3 ist im ersten Halteelement 1 entlang der gemeinsamen zentralen Mittelachse befestigt. Die ausgehenden Lichtleiter 4 sind im zweiten Halteelement 2 so befestigt, daß ihre Einkoppelenden auf einem Kreis mit Zentrum auf der Mittelachse angeordnet sind. Der Übermittlungslichtleiter 6 ist im drehbaren Kopplungselement 5 integriert, so daß er gemeinsam mit dem Kopplungselement um die zentrale Mittelachse gedreht werden kann. Der Übermittlungslichtleiter, zum Beispiel eine optische Faser, ist im Kopplungselement 5, beispielsweise in einer Rille oder in einem eingefrästen Schlitz (Fig. 4), verlegt und befestigt, so daß sein Einkoppelende mit dem Auskoppelende des im ersten Halteelement 1 befestigten eingehenden Lichtleiters 3 ihm gegenüber fluchtend auf der gemeinsamen zentralen Mittelachse liegt und auch bei der Drehung zusammen mit dem ganzen Übermittlungslichtleiter an derselben Stelle, d. h. fluchtend mit dem Auskoppelende des eingehenden Lichtleiters, bleibt. Eine solche Anordnung bildet eine spezielle Verbindungsstelle zwischen dem eingehenden Lichtleiter und dem Übermittlungslichtleiter. Diese Verbindungsstelle ermöglicht die Einkopplung des zu übertragenden Lichtsignals in den Übermittlungslichtleiter in jeder Drehposition des drehbaren Kopplungselementes unter gleichen Bedingungen bei völliger mechanischer Entlastung der Lichtleiter. Das Auskoppelende des Übermittlungslichtleiters muß dabei so im drehbaren Kopplungselement angeordnet werden, daß es bei der Drehung des Kopplungselementes dem Einkoppelende jedes optischen Ausgangs bzw. jedes ausgehenden Lichtwellenleiters fluchtend gegenübergestellt werden kann. Die optischen Ausgänge bzw. die Einkoppelenden der ausgehenden Lichtleiter sind dementsprechend gemäß Ansprüchen 6 bzw. 9 auf einem senkrecht zur zentralen Mittelachse liegenden Kreis mit dem Zentrum an dieser Achse angeordnet.The apparatus of Fig. 1, Fig. 4 and Fig. 5 has two spaced along a common central center axis of the holding elements 1 and 2 for fixing the depth 3 and the outgoing 4 light guide, and a valve disposed between the two retaining elements and around the central central axis rotatable coupling element 5 , in which a transmission light guide 6 is integrated. The incoming light guide 3 is fastened in the first holding element 1 along the common central central axis. The outgoing light guides 4 are fastened in the second holding element 2 so that their coupling ends are arranged on a circle with a center on the central axis. The transmission light guide 6 is integrated in the rotatable coupling element 5 , so that it can be rotated together with the coupling element about the central central axis. The transmission light guide, for example an optical fiber, is laid and fastened in the coupling element 5 , for example in a groove or in a milled slot ( FIG. 4), so that its coupling end with the coupling end of the incoming light guide 3 fastened in the first holding element 1 him is aligned with one another on the common central central axis and also remains in the same position during rotation together with the entire transmission light guide, ie in alignment with the outcoupling end of the incoming light guide. Such an arrangement forms a special connection point between the incoming light guide and the transmission light guide. This connection point enables the light signal to be transmitted to be coupled into the transmission light guide in any rotational position of the rotatable coupling element under the same conditions with complete mechanical relief of the light guide. The outcoupling end of the transmission light guide must be arranged in the rotatable coupling element in such a way that when the coupling element rotates, it can be aligned with the coupling end of each optical output or each outgoing optical waveguide. The optical outputs or the coupling ends of the outgoing light guides are accordingly arranged according to claims 6 and 9 on a circle lying perpendicular to the central central axis with the center on this axis.

Die optische Kopplung des zu übertragenden Lichtsignals in den ausgewählten optischen Ausgang oder die Kopplung des eingehenden Lichtleiters mit dem ausgewählten ausgehenden Lichtleiter erfolgt über den im drehbaren Kopplungselement integrierten Übermittlungskanal durch ein Gegenüberstellen des Auskoppelendes des Übermittlungskanals mit dem ausgewählten optischen Ausgang bzw. dem Einkoppelende des entsprechenden ausgehenden Lichtleiters mittels der Drehung des Kopplungselementes.The optical coupling of the light signal to be transmitted in the selected optical Output or the coupling of the incoming light guide with the selected one outgoing light guide takes place via the integrated in the rotatable coupling element Transmission channel by juxtaposing the coupling end of the Transmission channel with the selected optical output or the coupling end of the corresponding outgoing light guide by means of the rotation of the coupling element.

Dabei wird der Übermittlungslichtleiter in den Schaltvorgängen nicht dynamisch deformiert, das heißt, auf ihn wirken keine dynamischen Biege- oder Torsionsmomente, da er nur als Ganzes um die zentrale Mittelachse gedreht wird und die Lage je zweier Punkte des Übermittlugslichtleiters zueinander in Schaltvorgängen unverändert bleibt.The transmission light guide is not dynamically deformed in the switching processes, that is, no dynamic bending or torsional moments act on it, since it is only as Whole is rotated around the central central axis and the location of two points of the Transmitting light guide to one another remains unchanged in switching operations.

Die geometrische Größe und der Typ des verwendeten Übermittlungslichtleiters sowie die Abmessungen des Kopplungselementes und der ganzen Vorrichtung hängen von dem verwendeten Typ der zu koppelnden Lichtleiter ab. Zum Beispiel, darf, falls als Lichtleiter optische Fasern verwendet werden, bei Verlegung und Befestigung der Übermittlungsfaser der minimal zulässige Biegeradius nicht unterschritten werden. Für die beste Kopplung des Lichtes kann als Übermittlungsfaser eine optische Faser gleichen Typs wie die eingehende und ausgehende Faser, insbesondere vom gleichen Durchmesser, genommen werden.The geometric size and type of the transmission light guide used, as well as the Dimensions of the coupling element and the whole device depend on that used type of the light guide to be coupled. For example, if as a light guide Optical fibers are used when laying and fastening the transmission fiber the minimum permissible bending radius must not be undercut. For the best coupling of the As a transmission fiber, light can be an optical fiber of the same type as the incoming one and outgoing fiber, in particular of the same diameter, are taken.

Das erste Halteelement 1 (Fig. 1, Fig. 4) kann z. B. als Zylinder mit einer axial durchgehenden Bohrung ausgeführt werden, in der das Auskoppelende des eingehenden Lichtleiters befestigt ist. Das zweite Halteelement 2 kann ebenfalls als zylindrisches Teil ausgeführt werden und enthält die auf einem konzentrischen Kreis angeordneten durchgehenden Bohrungen, in denen die ausgehenden Lichtleiter befestigt sind, wobei die Anzahl der Bohrungen der Anzahl der ausgehenden Lichtleiter entspricht. Beide Halteelemente 1 und 2 dienen gleichzeitig für die Torsionsentlastung der eingehenden und ausgehenden Lichtleiter und als Eingangs- bzw. Ausgangsstecker des Multiplexers. Das zwischen den beiden Halteelementen 1 und 2 angeordnete Kopplungselement 5 kann auch als Zylinder mit einer Rille oder einem eingefrästen Schlitz entsprechender Form (Fig. 4), in dem die Übermittlungsfaser befestigt ist, hergestellt werden.The first holding element 1 ( Fig. 1, Fig. 4) z. B. as a cylinder with an axially continuous bore in which the coupling end of the incoming light guide is attached. The second holding element 2 can also be designed as a cylindrical part and contains the through holes arranged in a concentric circle, in which the outgoing light guides are fastened, the number of holes corresponding to the number of outgoing light guides. Both holding elements 1 and 2 serve simultaneously for the torsion relief of the incoming and outgoing light guides and as an input or output connector of the multiplexer. The coupling element 5 arranged between the two holding elements 1 and 2 can also be produced as a cylinder with a groove or a milled slot of a corresponding shape ( FIG. 4) in which the transmission fiber is fastened.

Das drehbare Kopplungselement kann von einem Schrittmotor z. B. mit einem Schritt 1,8 angetrieben werden. Der Motor kann vorteilsweise auch auf der zentralen Mittelachse angeordnet werden, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, so daß das Kopplungselement auf die Motorwelle aufgesetzt ist. Zu diesem Zweck kann im zweiten Halteelement eine axiale durchgehende Bohrung vorgesehen werden.The rotatable coupling element can be driven by a stepping motor e.g. B. are driven with a step 1.8. The motor can advantageously also be arranged on the central central axis, as shown in FIG. 4, so that the coupling element is placed on the motor shaft. For this purpose, an axial through hole can be provided in the second holding element.

Für die bessere Positionierung des drehbaren Kopplungselementes und Vermeidung der dabei entstehenden optischen Verluste infolge möglicher Ungenauigkeit des Schrittmotors kann das Kopplungselement 5 (Fig. 1, Fig. 4) und dementsprechend das zweite Halteelement 2 für Fixierung der ausgehenden Lichtleiter mit einer Einrastkonstruktion versehen werden. Eine solche Konstruktion kann, zum Beispiel eine gefederte Kugel enthalten, die im Kopplungselement 5 in einer zur Mittelachse parallelen Bohrung untergebracht ist. Dazu müssen auf der Stirnfläche des zweiten Halteelementes 2 sphärische Vertiefungen an entsprechenden Stellen vorgesehen sein, so daß auch bei möglicher Positionierungsungenauigkeit (z. B. beim Winkelfehler) des Schrittmotors die vorspringende Kugel des Kopplungselementes in die entsprechende Vertiefung des Halteelements 2 einrastet. Dadurch werden auch bei möglicher ungenauer Positionierung der Motorachse die Anschlußenden der zu koppelnden Lichtleiter genau fluchtend einander gegenüber positioniert und der Achsenversatz und damit einhergehende optische Verluste vermieden.To better position the rotatable coupling element and avoid the resulting optical losses due to possible inaccuracy of the stepping motor, the coupling element 5 ( FIG. 1, FIG. 4) and accordingly the second holding element 2 for fixing the outgoing light guide can be provided with a snap-in construction. Such a construction can, for example, contain a spring-loaded ball, which is accommodated in the coupling element 5 in a bore parallel to the central axis. For this purpose, 2 spherical depressions must be provided on the end face of the second holding element at corresponding points, so that the projecting ball of the coupling element snaps into the corresponding recess of the holding element 2 even in the event of positioning inaccuracy (e.g. in the event of an angular error) of the stepping motor. As a result, even if the motor axis is positioned incorrectly, the connection ends of the light guides to be coupled are positioned exactly in line with one another and the axis offset and associated optical losses are avoided.

Wie es in der Zusammenbauzeichnung (Fig. 4) gezeigt ist, können die Halteelemente 1 und 2 zur Fixierung der eingehenden bzw. ausgehenden Lichtleiter jeweils in einem Stützaufbau 7 und 8 befestigt werden. Das drehbare Kopplungselement 5 muß in einem anderen Stützaufbau 9 mit Kugellagern 13 und 14 um die zentrale Mittelachse drehbar gelagert werden. Zur Justierung der Vorrichtung kann der Stützaufbau 8 des Halteelementes 2 zur Fixierung der ausgehenden Lichtleiter durch die zwei Führungsschienen 10 entlang der zentralen Mittelachse verschiebbar sein. In den Stützaufbauten 8 und 9 der Halterung 2 bzw. des Kopplungselementes 5 kann dabei eine parallel zur zentralen Mittelachse angeordnete mikrometrische Stellschraube 11 vorgesehen werden, bei derer Drehung der Abstand zwischen dem Stützaufbau 9 des Kopplungselementes 5 und dem verschiebbaren Stützaufbau 8 des Halteelementes 2 eingestellt werden kann.As shown in the assembly drawing ( FIG. 4), the holding elements 1 and 2 can be fastened in a support structure 7 and 8 for fixing the incoming and outgoing light guides. The rotatable coupling element 5 must be rotatably supported in another support structure 9 with ball bearings 13 and 14 about the central central axis. In order to adjust the device, the support structure 8 of the holding element 2 can be displaceable along the central central axis by the two guide rails 10 for fixing the outgoing light guides. In the support structures 8 and 9 of the holder 2 or the coupling element 5 , a micrometric adjusting screw 11 can be provided parallel to the central central axis, in which the distance between the support structure 9 of the coupling element 5 and the displaceable support structure 8 of the holding element 2 is set can.

Die Vorrichtung nach Fig. 5 unterscheidet sich von der Vorrichtung nach Fig. 1 und Fig. 4 durch die andere Ausführung des Kopplungselementes 5 und dementsprechend des zweiten Halteelementes 2, wodurch ein kompakterer Aufbau des Multiplexers ermöglicht wird. Für die Justierung des Systems können im Halteelement 2 Justierfassungen 7 besonderer Konstruktion vorgesehen werden, in denen die ausgehenden Lichtleiter befestigt sind. Jede Justierfassung besteht aus zwei ineinander gesteckten und gegeneinander, zum Beispiel durch eine Gleitlagerkonstruktion, gelagerten zylindrischen Teilen. Im inneren Teil ist der Lichtleiter befestigt. Das äußere Teil hat ein Außengewinde, wodurch der Lichtleiter bei Drehung des Einstellknopfes nach vorne oder nach hinten verschoben werden kann. Der Lichtleiter wird dabei durch das Drehen der Justierfassung entlang seiner optischen Achse verschoben, ohne dabei verdreht zu werden. Dadurch bleiben die Einkoppelenden der ausgehenden Lichtleiter bei der Justierung immer fluchtend mit dem Auskoppelende des Übermittlungslichtleiters.The apparatus of FIG. 5 differs from the apparatus of FIG. 1 and FIG. 4 by the other embodiments of the coupling element 5 and, accordingly, of the second holder member 2, whereby a compact construction of the multiplexer is enabled. For the adjustment of the system 2 adjustment frames 7 of special construction can be provided in the holding element, in which the outgoing light guides are fastened. Each adjustment frame consists of two cylindrical parts that are inserted into each other and supported against each other, for example by a slide bearing construction. The light guide is attached in the inner part. The outer part has an external thread, which means that the light guide can be moved forwards or backwards when the adjusting knob is turned. The light guide is displaced along its optical axis by rotating the adjustment frame without being rotated. As a result, the coupling ends of the outgoing light guides always remain in alignment with the coupling end of the transmission light guide during the adjustment.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist umkehrbar. Das heißt, daß das Licht in beide Richtungen übertragen werden kann. Die Bezeichnungen "eingehende" und "ausgehende Lichtleiter" wurden nur für die Erläuterungen der Funktionsweise des Verfahrens und der Vorrichtung benutzt.The device according to the invention is reversible. That means the light in both Directions can be transferred. The terms "incoming" and "outgoing Light guides "were only for the explanation of the functioning of the method and the Device used.

Bei der Weiterbildung der Konstruktion durch den Einsatz zweier, symmetrisch zueinander angeordneter drehbarer Kopplungselemente, in denen jeweils ein Übermittlungslichtleiter integriert ist, (Fig. 13) und durch die Ausführung des ersten Halteelements 1 gleichartig mit dem zweiten Halteelement 2 kann die Vorrichtung auch für die Lichtsignalübertragung von mehreren (n) eingehenden zu mehreren (m) ausgehenden Lichtleitern verwendet werden.In the development of the construction by using two symmetrically arranged rotatable coupling elements, in each of which a transmission light guide is integrated, ( FIG. 13) and by designing the first holding element 1 similar to the second holding element 2 , the device can also be used for light signal transmission from multiple (n) incoming to multiple (m) outgoing light guides.

Die Einrichtung kann auch so weitergebildet werden, daß sie bei mehreren optischen Ein- und Ausgängen nur einen in einem drehbaren Kopplungselement integrierten Übermittlungskanal enthält (Fig. 12). Damit das Lichtsignal von einem der mehreren optischen Eingänge sequentiell an mehrere optische Ausgänge gekoppelt werden kann, muß der in einem drehbaren Kopplungselement integrierte Übermittlungskanal entsprechend der Anordnung der zu koppelnden optischen Ein- und Ausgänge in verschiedenen Ebenen gedreht werden. Zum Beispiel enthält die in Fig. 12 vorgestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwei in zueinander senkrechten Ebenen angeordnete Gruppen von optischen Ein- und Ausgängen und einen im drehbaren Kopplungselement integrierten Übermittlungskanal. Als Übermittlungskanal kann zum Beispiel ein Lichtwellenleiter oder ein Aufbau, der ein Umlenkprisma oder einen Spiegel enthält, benutzt werden. Der Übermittlungslichtleiter (Fig. 12) ist im drehbaren Kopplungselement entsprechend der Anordnung der optischen Ein- und Ausgänge verlegt und befestigt. Das drehbare Kopplungselement ist kugelförmig ausgeführt und muß so gelagert werden, daß es in zwei oder mehreren Ebenen entsprechend der Anordnung der optischen Ein- und Ausgänge von einem oder zwei Motoren mit entsprechenden Antrieben gedreht werden kann.The device can also be developed in such a way that, in the case of several optical inputs and outputs, it contains only one transmission channel integrated in a rotatable coupling element ( FIG. 12). So that the light signal from one of the several optical inputs can be sequentially coupled to several optical outputs, the transmission channel integrated in a rotatable coupling element must be rotated in different planes in accordance with the arrangement of the optical inputs and outputs to be coupled. For example, the embodiment of the device according to the invention presented in FIG. 12 contains two groups of optical inputs and outputs arranged in mutually perpendicular planes and a transmission channel integrated in the rotatable coupling element. For example, an optical waveguide or a structure that contains a deflection prism or a mirror can be used as the transmission channel. The transmission light guide ( FIG. 12) is laid and fastened in the rotatable coupling element in accordance with the arrangement of the optical inputs and outputs. The rotatable coupling element is designed spherical and must be stored so that it can be rotated in two or more planes according to the arrangement of the optical inputs and outputs by one or two motors with corresponding drives.

Das Kopplungselement 5 kann über einen elektronisch angesteuerten Schrittmotor angetrieben werden. Für die beste Positionierung kann die Vorrichtung mit einem Winkelkodierer versehen werden.The coupling element 5 can be driven by an electronically controlled stepper motor. For the best positioning, the device can be provided with an angle encoder.

Für die bessere Positionierungsgenauigkeit des Übermittlungskanals kann in der Vorrichtung eine Positionierungssteuerung des drehbaren Kopplungselementes und eine Regelungsschaltung mit einem geschlossenen Regelkreis, z. B. mit einer Lichtschranke, vorgesehen werden.For better positioning accuracy of the transmission channel in the device a positioning control of the rotatable coupling element and a Closed-loop control circuit, e.g. B. with a light barrier, be provided.

Das vorgeschlagene Verfahren und die entsprechende Vorrichtung können für optische, z. B. spektroskopische Messungen im Multiplex-Betrieb angewandt werden, beispielsweise zur photoakustischen Laserspektroskopie für die Überwachung eines Bioreaktors einer Kläranlage mit faseroptisch geführten photoakustischen Sensoren (Fig. 16).The proposed method and the corresponding device can be used for optical, e.g. B. spectroscopic measurements are used in multiplex operation, for example for photoacoustic laser spectroscopy for monitoring a bioreactor of a sewage treatment plant with fiber optically guided photoacoustic sensors ( Fig. 16).

Claims

1. Method for multiplexing transmitted light signals, wherein

- At least one optical input is sequentially coupled to at least two optical outputs and
- The light can be transmitted in both directions, characterized in that
- The light signal is transmitted from an optical input to a selected optical output via a rotatable transmission channel, wherein
the incoming light signal is coupled into the transmission channel via a special connection point, in which the coupling end of the transmission channel lies flush with it on the optical axis of the incoming light beam and can be rotated about this axis together with the entire transmission channel,
- For coupling the incoming light signal to the selected optical output, the decoupling end of the transmission channel is aligned with the corresponding optical output by means of the rotation of the transmission channel about the optical axis of the incoming light beam.

2. The method according to claim 1, characterized in that

the light signal is transmitted from one of the multiple optical inputs to one of the multiple optical outputs via two transmission channels rotatable about a common central central axis,
- The coupling of the light between the two transmission channels takes place via a special connection point, in which the decoupling end of the first transmission channel and the coupling end of the second transmission channel on the common central axis lie opposite one another and are rotated independently of one another about this axis together with the corresponding transmission channels can,
for the optical coupling of the incoming light beam into the first transmission channel, its coupling end is aligned with the corresponding optical input by means of the rotation of the most transmission channel around the common central central axis,
- For the optical coupling of the second transmission channel with the selected optical output, the decoupling end of the second transmission channel is aligned with the corresponding optical output by means of the rotation of the second transmission channel about the common central central axis.

3. Method for multiplexing transmitted light signals, wherein

- At least one incoming light guide is sequentially coupled to at least two outgoing light guides and
- The light can be transmitted in both directions, characterized in that
the light signal is transmitted from an incoming light guide to a selected outgoing light guide via a transmission light guide which is integrated in a rotatable coupling element,
- The light from the incoming light guide is coupled into the transmission light guide via a special connection point, in which the coupling end of the incoming light guide is fixed immovably, the coupling end of the transmission light guide is aligned with the coupling end of the incoming light guide and rotated together with the entire transmission light guide around the common central central axis can be,
- For optical coupling of the incoming light guide with the selected outgoing light guide, the coupling end of the transmission light guide is aligned with the coupling end of the corresponding outgoing light guide by means of the rotation of the coupling element about the common central central axis.

4. The method according to claims 1 and 3, characterized in that

the light signal is transmitted from one of the several incoming light guides to a selected outgoing light guide via two transmission light guides, each of which is integrated in a coupling element rotatable about a common central central axis,
for the optical coupling of one of the incoming light guides to the first transmission light guide, the coupling end of the first transmission light guide is aligned with the coupling end of the corresponding incoming light guide by means of the rotation and the common central central axis of the first rotatable coupling element,
- The coupling of the light between the two transmission light guides takes place via a special connection point arranged on the central central axis, in which the outcoupling end of the first transmission light guide and the coupling end of the second transmission light guide lie flush with one another and together with the corresponding transmission light guide of corresponding coupling elements independently of one another common central central axis can be rotated
- For the optical coupling of the second transmission light guide with the selected outgoing light guide, the coupling end of the second transmission light guide is aligned with the coupling end of the corresponding outgoing light guide by means of the rotation of the second coupling element

5. The method according to claims 1 and 3, characterized in that the light signal sequentially coupled from several optical inputs to several optical outputs the transmission channel integrated in a rotatable coupling element in different levels according to the arrangement of the optical inputs and Outputs can be rotated.

6. Device for multiplexing transmitted light signals, wherein

- At least one optical input can be sequentially coupled to at least two optical outputs and
- The light can be transmitted in both directions, characterized in that
- For the connection between the optical input and one of the optical outputs, a transmission channel, for. B. a transmission light guide is present, which is integrated in a coupling element rotatable about the optical axis of the incoming light beam,
the transmission channel is arranged in the rotatable coupling element such that its coupling end is aligned with the optical axis of the incoming light beam, ie on the axis of rotation of the coupling element, and the coupling end of the transmission channel can be aligned with each selected optical output when the coupling element rotates,
the optical outputs of the device are arranged on a circle or arc (not lying in the plane of the optical aces of the incoming light beam) with the center on the optical axis of the incoming light beam,

7. The device according to claim 6, characterized in that a plurality of optical inputs can be coupled selectively or sequentially with a plurality of optical outputs,

- For the connection between the optical inputs and outputs two transmission channels, for. B. two transmission light guides are available, each of which is integrated in a coupling element rotatable about a common central central axis,
the two transmission channels are coupled to one another via a special connection point arranged on the common central central axis, in which the decoupling end of the first transmission channel and the coupling end of the second transmission channel are aligned with one another and can be rotated about the common central central axis together with corresponding transmission channels,
- Both the optical inputs and the optical outputs are each arranged in a circle with the center on the central central axis in accordance with the arrangement and dimensions of the corresponding transmission channels.

8. The device ( Fig. 12) according to claim 6, characterized in that the light signal is coupled sequentially from a plurality of optical inputs to a plurality of optical outputs, the rotatable coupling element 5 is spherical and is rotatably mounted so that it is integrated with it Transmission channel can be rotated in different levels according to the arrangement of the optical inputs and outputs to be coupled by corresponding drives.

9. Device for multiplexing transmitted light signals ( Fig. 1, Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 to 11), wherein

- At least one incoming light guide 3 can be coupled sequentially to at least two outgoing light guides 4 and
- The light can be transmitted in both directions, characterized in that
- the incoming and outgoing light guides are immovably fixed in their holders,
the incoming light guide 3 is fastened in its holder 1 along a common central central axis,
the outgoing light guides 4 are fastened in their holders in such a way that their coupling ends are arranged on a circle or arc (perpendicular to the central central axis) with the center on the central central axis,
- For the connection between the incoming light guide 3 and the outgoing light guides 4, a transmission channel 6 , z. B. a transmission light guide is present, which is integrated in a rotatable about the central central coupling element 5 ,
- The incoming light guide 3 is coupled to the transmission light guide 6 via a special connection point arranged on the central central axis, in which the coupling end of the incoming light guide is immovably fixed and the coupling end of the transmission light guide is aligned with the coupling end of the incoming light guide and around the common central central axis the coupling element can be rotated,
- The transmission light guide is arranged in the coupling element so that its coupling end is optically coupled to the coupling end of the incoming light guide via the special connection described above and its coupling end can be aligned with the coupling end of each outgoing light guide when the coupling element rotates.

10. The device ( Fig. 13, Fig. 14, Fig. 15) according to claim 9, characterized in that a plurality of incoming light guides can be optically coupled sequentially with a plurality of outgoing light guides,

the incoming light guides are fastened in their holder in such a way that their outcoupling ends are arranged on a circle or arc with the center on the central central axis,
for the connection between the incoming and outgoing light guides there is additionally a second transmission light guide which is integrated in a second coupling element which can be rotated about the common central central axis,
- The two transmission light guides are coupled to one another via a special connection point located on the common central center axis, in which the coupling end of the first transmission light guide and the coupling end of the second transmission light guide are aligned with one another and are rotatably mounted about the common central center axis.

11. The device ( Fig. 1, Fig. 4) according to claims 9 and 10, characterized in that the holder 1 has a cylindrical geometry and is provided with an axial through bore in which the incoming light guide is attached.

12. The device ( Fig. 1, Fig. 4) according to claim 6, 7, 9 and 10, characterized in that the rotatable coupling element 5 is designed as a cylindrical or conical part with a possibility for fastening the transmission light guide, so that the Coupling end of the transmission light guide on the central axis of the coupling element in one of its end faces or on the cone tip and the coupling end of the transmission light guide on the opposite end face or on the base surface of the coupling element is attached at a certain distance from the central central axis.

13. The device ( Fig. L, Fig. 4) according to claims 9 and 10, characterized in that the holder 2 is designed as a cylindrical part in which the axially parallel, through holes in a circle with the center on the central central axis Fixing of the outgoing light guide are arranged, the radius of the circle being the same as the distance between the central central axis and the optical axis of the transmission light guide 6 fastened in the rotatable coupling element 5 .

14. Device according to claims 9 and 10, characterized in that the two brackets for fixing the incoming light guide or the outgoing light guide as a disc 1 with an axial through hole for fixing the incoming light guide and with several corresponding to the number of outgoing light guides a circle with the center on the central axis arranged through holes parallel to the axis for fixing the outgoing light guide ( Fig. 6, Fig. 13, Fig. 14, Fig. 15).

15. The device according to claims 6, 7, 8 and 9, characterized in that the coupling element 5 is designed as a disc rotatable about the central central axis, in which a transmission light guide 6 is integrated so that its coupling end on the central central axis on a disc end face and its coupling-out end are fastened on the sliding end face of the disk at a certain distance from the central central axis, which corresponds to the arrangement of the optical outputs or the outgoing light guides ( FIG. 6).

16. The device according to claims 6, 7, 9 and 10, characterized in that the coupling element 5 is designed as a disc rotatable about the central central axis, in which a transmission light guide is arranged so that its coupling end on the central central axis on a disc end face and its decoupling end are arranged on the outer surface of the disc ( Fig. 7).

17. The device ( Fig. 4) according to claims 9 and 10, characterized in that

the holding elements 1 and 2 for fixing the incoming or outgoing light guides are each fastened in a support structure 7 or 8 ,
the rotatable coupling element 5 is rotatably mounted in another support structure 9 about the central central axis,
- To adjust the device of the support structure 8 of the holding element 2 for fixing the outgoing light guide through the two guide rails 10 along the central central axis and
- In the support structures of the holding element 2 and the coupling element 5 there is a micrometric adjusting screw 11 arranged parallel to the central central axis, during the rotation of which the distance between the support structure 9 of the coupling element 5 and the displaceable support structure 8 of the holding element 2 can be adjusted.

18. Device according to claims 6 to 17, characterized in that the coupling element 5 is driven by an electronically controlled stepper motor 12 ( Fig. 4).

19. Device according to claims 6 to 17, characterized in that for more precise positioning, the coupling element 5 and the adhesive element 2 are provided with a snap-in construction for fixing the outgoing light guide.

20. Device according to claims 6 to 17, characterized in that for the best Positioning this is provided with an angle encoder.

21. Device according to claims 6 to 17, characterized in that in this one Control circuit for the positioning control of the coupling element with a closed control loop, e.g. B. is provided with a light barrier.

22. Application of the method and use of the device on optical, for Example spectroscopic, measurements in multiplex operation.

23. Application of the method and use of the device according to claim 22 for photoacoustic laser spectroscopy for the monitoring of biofilm reactors in Wastewater treatment plants with fiber optically guided photoacoustic sensors.