DE3218193A1 - Opto-elektronische schaltmatrix - Google Patents

Opto-elektronische schaltmatrix

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Abstract

Es soll eine opto-elektronische Schaltmatrix zum Aufteilen von optischen Signalen oder Anschließen einer Anzahl von optischen Sendeelementen an eine Vielzahl von optischen Empfangselementen geschaffen werden. Eine solche Schaltmatrix besteht aus einer Reihe parallel verlaufender planarer optischer Leistungsteiler und einer weiteren Reihe parallel verlaufender planarer Trägersubstrate, die senkrecht zu den Leistungsteilern angeordnet sind. Auf den vorderen Stirnseiten dieser Leistungsteiler sind die Empfangselemente, welche stirnseitig an den planaren Trägersubstraten befestigt sind, optisch gekoppelt.

Description

  • Opto-elektronische Schaltmatrix
  • Die Erfindung befaßt sich mit einer opto-elektronischen Schaltmatrix zum Aufteilen von optischen Signalen oder Anschließen einer Anzahl von optischen Sendeelementen an eine Vielzahl von optischen Empfangselementen.
  • Es sind viele Anordnungen bekannt, die als sogenannte Lichtverteiler wirken. Durch die DE-OS 26 00 893 beispielsweise ist ein Lichtverteiler für optische Nachrichtensysteme bekannt geworden, mit dem durch einen ankommenden Lichtleiter eintreffendes Licht auf mehrere abgehende Lichtleiter verteilt wird. Dieser Lichtverteiler besteht aus einer Scheibe aus einem absorptionsarmen und streuarmen Material, die an einander gegenüberliegenden Stoßflächen zum Anschluß des ankommenden und der abgehenden Signale Lichtleiter besitzt, die auf einem gemeinsamen Kreis liegend mit der Scheibe verbunden- sind.
  • Durch die Zeitschrift 'tElectronics Letters" 19. Febr. 81, Vol. 17, Nr. 4, Seite 150, ist ferner eine opto-elektronische Schaltmatrix bekannt mit Fotodioden zum Durchschalten. Die optische Leistungsaufteilung geschieht hierbei durch Lichtleitfasern.
  • Vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine opto-elektronische Schaltmatrix aufzuzeigen, die aus gleichen Grundbauelementen besteht und möglichst einfach erweiterbar ist. Hierzu soll möglichst wenig Justieraufwand erforderlich sein. Gelöst wird dies durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
  • Zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schaltmatrix können gemäß den Merkmalen der Unteransprüche ausgebildet werden.
  • Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird nun die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Schaltmatrix in perspektivischer Darstellung mit Glasplättchen als Leistungsteiler und Fig. 2 eine Schaltmatrix in Seitenansicht mit Leistungsteilern, die mehrere diskrete, lichtführende Kan§-le aufweisen.
  • Die in der Fig. 1 dargestellte opto-elektronische Schaltmatrix besteht aus einer Reihe von parallel verlaufenden planaren optischen Leistungsteilern (LTj) auf deren vorderer Stirnseite jeweils ein Sendeelement Sj eingebracht ist. Auf der den Sendeelementen gegenüberliegenden Seite der Leistungsteiler ist hierzu eine Reihe von parallel verlaufenden planaren Trägersubstraten TSi angeordnet. An den Stirnseiten tragen die plattenförmigen Trägersubstrate TSi Empfangselemente Eij (i = 1 ... m, j = 1 ... n), welche mit den Stirnseiten der Leistungsteiler LT optisch gekoppelt sind. Dabei sind sämtliche Empfangselemente an den Stirnseiten der Trägersubstrate in Form einer Matrix angeordnet, so daß die jeweils zu einer Spalte der Matrix gehörenden Empfangselemente über einen planaren Leistungsteiler mit einem Sendeelement gekoppelt sind. Auf den in Dünn- oder Dickschichttechnik ausgeführten Trägersubstraten befinden sich die zu den Empfangselementen gehörenden elektrischen Schaltungsteile, wie Anschlußleitungen AL, Ansteuerschaltungen, Verstärker und dergleichen. Die planaren Leistungsteiler LT. sind entweder als Glasplättchen (s. Fig. 1) ausgeführt, über deren gesamte Länge und Breite sich das Licht ausbreitet, oder es sind, wie die Fig. 2 zeigt, optisch wirksame Substrate mit aufgedampften oder eindiffundierten definierten lichtleitenden Kanälen K1, K2, K3. Die Glasplättchen sind entweder einschichtig oder sie setzen sich aus mehreren Schichten mit verschiedenen Brechungsindizes zusammen.
  • Zweckmäßigerweise ordnet man zwischen den planaren Leistungsteilern LT. Blenden an, um sie gegenseitig optisch abzuschir-3 men. Auch die von den Empfangselementen Eij nicht abgedeckten Stirnflächen der Glasplättchen werden z.B. durch Schwärzen oder durch Einfügen einer Lochmaske, die nur die optisch wirksamen Flächen für die Empfangselemente frei läßt, gegen Lichtaustritt abgeschirmt.
  • Beim in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwischen die Stirnflächen der planaren Leistungsteiler LT und die Empfangselemente Eij Fokussierelemente Fij eingefügt, die in Form einer Matrix in einer Aufnahmeplatte AP eingelassen sind.
  • Vorzugsweise wird man die plattenförmigen Leistungsteiler unter sich gleich ausbilden und/oder in gleichem Abstand zueinander anordnen. Auch bei den Trägersubstraten empfiehlt sich eine gleiche Ausbildung und/oder Anordnung. Auf diese Weise erreicht man eine einfache Erweiterbarkeit mit immer gleichen Grundbauelementen. Die Konstruktion der Gesamtanordnung kann dabei so ausgebildet sein, daß entweder die Leistungsteiler kammartig in die Trägersubstrate eingreifen, oder umgekehrt, um damit eine einfache und haltbare Befestigung der beiden Plattensätze miteinander zu gewährleisten.
  • Eine derartige Schaltmatrix kann Anwendung finden zum Schalten, Verteilen und Kombinieren von breitbandigen Signalströmen, beispielsweise des optischen Koppelfeldes in digitalen TV-Vermittlungsstellen.
  • Durch Anordnen mehrerer Sendelemente an der vorderen Stirnfläche eines jeden planaren Leistungsteilers besteht die Möglichkeit, gleichzeitig mehrere Eingangssignale rückwirkungsfrei zu multiplexen.

Claims (9)

  1. Patentansprüche 1. Opto-elektronische Schaltmatrix zum Aufteilen von optischen Signalen oder Anschließen einer Anzahl von optischen Sendeelementen an eine Vielzahl von optischen Empfangselementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeelemente (Sj) stirnseitig auf einer ersten Reihe parallel verlaufender planarer optischer Leistungsteiler (lot) und die Empfangselemente (Eij) ebenfalls stirnseitig auf einer zweiten Reihe parallel verlaufender planarer Trägersubstrate (TSi) angeordnet sind, wobei die planaren optischen Leistungsteiler (LT.) senkrecht zu den planaren Trägersubstraten (TSi) verlaufen, derart, daß die den Sendeelementen (Sj) abgewandten Enden der planaren Lei-3 stungsteiler mit den Empfangselementen (ein) an den 13 Stirnseiten der Trägersubstrate (TSi) optisch gekoppelt sind.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die planaren optischen Leistungsteiler (LT.) mehrere dis-3 krete lichtführende Kanäle (K1, K2, K3) aufweisen.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die planaren optischen Leistungsteiler (LT.) aus Glasplättchen bestehen, die eine oder mehrere Schichten mit verschiedenen Brechungsindizes aufweisen.
  4. Lt. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die planaren optischen Leistungsteiler (LT.) gegenseitig durch dazwischen angeordnete Blenden optisch abgeschirmt sind.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Empfangselementen (ein) nicht abgedeckten Bereiche auf den Stirnseiten der Glasplättchen optisch abgeschirmt sind.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Glasplättchen (lot.) und den planaren Träger-3 substraten (TSi) eine Lochmaske angeordnet ist, die nur die optisch wirksamen Flächen für die Empfangselemente (ein) frei läßt.
  7. 7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Kopplung zwischen den planaren Leistungsteilern (LT.) und den Empfangselementen (ein) durch Fo-13 kussierelemente (F. .) erfolgt.
  8. 13 8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den einzelnen planaren Trägersubstraten (TSi) mehrere Empfangselemente (Eij) angebracht sind.
  9. 9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnseiten der einzelnen planaren optischen Leistungsteiler (LTj) mehrere Sendeelemente angeordnet sind.
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