DE3716836A1

DE3716836A1 - Optical switch

Info

Publication number: DE3716836A1
Application number: DE19873716836
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl Ing Paulukat
Original assignee: Telefonbau und Normalzeit GmbH
Current assignee: Tenovis GmbH and Co KG
Priority date: 1987-05-20
Filing date: 1987-05-20
Publication date: 1988-12-01

Abstract

The invention describes a switch for optical waveguides, which is designed to be particularly small and simple. Starting from the known switches, the switch position is achieved through the change of state of one or more piezoelectric bodies which change the local characteristic of the light wave to be transmitted. The invention is preferably carried out by applying the etching procedures known per se. By integrating microelectronic circuits into the piezoelectric body, the micromechanical circuits can be simplified even further.

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Schalter für Lichtwellenleiter. Derartige Schalter werden insbesondere bei lokalen Netzen (LAN) benötigt, die in Lichtwellen leitertechnik ausgeführt sind. Die in den Lichtwellenleitern übertragenen Datenströme müssen von einer empfangenden Glasfaser entweder umgeschaltet werden können oder der Empfang des Datenstroms durch eine zweite Glasfaser, der von einer ersten Glasfaser ausgeht, muß unterbrochen werden können. Hierbei wird sowohl eine hohe Zuverlässigkeit bei geringen räumlichen Abmessungen, sowie eine große Anzahl von erfolgreichen Schaltvorgängen gefordert.The invention relates to an optical switch for Optical fiber. Such switches are particularly for local area networks (LAN) required in light waves ladder technology are implemented. The one in the optical fibers transmitted data streams must be from a receiving Glass fiber can either be switched or the receipt of the data stream by a second glass fiber, that starts with a first fiber must be interrupted can be. This is both high reliability with small spatial dimensions, as well as a large one Number of successful switching operations required.

Aus der Zeitschrift "Messen, Prüfen, Automatisieren", 1986, Seiten 403 und 404 ist ein Lichtwellenleiter- Schalter bekannt, bei dem mit Hilfe eines elektromechanischen Relais die Lage eines Lichtwellenleiters gegenüber einem zweiten Lichtwellenleiter derart versetzt werden kann, daß in einem ersten Zustand die beiden Lichtwellenleiter miteinander fluchten, während in einem zweiten Zustand die Übertragung einer Lichtwelle zwischen den Leitern nicht möglich ist.From the magazine "Measure, Check, Automate", 1986, pages 403 and 404 is an optical fiber Known switch, with the help of an electromechanical Relay the position of an optical fiber relative to one second optical fiber can be displaced in such a way that in a first state the two optical fibers cursed with each other while in a second state the transmission of a light wave between the conductors not possible.

Aus der Zeitschrift "Elektronik", 1980, Seite 55 ist es im Zusammenhang mit Fig. 4 bekannt, einen Schalter für einen Lichtwellenleiter vorzusehen, bei dem die einlaufende Faser in ihrer Lage durch eine Schaltkraft verändert wird. Die vorliegende Erfindung geht daher aus von einem Schalter, wie er in dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs dargelegt ist.From the magazine "Electronics", 1980, page 55, it is known in connection with FIG. 4 to provide a switch for an optical waveguide, in which the position of the incoming fiber is changed by a switching force. The present invention is therefore based on a switch as set out in the preamble of the main claim.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schalter der genannten Art darzustellen, welcher ohne Spulenwicklungen eines elektromagnetischen Relais auskommt und hierdurch die störempfindlichen elektromagnetischen Felder vermeidet. Der erfinderische Schalter soll darüber hinaus mit besonders kleinen räumlichen Abmessungen aufbaubar sein, so daß eine Vielzahl gleichartiger Schalter mit geringem Platzbedarf nebeneinander angeordnet werden können.The object of the invention is a switch of the aforementioned Type to represent which one without electromagnetic relay and thereby the avoids interference-sensitive electromagnetic fields. The inventive switch is also intended to be able to build up particularly small spatial dimensions, so that a variety of similar switches with little Space requirements can be arranged side by side.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Merkmalskombination, wie sie in dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegeben ist. Durch die beschriebene Maßnahme wird der zur Befestigung der Glasfaser dienende Körper auch zur Lageänderung der Glasfaser mit ausgenutzt, wobei dieser Körper unmittelbar und ohne Zwischenschaltung weiterer mechanischer Einzelteile an der Glasfaser angreift.The task is solved by a combination of features, as stated in the characterizing part of the main claim is specified. The measure described will for attaching the glass fiber serving bodies also for Change in position of the glass fiber is used, this Body immediately and without interposing further mechanical components on the glass fiber.

Die Verwendung eines piezomechanischen Materials erlaubt weiterhin Keramiken oder Quarze mit Piezoeffekt zu verwenden, die weiterhin den Vorteil haben, daß sie einer mechanischen Bearbeitung durch Ätzprozesse zugänglich sind. Hierdurch lassen sich Strukturen mit geringen räumlichen Abmessungen erzeugen. Das verwendete Material erlaubt aber weiterhin auch noch die Integration zur Auswertung oder Verstärkung empfangener Signale dienende elektronische Schaltungen in den an der Glasfaser angreifenden Körper.The use of a piezomechanical material allowed continue to ceramics or quartz with piezo effect use that continue to have the advantage of being one mechanical processing accessible by etching processes are. This allows structures with small generate spatial dimensions. The material used but still allows integration to the Evaluation or amplification of received signals electronic circuits in the on the fiber attacking body.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung empfiehlt sich eine Ausgestaltung, wie sie im Anspruch 2 beschrieben ist. Hierbei wird die Glasfaser senkrecht zur Ausdehnungs richtung des Piezokörpers montiert, so daß nur geringe Längenänderungen des Piezokörpers genügen, um von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zu gelangen. Die benötigten Längenänderungen hängen ab von der Art, der verwendeten Glasfaser. Während bei Monomodefasern der Kerndurchmesser ungefähr 8 bis 10 µm beträgt (Felddurchmesser ungefähr = 10 µm), beträgt der Kerndurchmesser bei einer Multimodefaser (d. h. Gradientenfaser) etwa 50 µm, so daß der Felddurchmesser über 50 µm liegt.In an advantageous development of the invention recommends an embodiment as described in claim 2 is. Here, the glass fiber becomes perpendicular to the expansion direction of the piezo body mounted, so that only small Changes in length of the piezo body suffice to move from that first state to get into the second state. The length changes required depend on the type the glass fiber used. While with single-mode fibers the core diameter is approximately 8 to 10 µm (Field diameter approximately = 10 µm), is the Core diameter in a multimode fiber (i.e. Gradient fiber) about 50 microns, so that the field diameter is over 50 µm.

Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich nach der in Anspruch 3 aufgeführten Merkmalskombination, wobei die erste Faser gegenüber einer zweiten ortsfesten Faser in Längsrichtung des Piezokörpers um einen Betrag bewegt werden muß, der über dem größeren Felddurchmesser der beiden gegenüberliegenden Glasfasern liegt.A particularly simple structure results from the combination of features listed in claim 3, wherein the first fiber versus a second fixed fiber in Longitudinal direction of the piezo body moved by an amount must be that over the larger field diameter of the two opposite glass fibers.

Sollen die beiden gegenüberliegenden Glasfasern eine besonders große Strecke relativ zueinander versetzt werden können, so empfiehlt sich eine Ausgestaltung nach Anspruch 4, bei der die beiden Fasern zueinander gegenläufig seitlich versetzt werden. Bei der Verwendung hinreichend großer Spannungen können hier Relativver schiebungen erreicht werden, die über dem Manteldurchmesser der Glasfaser (125 µm) liegen. Die genannte Konstruktion ist aber auch verwendbar, wenn an die Piezokörper entsprechend geringe elektrische Spannungen angelegt werden sollen.Should the two opposite glass fibers be one particularly large distance offset relative to each other an arrangement is recommended according to claim 4, wherein the two fibers to each other are offset in opposite directions laterally. When using Sufficiently large voltages can be used here shifts are achieved that are above the jacket diameter the glass fiber (125 µm). The said Construction can also be used if the Piezo body correspondingly low electrical voltages should be created.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist aber auch für die Verwendung bei Umschaltern der eingangs genannten Art anwendbar, zumal wenn man eine Ausgestaltung nach Anspruch 5 anwendet. Ein derartiger Umschalter ist auch dann noch gegeben, wenn man auf die dritte Glasfaser verzichtet. Anstelle der vierten Glasfaser kann auch ein anderer Empfänger, wie beispielsweise eine Diode oder ein Fototransistor angeordnet sein.The arrangement according to the invention is also for Use with switches of the type mentioned at the beginning applicable, especially if you have a design Claim 5 applies. Such a switch is also then given when you go to the third fiber waived. Instead of the fourth glass fiber, too another receiver, such as a diode or a photo transistor can be arranged.

Das wahlweise aus Quarz oder Keramik bestehende Material des Piezokörpers läßt es zu, die für die geringfügigen Abmessungen der Glasfasern notwendigen Befestigungsstellen mittels der an sich bekannten Ätztechnik herzustellen, wie sie auch beispielsweise bei der Fertigung mikroelektronischer Bauelemente, wie beispielsweise IC's und ähnliches angewendet wird. Im Rahmen dieser Maßnahme empfiehlt sich die Anwendung der im Anspruch 6 beschriebenen Merkmale, gemäß denen die Glasfasern durch entsprechende Befestigungslöcher in den Piezokörper, bzw. den Grundkörper geführt und dann durch Klebstoff arretiert werden.The material consisting of quartz or ceramic of the piezo body allows it for the minor Dimensions of the glass fibers necessary attachment points by means of the etching technique known per se, just like they do in manufacturing, for example microelectronic components, such as IC's and the like is used. As part of this Measure recommends the use of the in claim 6 described features according to which the glass fibers by corresponding mounting holes in the piezo body, or the base body and then by glue be locked.

Die Erfindung schafft weiterhin gemäß Anspruch 7 die Möglichkeit, den Strahlengang anstelle aus der ersten Glasfaser aus dem Umkehrspiegel heraustreten zu lassen, der räumlich gesehen an der Stelle des sendenden Endes der ersten Glasfaser angeordnet wird. In diesem Falle ist es möglich, die Glasfaser parallel zu dem Piezokörper ortsfest anzuordnen und den Strahlengang aus der Glasfaser durch den am Ende des Piezokörpers angeordneten Umlenkspiegel um 90° abzulenken, so daß der Übertragungsweg des zu übertragenden Strahles um 90° geknickt ist. Eine derartige Anordnung kann in vielen Fällen zu einer Raumersparnis führen.The invention further provides according to claim 7 Possibility of using the beam path instead of the first Letting glass fiber emerge from the reversing mirror the spatially at the point of the sending end the first fiber is arranged. In this case it is possible to make the glass fiber parallel to the piezo body to be arranged in a fixed position and the beam path out of the Glass fiber through the arranged at the end of the piezo body Deflect the deflecting mirror by 90 ° so that the transmission path of the beam to be transmitted is bent by 90 °. In many cases, such an arrangement can lead to a Save space.

Eine weitere Lösung gemäß der Erfindung kann darin bestehen, daß anstelle einer Parallelverschiebung der ersten Glasfaser oder der ersten und der zweiten Glasfaser die Biegefähigkeit der ersten Glasfaser ausgenutzt wird und daß das freie Ende dieser Faser durch ein Ausbiegen des Piezokörpers in geeigneter Weise ausgelenkt wird. Nähere Einzelheiten hierzu beschreibt Anspruch 8. Zur größeren Raumersparnis empfiehlt sich dabei eine ortsfeste Lagerung gemäß Anspruch 9, die im übrigen auch bei einer Anordnung gemäß Anspruch 7 zweckmäßig genutzt werden kann.Another solution according to the invention can be found therein exist that instead of a parallel shift of first glass fiber or the first and second glass fibers the bendability of the first glass fiber is used and that the free end of this fiber by bending the Piezo body is deflected in a suitable manner. Closer Claim 8 describes details of this A space-saving is recommended to save space Storage according to claim 9, which is also in a Arrangement according to claim 7 can be used appropriately.

Eine Erleichterung in der Ausrichtung der Glasfaser bietet die Merkmalskombination nach Anspruch 10. Es kann aber zusätzlich auch noch die zweite Lage der Glasfaser durch einen entsprechenden zweiten Anschlag vorgegeben werden. Zur besseren Führung der Glasfaser durch den Piezokörper empfiehlt sich eine Ausgestaltung nach Anspruch 11.Provides relief in the alignment of the fiber the combination of features according to claim 10. But it can in addition also through the second layer of the glass fiber a corresponding second stop can be specified. For better guidance of the glass fiber through the piezo body an embodiment according to claim 11 is recommended.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt Embodiments of the invention are as follows explained using the drawing. It shows

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Umschalter, Fig. 1 is a perspective view of a changeover switch,

Fig. 2 den Umschalter nach Fig. 1 in geschnittener Seitendarstellung, Fig. 2 shows the switch according to Fig. 1 in a sectional side view,

Fig. 3 und Fig. 4 die Darstellung eines Schalters mit zwei Piezokristallen, bei dem die beiden Glasfasern in gegenläufiger Richtung bewegt werden, Fig. 3 and Fig. 4 the representation of a switch with two piezoelectric crystals, wherein the two optical fibers are moved in the opposite direction,

Fig. 5 und Fig. 6 in Seitenansicht und Draufsicht, die Verwendung eines Umlenkspiegels bei einem zum Teil geschnitten dargestellten Umschalter, und Fig. 5 and Fig. 6 in side view and top view, the use of a deflecting mirror in a partially shown switch, and

Fig. 7 und Fig. 8 in teilweise abgebrochener und geschnittener Darstellung, die Verwendung eines sich biegenden Piezokörpers in einem Umschalter. Fig. 7 and Fig. 8 in a partially broken and sectional view, the use of a bending piezo body in a changeover switch.

Fig. 1 zeigt einen Grundkörper 2, welcher zwei Öffnungen besitzt, durch welche die Enden 15 und 21 zweier Glasfasern 6 und 7 ragen. Am oberen Ende des winkelförmigen Grundkörpers 2 ist in geeigneter Weise ein Piezokörper 1 befestigt, der auf seiner Unterseite und Oberseite je einen elektrischen Anschluß in Form einer Elektrode 3 trägt. Die Elektroden 3 sind über Zuleitungen mit der Spannung 8 verbunden. Am freien Ende 13 des Piezokörpers 1 bfindet sich ein Durchgangsloch, durch welches das Ende 11 einer ersten Glasfaser ragt. Zur Erzielung eines guten Übergangswiderstandes für den von der ersten Glasfaser 5 auf die zweite Glasfaser 6 zu übertragenden Strahlengang sollte der Abstand zwischen den parallelen Stirnflächen der beiden Glasfasern möglichst gering sein. Die Glasfasern sind in den sie tragenden Durchgangslöchern durch Klebstoff 10 (siehe Fig. 2) arretiert. Fig. 1 zeigt in ausgezogener Darstellung den Zustand des Schalters beim Anlegen einer ersten Spannung 8 an die Elektroden 3. Wird nun eine zweite Spannung 8 an diese Elektroden angelegt, so ergibt sich der gestrichelt dargestellte zweite Zustand, in dem die erste Glasfaser 5 sich in Richtung des Pfeiles 9 bewegt, da unter der neuen Spannung sich der Piezokörper 1 in seiner Längsrichtung ausdehnt. In dem neuen zweiten Zustand liegt die erste Glasfaser 5 unmittelbar über der Stirnfläche am Ende 21 der dritten Glasfaser 7 in Fig. 1, so daß der Strahlen übergang jetzt von der sendenden Glasfaser 5 zur empfangenden Glasfaser 7 geht. Selbstverständlich können die Strahlungsrichtungen im Rahmen der Erfindung ohne weiteres umgekehrt werden, indem beispielsweise die Glasfasern 6 oder 7 senden und die gesendeten Strahlen von der Glasfaser 5 empfangen werden. Fig. 1 shows a base body 2 , which has two openings through which the ends 15 and 21 of two glass fibers 6 and 7 protrude. At the upper end of the angular base body 2 , a piezo body 1 is attached in a suitable manner, which carries an electrical connection in the form of an electrode 3 on its underside and top. The electrodes 3 are connected to the voltage 8 via leads. At the free end 13 of the piezo body 1 there is a through hole through which the end 11 of a first glass fiber protrudes. In order to achieve a good contact resistance for the beam path to be transmitted from the first glass fiber 5 to the second glass fiber 6 , the distance between the parallel end faces of the two glass fibers should be as small as possible. The glass fibers are locked in the through holes carrying them by adhesive 10 (see FIG. 2). Fig. 1 shows in solid representation of the state of the switch upon application of a first voltage 8 to the electrodes 3. If a second voltage 8 is now applied to these electrodes, the second state shown in broken lines results, in which the first glass fiber 5 moves in the direction of the arrow 9 , since the piezo body 1 expands in its longitudinal direction under the new voltage. In the new second state, the first glass fiber 5 lies directly above the end face at the end 21 of the third glass fiber 7 in FIG. 1, so that the beam transition now goes from the transmitting glass fiber 5 to the receiving glass fiber 7 . Of course, the radiation directions can be easily reversed within the scope of the invention, for example by transmitting the glass fibers 6 or 7 and receiving the transmitted beams by the glass fiber 5 .

Da der Piezokörper aus Quarz oder Keramik besteht, ist er einer Bearbeitung durch Ätzvorgänge zugänglich. So können beispielsweise in Fig. 1 nicht sichtbare Erhebungen, Nuten, Ausnehmungen und ähnliches zur Justierung der Befestigung des Endes 14 des Piezokörpers an dem Grund körper 2 oder das Durchgangsloch zur Halterung der Glasfaser 5 am freien beweglichen Ende 13 durch Ätzvorgänge gewonnen werden. Entsprechendes ist auch möglich für den Grundkörper 2, woweit ein geeignetes Material gewählt wird. Es ist aber auch möglich, parallel zu der ersten Glasfaser 5 eine dritte Glasfaser 20 anzuordnen, so daß die Glasfasern 5 und 6 bzw. 20 und 7 einander gegenüber liegen. In diesem Falle stellt die in Fig. 1 und 2 gestrichelt dargestellte Glasfaser 20 nicht die Lage der Glasfaser 5 im zweiten Zustand dar, sondern eine zur Glasfaser 5 parallel angeordnete dritte Glasfaser 20 wobei nur der erste Zustand des Schalters dargestellt ist. Im zweiten ausgelenkten Zustand wandert dann die Glasfaser 5 über die vierte Glasfaser 7, während dann die Glasfasern 6 und 20 keine gegenüberliegenden Fasern besitzen.Since the piezo body is made of quartz or ceramic, it can be processed by etching processes. For example, in Fig. 1 invisible elevations, grooves, recesses and the like for adjusting the attachment of the end 14 of the piezo body to the base body 2 or the through hole for holding the glass fiber 5 at the free movable end 13 can be obtained by etching processes. The same is also possible for the base body 2 , to the extent that a suitable material is selected. However, it is also possible to arrange a third glass fiber 20 parallel to the first glass fiber 5 , so that the glass fibers 5 and 6 or 20 and 7 lie opposite one another. In this case, the glass fiber 20 shown in dashed lines in FIGS. 1 and 2 does not represent the position of the glass fiber 5 in the second state, but rather a third glass fiber 20 arranged parallel to the glass fiber 5, only the first state of the switch being shown. In the second deflected state, the glass fiber 5 then migrates over the fourth glass fiber 7 , while then the glass fibers 6 and 20 have no opposite fibers.

In den Fig. 3 und 4 ist dargestellt, wie die zweite Glasfaser 6 nicht in dem Grundkörper 2 ortsfest angeordnet ist, sondern analog zur Glasfaser 5 ebenfalls in einem Piezokörper. Dieser zweite Piezokörper 18 ist entsprechend dem Piezokörper 1 aufgebaut. Die von den Glasfasern abgewandten Enden der Piezokörper sind jeweils mit einem Grundkörper 20 ortsfest verbunden. Bei dem Übergang von dem ersten Schaltzustand in den zweiten Schaltzustand bewegen sich nun beide Glasfasern 5 und 6 aber in der gegenläufigen Richtung des Pfeiles 9. Nimmt man an, daß der Aufbau der Piezokörper und die Richtung der angelegten Spannungen so gewählt ist, daß der Schalter in seinem ersten Schaltzustand die in Fig. 3 gezeigte Lage einnimmt, so ist in Fig. 4 der zweite Schaltzustand dargestellt, bei dem durch Wahl entsprechender Spannungen die erste Glasfaser 5 nach rechts und die zweite Glasfaser 6 nach links ausgewandert sind. Eine derartige Ausgestaltung hat mehrere Vorteile. Zum einen ist der gleichartige Aufbau der beiden Piezokörper sehr gut für Serienfertigung geeignet. Das gleiche gilt für die Befestigung an dem Grundkörper und die Ausgestaltung der Lager für die Glasfasern 5 und 6. Zum anderen lassen sich sehr viel größere Relativbewegungen der beiden Glasfasern zueinander erreichen, oder anders ausgedrückt zur Erzielung der gleichen Relativbewegung braucht man erheblich geringere Spannungen. Selbstverständlich können die beiden Grundkörper 20 zu einem gemeinsamen einstückigen Grundkörper vereint sein.In FIGS. 3 and 4 is shown how the second optical fiber 6 is not fixedly arranged in the base body 2, but analogous to the optical fiber 5 also in a piezoelectric body. This second piezo body 18 is constructed in accordance with the piezo body 1 . The ends of the piezo bodies facing away from the glass fibers are each fixedly connected to a base body 20 . In the transition from the first switching state to the second switching state, however, both glass fibers 5 and 6 now move in the opposite direction of the arrow 9 . Assuming that the structure of the piezo body and the direction of the applied voltages is selected so that the switch assumes the position shown in FIG. 3 in its first switching state, the second switching state is shown in FIG corresponding voltages, the first glass fiber 5 migrated to the right and the second glass fiber 6 to the left. Such an embodiment has several advantages. On the one hand, the similar structure of the two piezo bodies is very well suited for series production. The same applies to the attachment to the base body and the design of the bearings for the glass fibers 5 and 6 . On the other hand, much larger relative movements of the two glass fibers relative to one another can be achieved, or in other words, significantly lower tensions are required to achieve the same relative movement. Of course, the two base bodies 20 can be combined to form a common, one-piece base body.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine andere Abwandlung des erfindungsgemäßen Schalters. Gegenüber Fig. 2 besteht hinsichtlich der Anordnung der Lichtwellenleiter im Grundkörper 2 nur der Unterschied, daß neben der in beiden Figuren vorhandenen Glasfaser 6 statt der Glasfaser 7 ein Bauelement 34 gezeichnet wurde, welches als Lichtsender oder Lichtempfänger dienen kann. Da aber die Glasfasern ebenfalls als Lichtempfänger und Lichtsender wirken können, macht diese Änderung für das erfinderische Prinzip keinen Unterschied. FIGS. 5 and 6 show another modification of the switch of the invention. Compared to FIG. 2, there is only the difference with regard to the arrangement of the optical waveguides in the base body 2 that, in addition to the glass fiber 6 present in both figures, a component 34 has been drawn instead of the glass fiber 7 , which can serve as a light transmitter or light receiver. However, since the glass fibers can also act as light receivers and light transmitters, this change makes no difference to the inventive principle.

Die von der zweiten Glasfaser 6 empfangenen Strahlen werden von der ersten Glasfaser 25 ausgesendet, von wo sie über einen Umlenkspiegel 23 die Glasfaser 6 erreichen. Der Weg der Strahlung verläuft im ersten Schaltzustand über die ortsfest mit dem Grundkörper 2 verbundene erste Glasfaser 25 in waagerechter Richtung zu dem Umkehrspiegel 23 und von dort in senkrechter Richtung zu der zweiten Glasfaser 6. Die ortsfeste Lagerung der ersten Glasfaser 25 durch Verkleben in einer Nut des Grundkörpers 2 ist aus Fig. 6 zu entnehmen. Mit dem Grundkörper sind weiterhin die beiden Schenkel des gabelförmigen Piezokörpers 1 a ortsfest verbunden, an dessen geschlossenen Ende mit einem Neigungswinkel von etwa 45° der Umlenkspiegel 23 angebracht ist.The beams received by the second glass fiber 6 are emitted by the first glass fiber 25 , from where they reach the glass fiber 6 via a deflection mirror 23 . In the first switching state, the path of the radiation runs via the first glass fiber 25, which is fixedly connected to the base body 2 , in a horizontal direction to the reversing mirror 23 and from there in a vertical direction to the second glass fiber 6 . The stationary mounting of the first glass fiber 25 by gluing in a groove in the base body 2 can be seen in FIG. 6. The two legs of the fork-shaped piezo body 1 a are also fixedly connected to the base body, at the closed end of which the deflection mirror 23 is attached at an inclination angle of approximately 45 °.

Während in dem ersten Zustand der ausgezogen dargestellte Umlenkspiegel den Strahlengang auf die Stirnfläche der Glasfaser 6 wirft, ist in dem zweiten Schaltzustand der Umlenkspiegel nach rechts ausgewandert (schraffierte Darstellung), in der der Strahlengang auf den Sender/ Empfänger 34 gelenkt wird. Diese Bewegung des Umlenkspiegels geschieht wiederum durch die Längenausdehnung des Piezokörpers 1 a infolge entsprechender an diesen Körper angelegter Spannungen, wobei hier allerdings die Elektroden und Zuführungsleitungen der Spannungen in Fig. 5 und 6 nicht dargestellt sind.While in the first state the deflection mirror shown in solid lines throws the beam path onto the end face of the glass fiber 6 , in the second switching state the deflection mirror has emigrated to the right (hatched representation), in which the beam path is directed onto the transmitter / receiver 34 . This movement of the deflecting mirror in turn occurs due to the longitudinal expansion of the piezo body 1 a as a result of corresponding voltages applied to this body, although here the electrodes and supply lines for the voltages are not shown in FIGS. 5 and 6.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der in einem Grundkörper 21 nicht nur die erste Glasfaser 5 sondern auch die Glasfasern 6 und 7 in geeigneter Weise befestigt sind. Mit dem Grundkörper 21 ist das ortsfeste Ende 33 des Piezokörpers 35 verbunden, zu dem, wie in Fig. 7 angedeutet, die Spannung 8 führt. Der Piezokörper 35 ist nun derart ausgestaltet, daß er sich beim Anlegen einer geeigneten Spannung verbiegt, wodurch sich sein freies Ende 36 nach oben krümmt und die Lage des Endes 27 der Glasfaser 5 entsprechend ändert. Während im Fig. 7 dargestellten ersten Zustand das Ende 27 der Glasfaser 5 dem Ende der Glasfaser 6 gegenüber liegt, liegt dieses Ende im zweiten Schaltzustand (siehe Fig. 8) dem Ende der Glasfaser 7 gegenüber. Um bei der Bewegung des freien Endes 36 des Piezokörpers 35 in Richtung des Pfeiles 9 die Oberfläche der Glasfaser möglichst wenig zu beschädigen, ruht diese in einer gabelförmigen Führung 39, welche senkrecht zu dem Ende 36 angeordnet ist. FIGS. 7 and 8 show a further embodiment of the invention, in a base body 21, not only the first optical fiber 5 but also the glass fibers are suitably fastened 6 and 7 in the. The fixed end 33 of the piezo body 35 is connected to the base body 21 , to which, as indicated in FIG. 7, the voltage 8 leads. The piezo body 35 is now designed in such a way that it bends when a suitable voltage is applied, as a result of which its free end 36 bends upward and the position of the end 27 of the glass fiber 5 changes accordingly. While the first state shown in FIG. 7 shows the end 27 of the glass fiber 5 opposite the end of the glass fiber 6 , this end lies opposite the end of the glass fiber 7 in the second switching state (see FIG. 8). In order to damage the surface of the glass fiber as little as possible during the movement of the free end 36 of the piezo body 35 in the direction of the arrow 9 , it rests in a fork-shaped guide 39 which is arranged perpendicular to the end 36 .

Es empiehlt sich, die Glasfasern 6 und 7 zueinander derart geneigt in dem Grundkörper 21 zu verankern, so daß ihre Stirnfläche jeweils senkrecht zu der Stirnfläche der ersten Glasfaser 5 in deren ersten bzw. zweiten Schaltzustand steht. Durch die Parallelstellung der jeweiligen Stirnfläche wird die Übertragungsdämpfung geringer gehalten.It is advisable to anchor the glass fibers 6 and 7 inclined to one another in the base body 21 such that their end faces are perpendicular to the end faces of the first glass fibers 5 in their first and second switching states, respectively. Due to the parallel position of the respective end face, the transmission loss is kept lower.

Soweit der Keramikkörper 1 aus Quarz besteht, lassen sich in ihm gleichzeitig noch mikroelektronische Schaltungen in Form von Verstärkern oder Regelschaltkreisen integrieren. So kann beispielsweise ein derartiger Mikroschaltkreis als optisches Dämpfungsglied wirken, mit dem die Stärke der empfangenen Lichtstrahlung auf einen konstanten Pegel eingeregelt wird. Dies kann beispielsweise dann zweckmäßig sein, wenn mehrere erste Glasfasern zueinander parallel liegen und mit dem gleichen Strahlungspegel strahlen sollen. Dies kann beispielsweise gegeben sein, wenn in einem Lichtleiternetz ein bestimmter Strahlungs pegel vorgesehen ist, oder wenn die im Laufe der Zeit sinkende Empfindlichkeit der Empfangsdioden durch eine Anhebung des Verstärkungspegels ausgeglichen werden soll. Eine andere Aufgabe einer derartigen Regelschaltung kann darin bestehen, die der Piezoschaltung zugeführte Spannung 8 derart auszuregeln, daß zwei Glasfasern jeweils in optimaler Weise einander gegenüberstehen.As far as the ceramic body 1 consists of quartz, microelectronic circuits in the form of amplifiers or control circuits can be integrated into it at the same time. For example, such a microcircuit can act as an optical attenuator, with which the strength of the received light radiation is adjusted to a constant level. This can be expedient, for example, if several first glass fibers are parallel to one another and are intended to emit the same radiation level. This can be the case, for example, if a certain radiation level is provided in an optical fiber network, or if the sensitivity of the receiving diodes, which decreases over time, is to be compensated for by an increase in the gain level. Another task of such a control circuit can be to regulate the voltage 8 supplied to the piezo circuit in such a way that two glass fibers each optimally face each other.

Ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegt es, den Piezokörper mit dem Grundkörper einstückig zu vereinen. Durch die angewendete Ätztechnik lassen sich komplizierte geometrische Kon figurationen ohne größere Schwierigkeiten herstellen.The piezo body is also within the scope of the invention to combine in one piece with the base body. Through the applied etching technology can be complicated geometric con create figures without major difficulties.

Die größere Ausdehnungsfähigkeit von Piezokeramik läßt auch größere Auslenkungen der Glasfasern gegeneinander zu, so daß dieses Material besonders für Umschalter geeignet ist, bei denen der Mittelpunktsabstand der beiden zueinander parallelen Lichtleiter 6 und 7 mindestens 125 µm beträgt (Manteldurchmesser eines Lichtleiters). Soll dieser Abstand verringert werden, so ist zumindest ein Teil des Mantels zu entfernen.The greater expansion capability of piezoceramic also allows greater deflections of the glass fibers against one another, so that this material is particularly suitable for switches in which the center-to-center distance of the two mutually parallel light guides 6 and 7 is at least 125 µm (jacket diameter of a light guide). If this distance is to be reduced, at least part of the jacket must be removed.

Claims

1. Switch for a, in a first glass fiber ( 5 ) guided light beam, in which the end ( 11 ) of the first glass fiber ( 5 ) from a first layer ( 12 ) in which the emerging light beam passes into a second glass fiber ( 6 ) (first switching state), is deflected into a second position ( 4 ) by means of a mechanical force in which the emerging light beam can no longer enter the second glass fiber ( 6 ) (second switching state), characterized in that the mechanical force is generated by a piezo -electric force is formed.

2. Switch according to claim 1, characterized in that the end ( 11 ) of the first glass fiber ( 5 ) at the free end ( 13 ) of an expandable in its longitudinal direction piezoelectric body ( 1 ) is fixed, and is perpendicular to this body , while the other end ( 14 ) of the piezo body is clamped in place so that the piezo body provided with electrical connections ( 3 ) when the first electrical voltage ( 8 ) is applied to the connections ( 3 ) the glass fiber end ( 11 ) of the first glass fiber ( 5 ) in the first layer ( 12 ) and when a second electrical voltage ( 8 ) is applied in the second layer ( 4 ) ( FIG. 1, FIG. 2).

3. Switch according to claim 1 or 2, characterized in that the end ( 15 ) of the second glass fiber ( 6 ) is stationary and with the end ( 11 ) of the first glass fiber ( 5 ) in its first layer ( 12 ) is aligned ( Fig . 1, Fig. 2).

4. Switch according to claim 1 and 2, characterized in that the end ( 15 ) of the second glass fiber ( 6 ) symmetrical to the end ( 11 ) of the first glass fiber ( 5 ) at the free end ( 17 ) of a second piezo body ( 18 ) is arranged, and that the respective electrical connections ( 3 ) of the two piezo bodies ( 1, 18 ) are acted upon with opposite voltages such that at the transition of the two ends ( 13, 17 ) of the two glass fibers ( 1, 18 ) from one position (e.g. 4 ) into the other (e.g. 12 ) both ends ( 13, 17 ) of the piezo bodies ( 1, 18 ) move in opposite directions ( 9 ) ( Fig. 3, Fig. 4).

5. Switch according to one of claims 1 to 4, characterized in that parallel to the end ( 11 ) of the first glass fiber ( 5 ), the end ( 19 ) of a third glass fiber ( 20 ) and parallel to the end ( 15 ) of the second glass fiber ( 6 ) the end ( 21 ) of a fourth glass fiber ( 7 ) are arranged such that in the first layer the end ( 11 ) of the first glass fiber ( 5 ) with the end ( 15 ) of the second glass fiber ( 6 ) and in the second layer that End ( 11 ) of the first glass fiber ( 5 ) is aligned with the end ( 21 ) of the fourth glass fiber ( 7 ) (changeover switch Fig. 2).

6. Switch according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one of the ends ( 11, 15, 19, 21 ) of the glass fibers ( 5, 6, 7, 20 ) for attachment in the piezo body ( 1 ) or one Fixed base body ( 2 ) protrudes through a hole in the respective body (e.g. 1, 2 ) corresponding to the cross-sectional area of the respective glass fiber ( 11, 15, 19, 21 ) and is locked there by means of an adhesive ( 10 ).

7. Switch according to one of claims 1 to 6, characterized in that instead of at least one of the ends ( 11, 19, 15, 21 ) of the glass fibers ( 5, 6, 7, 20 ) a substantially 45 ° inclined reversing mirror ( 23 ) is arranged (at 24 in Fig. 6, Fig. 7), and the end ( 24 ) of the associated glass fiber ( 25 ) is inclined and fixed in such a way that the beam path emerging from the mirror ( 23 ) contributes to the emerging beam path corresponds to the arrangement without a reversing mirror ( FIG. 5, FIG. 6).

8. Switch according to claim 1, characterized in that the free end ( 36 ) of a bend under electrical voltage ( 8 ) and at the other end fixedly clamped piezo body ( 35 ) at the free end ( 27 ) of a fixed in its rear part first Glass fiber ( 5 ) attacks, by applying a suitable voltage to the piezo body ( 35 ) which, due to its changing curvature, brings the first glass fiber ( 5 ) from the first ( FIG. 6) to the second position ( FIG. 7) ( FIG . 6, Fig. 7).

9. Switch according to claim 8, characterized in that the fixed bearings ( 32, 33 ) of the piezo body ( 35 ) and the first glass fiber ( 5 ) are close to each other and their free ends ( 27, 36 ) are substantially parallel to each other ( Fig . 6, Fig. 7).

10. Switch according to claim 8 or 9, characterized in that the free end ( 27 ) of the first glass fiber ( 5 ) in its first position ( Fig. 6) due to its bending stress against a stationary, the orientation of the end adjusting stop ( 3 ) sets ( Fig. 6).

11. Switch according to one of claims 8 to 10, characterized in that the free end ( 36 ) of the piezo body ( 35 ) has a substantially perpendicular to this extending fork-shaped projection ( 39 ) which has the end ( 27 ) of the first glass fiber ( 5 ) leads from one to the other position ( Fig. 6, Fig. 7).