HINTERGRUNDBACKGROUND
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Faseroptik- oder Wellenleiter-Schirmplatte
zur Übertragung
eines Lichtsignals von oder zu einer Quelle oder einem Detektor
sowie auf entsprechende Verfahren. Insbesondere schafft die vorliegende
Erfindung eine Schirmplatte zur Verwendung mit einer Anordnung von
Quellen oder Detektoren, wobei die Lichtleitfasern oder Wellenleiter
genau auf die Quellen oder Detektoren ausgerichtet sind.The
The present invention relates to a fiber optic or waveguide faceplate
for transmission
a light signal from or to a source or a detector
and related procedures. In particular, the present creates
Invention a faceplate for use with an array of
Sources or detectors, wherein the optical fibers or waveguides
are precisely aligned with the sources or detectors.
Faseroptik-Schirmplatten
sind auf dem Gebiet bildgebender Verfahren bekannt. Bei diesen früheren, bekannten
Schirmplatten war es wünschenswert,
dass die Fasern möglichst
klein sind, um die Auflösung
des Abtastbilds zu verbessern. In der Vergangenheit wurden Schirmplatten
mit Fasergrößen hergestellt,
die nicht mehr als drei Mikron betrugen. Typischerweise verwendeten
diese Schirmplatten eine Überabtastungs-Methode,
wobei eine möglichst große Anzahl
dieser kleinen Fasern im Bereich einer optischen Quelle oder eines
optischen Detektors verwendet wurden, um ein Lichtsignal zu übertragen. Ein
Beispiel einer Schirmplatte mit Überabtastungs-Methode
wird in 1 dargestellt, wobei die Lichtleitfasern 7 dicht
gedrängt
sind. Die Schnittstelle mit den Pixeln 8 der optischen
Quellen oder Detektoren ist eine zufällige Ausrichtung. Die effektiv
aktiven Lichtleitfasern sind mit 7' bezeichnet und mit einer nicht
schattierten Mitte dargestellt.Fiber optic faceplates are known in the imaging arts. In these prior known faceplates, it was desirable for the fibers to be as small as possible to enhance the resolution of the scan image. In the past, screen plates were made with fiber sizes no more than three microns. Typically, these screen plates used an oversampling method, using as many of these small fibers as possible in the region of an optical source or optical detector to transmit a light signal. An example of a screen plate with oversampling method is shown in FIG 1 shown, wherein the optical fibers 7 are densely crowded. The interface with the pixels 8th the optical sources or detectors is a random orientation. The effectively active optical fibers are with 7 ' designated and shown with a non-shaded center.
Die Überabtastungs-Methode
erlaubt eine leichte Ausrichtung der Anordnung auf die Quelle oder
den Detektor. Diese Methode weist jedoch ihr innewohnende Nachteile
auf, da zusätzliche
Quellen- und Detektorpixel hinzugefügt werden. Kürzlich ist vorgeschlagen
worden, zu zweidimensionalen Anordnungen von Quellen und Detektoren überzugehen,
die über
vierhundert Elemente aufweisen. Bei solchen Anwendungen besteht
ein zunehmender Wunsch danach, Energie zu sparen und somit die Menge
der erzeugten Wärme
zu reduzieren. Bei der Überabtastungs-Methode
gehen mehr als 30% des Lichts an die Umhüllung verloren, die jede Faser
umgibt. Darüber
hinaus ist es wünschenswert,
Schirmplatten mit Lichtleitfasern zu schaffen, die mit den Lichtleitfasern
des Systems kompatibel sind. Dies deutet auf einen zukünftigen
Bedarf nach Schirmplatten mit Gradientenindexfasern (GRIN) und Monomodefasern
hin. Diese Strukturen sind mit den bekannten Überabtastungs-Methoden nicht
möglich.The oversampling method
allows easy alignment of the device to the source or
the detector. However, this method has its inherent disadvantages
on, because additional
Source and detector pixels are added. Recently it is proposed
to move to two-dimensional arrangements of sources and detectors,
the above
have four hundred elements. In such applications exists
an increasing desire to save energy and thus the amount
the heat generated
to reduce. In the oversampling method
More than 30% of the light is lost to the cladding that is each fiber
surrounds. About that
It is also desirable
Shielding panels with optical fibers to create with the optical fibers
of the system are compatible. This indicates a future
Need for screen plates with gradient index fibers (GRIN) and monomode fibers
out. These structures are not with the known oversampling methods
possible.
Es
wäre wünschenswert,
eine Schirmplatte mit Fasern mit Präzisionsausrichtung zu schaffen,
die in der Position der Pixelflächen
der Quellen oder Detektoren angeordnet sind, die optisch verbunden
werden.It
would be desirable
to create a faceplate with fibers with precision alignment,
in the position of the pixel areas
the sources or detectors are arranged, which are optically connected
become.
In EP 0 463 390 wird eine Verbindungsvorrichtung
zwischen einer Detektor/Emitter-Anordnung und einem Faserbündel beschrieben,
wobei eine einzelne Faser mit einem einzelnen Emitter verbunden wird.
Das Faserbündel
wird hergestellt, indem die Fasern in einer Aufspannplatte angeordnet
wird, Fritteglas vorgesehen wird und die Fasern und das Fritteglas
verschweißt
werden.In EP 0 463 390 For example, a connecting device between a detector / emitter array and a fiber bundle is described wherein a single fiber is connected to a single emitter. The fiber bundle is made by placing the fibers in a platen, frit glass is provided and the fibers and the frit glass are welded.
In JP 61 026 005 werden Faseranordnungen zur
Verbindung mit entsprechenden Pixelanordnungen beschrieben. Die
Fasern werden gebündelt,
wobei einige Bündel
in einer Anordnung mit dazwischen befindlichem Zwischenfüllmaterial
angeordnet und sodann verschweißt
werden.In JP 61 026 005 Fiber arrangements for connection to corresponding pixel arrays will be described. The fibers are bundled with some bundles arranged in an array with intermediate filler material therebetween and then welded.
Ähnliche
Verbindungsanordnungen sind auch aus US
4 275 965 und C.V. Cryan, Electronics Letters 34 Nr. 6,
19. März
1998, Seiten 586–587
bekannt.Similar connection arrangements are also made US 4,275,965 and CV Cryan, Electronics Letters 34, No. 6, March 19, 1998, pages 586-587.
JP 59 111 111 beschreibt
die Verwendung eines vorderen ausrichtenden Glasblocks zum Ziehen eines
Faserbündels,
wobei die Viskosität
des Glasblocks mit der Viskosität
der Fasern der Bündel
bei Ziehtemperatur übereinstimmt. JP 59 111 111 describes the use of a front orienting glass block to draw a fiber bundle, wherein the viscosity of the glass block coincides with the viscosity of the fibers of the bundles at drawing temperature.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Kurz
gesagt betrifft die Erfindung eine faseroptische Plattenanordnung
zur Verbindung mit optischen Quellen oder Detektoren gemäß Anspruch
13 und 19 und entsprechende Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 7. Die optischen
Quellen oder Detektoren sind in einer zweidimensionalen Anordnung
angeordnet. Jede der Quellen oder jeder der Detektoren weist eine
Pixelfläche
auf, die genau an einer vorbestimmten x-y-Koordinate angeordnet
ist und mit gleicher Distanz von den benachbarten Pixelflächen beabstandet
ist. Die Schirmplatte umfasst eine Vielzahl von gezogenen und verschweißten Lichtleitfasern
und Zwischenfüllern.
Jede der Lichtleitfasern ist an einer Position angeordnet, die den
Pixelflächen der
optischen Quellen oder Detektoren entspricht. Die Lichtleitfasern
sind zu einem Außendurchmesser gezogen,
der dem trennenden Abstand zwischen den vorbestimmten x-y-Koordinaten
entspricht. Die Zwischenfüller
sind in jedem Zwischenraum zwischen den Lichtleitfasern angeordnet
und weisen einen Außendurchmesser
auf, der dem Raum zwischen den Lichtleitfasern entspricht, um die
Lichtleitfasern in einer ausgerichteten Position zu halten, während sie
gezogen werden.Short
said invention relates to a fiber optic plate assembly
for connection to optical sources or detectors according to claim
13 and 19 and corresponding method according to claims 1 and 7. The optical
Sources or detectors are in a two-dimensional arrangement
arranged. Each of the sources or detectors has one
pixel area
which are located exactly at a predetermined x-y coordinate
is spaced equidistant from the adjacent pixel surfaces
is. The shield plate comprises a plurality of drawn and welded optical fibers
and intermediate fillers.
Each of the optical fibers is disposed at a position that the
Pixel surfaces of the
corresponds to optical sources or detectors. The optical fibers
are pulled to an outer diameter,
the separating distance between the predetermined x-y coordinates
equivalent. The intermediate fillers
are arranged in each space between the optical fibers
and have an outer diameter
on, which corresponds to the space between the optical fibers to the
To hold optical fibers in an aligned position while they are
to be pulled.
Gemäß einem
anderen Gesichtspunkt schafft die vorliegende Erfindung eine Faseroptik-Schirmplatte
zur Verbindung mit optischen Quellen oder Detektoren. Die optischen
Quellen oder Detektoren sind in einer zweidimensionalen Anordnung angeordnet,
wobei jede einzelne Quelle oder jeder einzelne Detektor genau an
einer vorbestimmten Position angeordnet ist, die von den benachbarten Quellen
oder Detektoren beabstandet ist. Die Schirmplatte umfasst eine Vielzahl
von gezogenen und verschweißten
Lichtleitfaserbündeln.
Jedes Lichtleitfaserbündel
umfasst eine Vielzahl an Lichtleitfasern und weist eine größere Querschnittfläche auf
als eine Fläche
eines Pixels der Quelle oder des Detektors. Jedes Lichtleitfaserbündel ist
in einer Position angeordnet, die allgemein auf ein entsprechendes
Pixel der Quelle oder des Detektors ausgerichtet ist, so dass das
Pixel auf mindestens die Hälfte
der aktiven Fläche
des entsprechenden Bündels
ausgerichtet ist. Ein Füllmaterial
ist zwischen benachbarten Faserbündeln
angeordnet, um die Faserbündel
in Position zu halten, während
sie gezogen und verschweißt
werden.In another aspect, the present invention provides a fiber optic faceplate for connection to optical sources or detectors. The optical sources or detectors are arranged in a two-dimensional array, with each individual source or each individual detector is disposed at a predetermined position exactly spaced from the adjacent sources or detectors. The shield plate comprises a plurality of drawn and welded optical fiber bundles. Each fiber optic bundle comprises a plurality of optical fibers and has a larger cross-sectional area than an area of a pixel of the source or detector. Each fiber optic bundle is disposed in a position generally aligned with a corresponding pixel of the source or detector so that the pixel is aligned with at least half of the active area of the respective bundle. A filler material is disposed between adjacent fiber bundles to hold the fiber bundles in position while being pulled and welded.
Gemäß einem
anderen Gesichtspunkt schafft die vorliegende Erfindung eine Wellenleiter-Schirmplatte
mit einer Vielzahl von verschweißten und gezogenen Wellenleitern
und Zwischenfüllern. Jeder
der Wellenleiter ist an einer Position angeordnet, die der Position
der der optischen Quellen oder Detektoren entspricht. Die Wellenleiter
weisen einen Außendurchmesser
auf, der dem trennenden Abstand zwischen vorbestimmten x-y-Koordinaten
entspricht. Die Zwischenfüller
sind in jedem Zwischenraum zwischen benachbarten Wellenleitern angeordnet
und weisen einen Außendurchmesser
auf, der dem Raum zwischen den Wellenleitern entspricht, um die
Wellenleiter in einer ausgerichteten Position zu halten, während sie
gezogen werden.According to one
In another aspect, the present invention provides a waveguide shield plate
with a variety of welded and drawn waveguides
and intermediate fillers. Everyone
the waveguide is arranged at a position corresponding to the position
which corresponds to the optical sources or detectors. The waveguides
have an outer diameter
which is the separating distance between predetermined x-y coordinates
equivalent. The intermediate fillers
are arranged in each space between adjacent waveguides
and have an outer diameter
which corresponds to the space between the waveguides, around the
Waveguide in an aligned position while holding
to be pulled.
KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE
DRAWINGS
Die
obige Zusammenfassung sowie die folgende genaue Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung werden besser verständlich, wenn sie in Verbindung
mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen werden. Um die Erfindung zu
veranschaulichen, werden in den Zeichnungen Ausführungsformen dargestellt, die
gegenwärtig
bevorzugt werden. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die Erfindung
nicht auf die dargestellten konkreten Anordnungen beschränkt ist.The
above summary and the following detailed description of the
preferred embodiments
The invention will be better understood when in connection
to be read with the accompanying drawings. To the invention
illustrate, in the drawings, embodiments are shown
currently
to be favoured. It goes without saying, however, that the invention
is not limited to the specific arrangements shown.
1 ist
ein stark vergrößerter Aufriss
einer Faseroptik-Schirmplatte gemäß dem bekannten Stand der Technik. 1 Fig. 3 is a greatly enlarged elevational view of a prior art fiber optic faceplate.
2 ist
ein stark vergrößerter Aufriss
einer Faseroptik-Schirmplatte gemäß einer ersten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 2 Fig. 12 is a greatly enlarged elevational view of a fiber optic faceplate according to a first preferred embodiment of the present invention.
3 ist
ein stark vergrößerter Aufriss
einer Faseroptik-Schirmplatte mit Gradientenindex gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. three Fig. 10 is a greatly enlarged elevational view of a gradient index fiber optic faceplate according to a second preferred embodiment of the present invention.
4 ist
ein stark vergrößerter Aufriss
einer Monomode-Faseroptik-Schirmplatte gemäß einer dritten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 4 Fig. 12 is a greatly enlarged elevational view of a single-mode fiber optic face plate according to a third preferred embodiment of the present invention.
5 ist
ein stark vergrößerter Aufriss
einer Schirmplatte gemäß einer
vierten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 5 Fig. 10 is a greatly enlarged elevational view of a faceplate according to a fourth preferred embodiment of the present invention.
6 ist
ein stark vergrößerter Aufriss
einer Schirmplatte gemäß einer
fünften
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 6 Fig. 12 is a greatly enlarged elevational view of a faceplate according to a fifth preferred embodiment of the present invention.
7 ist
ein stark vergrößerter Aufriss
einer Wellenleiter-Schirmplatte gemäß einer sechsten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 7 Fig. 12 is a greatly enlarged elevational view of a waveguide shield plate according to a sixth preferred embodiment of the present invention.
8 ist
ein stark vergrößerter Aufriss
einer Schirmplatte, die Kerne mit einer absorbierenden Glasumhüllung aufweist. 8th Figure 4 is a greatly enlarged elevational view of a faceplate having cores with an absorbent glass cladding.
GENAUE BESCHREIBUNG DER
BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE
PREFERRED EMBODIMENTS
In
der folgenden Beschreibung wird eine bestimmte Terminologie nur
der Einfachheit halber verwendet und nicht als einschränkend betrachtet.
Die Wörter „rechts", „links", „unter(er,
e, es)", „ober(er,
e, es)" bezeichnen
Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Diese
Terminologie schließt
die ausdrücklich
oben erwähnten
Wörter, Ableitungen
davon und Wörter
von ähnlicher
Bedeutung ein. Darüber
hinaus werden die Begriffe „ein(er, e,
es)" so definiert,
dass sie einen oder mehrere der bezeichneten Gegenstände einschließen, es
sei denn, dass spezifische Angaben gemacht werden.In
The following description will use a specific terminology only
used for simplicity and not as limiting.
The words "right", "left", "below (er,
e, it) "," upper (er,
e, it) "
Directions in the drawings, to which reference is made. These
Terminology closes
the express
mentioned above
Words, derivatives
of it and words
of similar
Meaning. About that
In addition, the terms "one (er, e,
it) "so defined
that they include one or more of the designated items, it
unless specific information is provided.
Nun
soll auf 2 Bezug genommen werden, in
der eine Faseroptik-Schirmplatte 10 zur Verbindung mit
optischen Quellen oder Detektoren gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung dargestellt ist. Die optischen Quellen oder Detektoren
sind in einer zweidimensionalen Anordnung angeordnet. Jede der Quellen
oder jeder der Detektoren weist eine Pixelfläche auf, die genau an einer
vorbestimmten x-y-Koordinate angeordnet ist und mit gleicher Distanz
von den benachbarten Pixelflächen
beabstandet ist. Die Quellen und Detektoren können als Teil einer integrierten
Schaltung mit Hilfe von photolithographischen Verfahren gebildet
werden, so dass die x-y-Koordinaten für jede der Quellen oder jeden
der Detektoren präzise
innerhalb extrem enger Toleranzen (innerhalb weniger Mikron oder weniger)
gehalten werden. Zwar wird die Anordnung der Pixelfläche 12 jeder
Quelle oder jedes Detektors in 2 durch
ein Quadrat dargestellt, der Fachmann wird jedoch aus der vorliegenden
Offenbarung erkennen, dass andere Formen verwendet werden könnten, wenn
dies gewünscht
wird.Well, let's go 2 In which a fiber optic faceplate 10 for connection to optical sources or detectors according to the first preferred embodiment of the invention. The optical sources or detectors are arranged in a two-dimensional arrangement. Each of the sources or each of the detectors has a pixel area that is precisely located at a predetermined xy coordinate and equidistant from the adjacent pixel areas. The sources and detectors may be formed as part of an integrated circuit using photolithographic techniques such that the xy coordinates for each of the sources or detectors are precisely maintained within extremely close tolerances (within a few microns or less). Although the arrangement of the pixel area 12 any source or detector in 2 however, those skilled in the art will recognize from the present disclosure that other shapes could be used if desired.
Die
Schirmplatte 10 mit Präzisions-Faseranordnung
wird aus einer Vielzahl gezogener und verschweißter Lichtleitfasern 14 gebildet,
die präzise
an einer Position angeordnet sind, die komplementär zur Pixelfläche 12 der
optischen Quellen oder Detektoren ist. Die Lichtleitfasern 14 werden
präzisionsgezogen,
so dass sie einen konstanten Außendurchmesser
aufweisen. Diese Präzisions-Lichtleitfasern 14 werden
sodann in einer Vorform in Positionen gestapelt, die den Pixelflächen 12 der
Quellen oder Detektoren entsprechen, und sodann zu einem Außendurchmesser
gezogen, der dem trennenden Abstand zwischen den vorbestimmten x-y-Koordinaten
entspricht. Vorzugsweise sind Zwischenfüller 16 in jedem Zwischenraum
zwischen den Lichtleitfasern 14 angeordnet. Die Zwischenfüller 16 weisen
einen Außendurchmesser
auf, der dem Raum zwischen den Lichtleitfasern 14 entspricht,
um die Lichtleitfasern in einer ausgerichteten Position zu halten,
während
sie gezogen werden. In der bevorzugten Ausführungsform stimmt die Viskosität des für die Lichtleitfasern 14 verwendeten
Glases und der Zwischenfüller 16 bei
Ziehtemperatur überein
und kann zum Beispiel 10–8 Poise betragen. Es
wird angenommen, dass die Verwendung von übereinstimmenden Viskositäten auch
eine gleichmäßigere Positionierung
der Fasern während
des Ziehens ermöglicht.
Die Zwischenfüller 16 können verschiedene
Formen aufweisen, um mit der entsprechenden Form übereinzustimmen,
die zwischen benachbarten Lichtleitfasern gebildet wird. Alternativ
können
die Zwischenfüller 16 kreisförmig im
Querschnitt sein und sich während
des Ziehprozesses an den Raum zwischen den Lichtleitfasern 12 anpassen.
Zwar kann eine Positionierung der Lichtleitfasern 12 innerhalb
von 15 Mikron ohne die Verwendung der Zwischenfüller 16 erreicht werden, durch
die Verwendung von Zwischenfüllern
und Fasern mit einer präzise
kontrollierten Größe kann
die Ausrichtung jedoch um 20–40%
oder mehr verbessert werden.The screen plate 10 with precision fiber assembly is made of a variety of drawn and welded optical fibers 14 formed precisely at a position complementary to the pixel surface 12 the optical sources or detectors. The optical fibers 14 are precision drawn so that they have a constant outer diameter. These precision optical fibers 14 are then stacked in a preform in positions corresponding to the pixel areas 12 corresponding to the sources or detectors, and then drawn to an outer diameter corresponding to the separating distance between the predetermined xy coordinates. Preferably, intermediate fillers 16 in every space between the optical fibers 14 arranged. The intermediate fillers 16 have an outer diameter that is the space between the optical fibers 14 corresponds to hold the optical fibers in an aligned position while being pulled. In the preferred embodiment, the viscosity of the optical fibers is correct 14 used glass and the Zwischenfüller 16 at drawing temperature and may be, for example, 10 -8 poise. It is believed that the use of consistent viscosities also allows more uniform positioning of the fibers during drawing. The intermediate fillers 16 may have various shapes to match the corresponding shape formed between adjacent optical fibers. Alternatively, the intermediate fillers 16 be circular in cross-section and during the drawing process to the space between the optical fibers 12 to adjust. Although a positioning of the optical fibers 12 within 15 microns without the use of intermediate fillers 16 However, by using intermediate fillers and fibers of a precisely controlled size, the alignment can be improved by 20-40% or more.
In
der ersten bevorzugten Ausführungsform der
Schirmplatte 10, die in 2 dargestellt
ist, ist der Kern 15 der Lichtleitfasern 14 so
bemessen, dass er mit der Pixelfläche 12 der Quellen
oder Detektoren übereinstimmt.
Dies wird durch einen präzise
kontrollierten Stapel- und Ziehprozess erreicht und reduziert erheblich
die Menge an erzeugter Hitze und den Energieverlust an die Umhüllung, die
jede Faser umgibt, wie dies bei der in 1 dargestellten Überabtastungs-Technik
des Stands der Technik der Fall ist.In the first preferred embodiment of the screen plate 10 , in the 2 is shown, is the core 15 the optical fibers 14 so that he measures with the pixel area 12 the sources or detectors. This is achieved through a precisely controlled stacking and drawing process and significantly reduces the amount of heat generated and the energy lost to the casing surrounding each fiber, as in the case of the 1 The oversampling technique of the prior art is the case.
Wie
dies in 2 dargestellt ist, werden die Lichtleitfasern 14 vorzugsweise
in einem quadratischen Paket angeordnet, wobei ein Zwischenfüller 16 im
Zwischenraum zwischen jeder Gruppe von vier benachbarten Lichtleitfasern 14 angeordnet
ist.Like this in 2 is shown, the optical fibers 14 preferably arranged in a square package, with a Zwischenfüller 16 in the space between each group of four adjacent optical fibers 14 is arranged.
Nun
soll auf 3 Bezug genommen werden, in
der eine Faseroptik-Schirmplatte 20 gemäß einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung dargestellt wird. Die Faseroptik-Schirmplatte 20 verwendet
Gradientenindexfasern 24 in der Präzisionsanordnung. Diese Fasern
haben einen Brechungsindex, der mit der Entfernung von der Mitte der
Faser abnimmt. Vorzugsweise sind Zwischenfüller 26 zwischen den
Fasern 24 angeordnet. Wiederum wird die Pixelfläche 12 der
Quellen und Detektoren dargestellt, wobei die Gradientenindex-Lichtleitfasern 24 präzise an
den x-y-Koordinaten der Quellen oder Detektoren angeordnet sind,
um eine Präzisionsfaseroptik-Schirmplatte
zu bilden. Zwar können die
Zwischenfüller 16, 26 aus
jedem Material sein, es ist jedoch auch möglich, Zwischenfüller 16, 26 zu
verwenden, die aus einem lichtabsorbierenden Material hergestellt
sind, um das Übersprechen
zwischen benachbarten Lichtleitfasern zu reduzieren.Well, let's go three In which a fiber optic faceplate 20 is shown according to a second preferred embodiment of the invention. The fiber optic screen panel 20 uses gradient index fibers 24 in the precision arrangement. These fibers have a refractive index that decreases with distance from the center of the fiber. Preferably, intermediate fillers 26 between the fibers 24 arranged. Again, the pixel area becomes 12 the sources and detectors, wherein the gradient index optical fibers 24 are precisely located at the xy coordinates of the sources or detectors to form a precision fiber optic faceplate. Although the intermediate fillers 16 . 26 be made of any material, but it is also possible, intermediate filler 16 . 26 made of a light-absorbing material to reduce crosstalk between adjacent optical fibers.
Nun
soll auf 4 Bezug genommen werden, in
der eine dritte Ausführungsform
einer Faseroptik-Schirmplatte 30 dargestellt ist. Die Faseroptik-Schirmplatte 30 weist
eine Monomodefaseranordnung auf, in der eine Monomodefaser 34 präzise an dem
x-y-Ort der Mitte jedes Pixels 12 angeordnet ist. Zwischenfüller 36 sind
zwischen den Monomodefasern 34 angeordnet. Wiederum stimmt
die Viskosität der
Monomodefasern 34 und der Zwischenfüller 36 bei Ziehtemperatur überein.
Die Zwischenfüller 36 können von
jeder gewünschten
Form sein, vorzugsweise werden sie jedoch ursprünglich durch runde Stäbe in der
Vorform gebildet, um die Lichtleitfasern 34 präzise in
ihrer Position anzuordnen.Well, let's go 4 Reference may be made in which a third embodiment of a fiber optic faceplate 30 is shown. The fiber optic screen panel 30 has a monomode fiber arrangement in which a monomode fiber 34 precisely at the xy location of the center of each pixel 12 is arranged. interstitial fillers 36 are between the monomode fibers 34 arranged. Again, the viscosity of the monomode fibers is correct 34 and the filler 36 at drawing temperature. The intermediate fillers 36 may be of any desired shape, but are preferably initially formed by round bars in the preform around the optical fibers 34 to arrange precisely in their position.
Nun
soll auf 5 Bezug genommen werden, in
der eine vierte bevorzugte Ausführungsform einer
Faseroptik-Schirmplatte 40 gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt wird. Die Schirmplatte 40 ist eine
Pseudopräzisionsfaseranordnung,
in der Faserbündel 44 im
Wesentlichen an präzisen
Mittelpunkten angeordnet sind, die durch die x-y-Koordinaten der
Pixel 12 für
die Quellen oder Detektoren bestimmt werden. Es wird eine Überabtastungs-Methode für jeden
spezifischen Pixelort an der Schirmplatte verwendet, um eine höhere Toleranz
für den
Ausrichtungsfehler zwischen der Schirmplatte 40 und den
Pixeln 12 der Quellen oder Detektoren zu erlauben. Wie
dies in 5 dargestellt ist, umfassen
die Lichtleitfaserbündel 44 vorzugsweise
eine Gruppierung von sieben sechseckigen Fasern 48. Wie
dies in 5 dargestellt ist, stimmt zwar
die genaue Mitte des Lichtleitfaserbündels 44 nicht immer
mit der genauen Mitte der Pixel 12 überein, doch der Großteil der
Pixelfläche
stimmt mit der Fläche
der Lichtleitfaserbündel überein.
Diese Methode reduziert die geforderte Genauigkeit und senkt gleichzeitig
auf signifikante Weise die Anzahl der Lichtleitfasern, die zur Bildung
der Schirmplatte 40 verwendet werden. Dies führt zu erheblich
niedrigeren Kosten, da Fasern, die wie in der in 1 dargestellten
Schirmplatte des Stands der Technik unnötig wären, nun beseitigt sind. Füllmaterial 46 ist
zwischen den Lichtleitfaserbündeln 44 angeordnet.
Vorzugsweise werden die Lichtleitfaserbündel in einem ersten Ziehvorgang
derart gebildet, dass jedes Lichtleitfaserbündel 44 verschweißt wird.
Diese Lichtleitfaserbündel 44 werden sodann
gestapelt, wobei vorzugsweise Zwischenfüllmaterial 46 verwendet
wird (das aus einer Vielzahl von Zwischenfüllstäben gebildet werden kann, die während des
Ziehprozesses verschweißt
werden), um die Lichtleitfaserbündel 44 in
Position zu halten. Die Lichtleitfaserbündel werden zur gewünschten Größe gezogen
und sodann geschnitten und poliert, um die Schirmplatte 40 zu
bilden. Die Bündel 44 können auch
gebildet werden, indem die einzelnen Fasern 48 vor dem
Ziehen in ein Rohr (nicht dargestellt) gegeben werden, um die Fasern
in Position zu halten, wobei das Rohr sowohl als Halter als auch
als Füllmaterial
dient.Well, let's go 5 In the fourth preferred embodiment of a fiber optic faceplate 40 is shown in accordance with the present invention. The screen plate 40 is a pseudoprecision fiber assembly, in the fiber bundles 44 are arranged substantially at precise centers, which are defined by the xy coordinates of the pixels 12 be determined for the sources or detectors. An oversampling method is used for each specific pixel location on the faceplate to provide a higher tolerance for the registration error between the faceplate 40 and the pixels 12 to allow the sources or detectors. Like this in 5 is illustrated, include the optical fiber bundles 44 preferably a grouping of seven hexagonal fibers 48 , Like this in 5 is shown, true though the exact center of the fiber optic bundle 44 not always with the exact middle of the pixels 12 but most of the pixel area coincides with the area of the fiber optic bundles. This method reduces the required accuracy and at the same time significantly reduces the number of optical fibers used to form the shield plate 40 be used. This leads to significantly lower costs, since fibers like those in the 1 illustrated screen plate of the prior art would be unnecessary, are now eliminated. filling material 46 is between the fiber optic bundles 44 arranged. Preferably, the optical fiber bundles are formed in a first drawing process such that each fiber optic bundle 44 is welded. These fiber optic bundles 44 are then stacked, preferably Zwischenfüllmaterial 46 is used (which can be formed from a plurality of Zwischenfüllstäben, which are welded during the drawing process) to the optical fiber bundles 44 to hold in position. The optical fiber bundles are drawn to the desired size and then cut and polished to the faceplate 40 to build. The bundles 44 can also be formed by the individual fibers 48 before drawing into a tube (not shown) to hold the fibers in position, the tube serving both as a holder and as a filling material.
Nun
soll auf 6 Bezug genommen werden, in
der eine fünfte
bevorzugte Ausführungsform einer
Schirmplatte 50 gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt wird. Die Schirmplatte 50 umfasst eine
Pseudopräzisionsanordnung ähnlich wie
die in 5 dargestellte Schirmplatte 40. Die Lichtleitfaserbündel 54 umfassen
jedoch eine mittige Lichtleitfaser 57, die ein größeres Öffnungsflächenverhältnis aufweist
als die übrigen
Lichtleitfasern 58 in dem Lichtleitfaserbündel 54.
Dies bedeutet, dass die Öffnungsfläche der
endgültigen
Struktur effektiv größer ist,
als dies normalerweise erreicht werden könnte. Die Schirmplatte 50 wird
auf ähnliche
Weise wie die Schirmplatte 40 hergestellt, weshalb keine
eingehende Beschreibung geboten wird. Die größere Öffnungsfläche der mittigen Lichtleitfaser 57 jedes
Bündels 40 ermöglicht jedoch
eine höhere Übertragung mit
geringerem Verlust als eine standardmäßige Faseroptik-Schirmplattenanordnung.Well, let's go 6 In which a fifth preferred embodiment of a shield plate 50 is shown in accordance with the present invention. The screen plate 50 includes a pseudo-precision device similar to that in FIG 5 illustrated screen plate 40 , The fiber optic bundles 54 however, include a central optical fiber 57 , which has a larger opening area ratio than the other optical fibers 58 in the optical fiber bundle 54 , This means that the opening area of the final structure is effectively greater than would normally be achieved. The screen plate 50 is similar to the faceplate 40 therefore no detailed description is provided. The larger opening area of the central optical fiber 57 every bunch 40 however allows higher transmission with less loss than a standard fiber optic faceplate assembly.
Nun
soll auf 7 Bezug genommen werden, in
der eine sechste bevorzugte Ausführungsform 60 einer
Schirmplattenanordnung dargestellt wird. Die Schirmplattenanordnung 60 ist
eine Wellenleiter-Schirmplatte,
in der eine Vielzahl von Wellenleitern vorgesehen sind, die Lichtenergie
senkrecht zur Oberfläche
der Schirmplatte 60 verbreiten. Die Wellenleiter können Quarzglas
oder Mehrkomponentenglas sein. Die Wellenleiter 62 sind
vorzugsweise auf ähnliche
Weise wie die Lichtleitfasern in den vorhergehenden Ausführungsformen
der Erfindung ausgerichtet.Well, let's go 7 Reference should be made in which a sixth preferred embodiment 60 a screen plate assembly is shown. The screen plate assembly 60 is a waveguide shield plate in which a plurality of waveguides are provided, the light energy perpendicular to the surface of the shield plate 60 spread. The waveguides may be quartz glass or multi-component glass. The waveguides 62 are preferably aligned in a manner similar to the optical fibers in the previous embodiments of the invention.
Nun
soll auf 8 Bezug genommen werden, in
der eine Schirmplatte 70 gemäß einer siebenten bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung dargestellt wird. Die Schirmplatte 70 entspricht
der Schirmplatte 10 der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme,
dass eine absorbierende Glasumhüllung 71 um
den Kern 75 der Lichtleitfasern 74 angeordnet ist.
Zwischenfüller 76 sind
vorzugsweise zwischen den Lichtleitfasern 74 angeordnet,
um die Lichtleitfasern in einer quadratischen Paketausrichtung zu
halten.Well, let's go 8th Be referred to, in which a shield plate 70 according to a seventh preferred embodiment of the invention is shown. The screen plate 70 corresponds to the shield plate 10 of the first embodiment, except that an absorbent glass envelope 71 around the core 75 the optical fibers 74 is arranged. interstitial fillers 76 are preferably between the optical fibers 74 arranged to hold the optical fibers in a square package orientation.
Zwar
wurden die bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung als quadratische Pakete beschrieben, der Fachmann
wird jedoch erkennen, dass andere Anordnungen verwendet werden können und
dass die Querschnittform der Lichtleitfasern 14 verschiedenartig
sein kann. Zum Beispiel können vierseitige,
fünfseitige
oder sechsseitige Lichtleitfasern verwendet werden, und die Lichtleitfasern
können
präzise
in einer quadratischen Paketanordnung oder in einer versetzten Stapelanordnung
angeordnet sein, wenn dies gewünscht
wird.While the preferred embodiments of the invention have been described as square packages, those skilled in the art will recognize that other arrangements may be used and that the cross-sectional shape of the optical fibers 14 can be different. For example, four-sided, five-sided or six-sided optical fibers may be used, and the optical fibers may be precisely arranged in a square package arrangement or in a staggered stack arrangement, if desired.
In
allen bevorzugten Ausführungsform
werden die Lichtleitfasern 14, 48 und 58 vorzugsweise unter
präziser
Kontrolle gezogen, um eine präzise und
einheitliche Größe der Lichtleitfasern
zu erzielen, bevor die Fasern in einer Vorform gestapelt und gezogen
werden, um die Schirmplatten gemäß der vorliegenden
Erfindung zu bilden. Dies kann durch eine Ziehvorrichtung mit einem
Durchmessersensor erreicht werden, der mit einer rückgekoppelten
Regelung versehen ist, um die Ziehgeschwindigkeit zu erhöhen oder
zu senken, um eine genaue Größe der Lichtleitfaser
beizubehalten. Diese Lichtleitfasern werden anschließend zur
Bildung der Schirmplatten-Stapelung oder in einem Zwischenschritt
zur Bildung von Lichtleitfaserbündeln
mit einer präzisen Größe und Anordnung
von Lichtleitfasern verwendet, wie z.B. in der vierten und fünften Ausführungsform 40 und 50 der
vorliegenden Erfindung.In all preferred embodiments, the optical fibers 14 . 48 and 58 preferably drawn under precise control to achieve a precise and uniform size of the optical fibers before the fibers are stacked and drawn in a preform to form the screen panels of the present invention. This can be accomplished by a puller having a diameter sensor provided with a feedback control to increase or decrease the pull rate to maintain an accurate size of the optical fiber. These optical fibers are then used to form the screen plate stack or in an intermediate step to form optical fiber bundles with a precise size and arrangement of optical fibers, such as in the fourth and fifth embodiments 40 and 50 of the present invention.
Durch
die Anwendung von Präzisionsanordnungen
und Pseudopräzisionsanordnungen
werden die Herstellungskosten erheblich reduziert, da eine geringere
Anzahl von Lichtleitfasern oder Wellenleitern verwendet wird. Darüber hinaus
ermöglichen
die Schirmplatten eine Energieeinsparung, da weniger Energie an
die wärme
in der Umhüllung
um jede Faser verloren geht. Obwohl in den bevorzugten Ausführungsformen
Zwischenfüller
dargestellt werden, können
die Füller
abhängig
davon, welche Anordnung verwendet wird, weggelassen werden. Bei
einer quadratischen Paketanordnung gewährleisten auf präzise Weise
gezogene Zwischenfüller
jedoch eine präzise
Ausrichtung der Lichtleitfasern, bei der die gewünschten x-y-Koordinaten beibehalten
werden können.By
the application of precision arrangements
and pseudo-precision arrays
The manufacturing costs are significantly reduced because a smaller
Number of optical fibers or waveguides is used. Furthermore
enable
the shield plates save energy because of less energy
the heat
in the serving
every fiber is lost. Although in the preferred embodiments
interstitial fillers
can be represented
the pens
dependent
Of which arrangement is used, be omitted. at
ensure a square package arrangement in a precise manner
drawn intermediate filler
but a precise one
Orientation of the optical fibers, maintaining the desired x-y coordinates
can be.
Obwohl
die bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung im Einzelnen beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht
auf die oben beschriebenen spezifischen Ausführungsformen beschränkt, die
als bloße
Beispiele betrachtet werden sollten. Es können weitere Modifikationen
und Erweiterungen der vorliegenden Erfindung entwickelt werden,
wobei alle solchen Modifikationen als innerhalb des durch die beiliegenden
Ansprüche
definierten Umfangs der vorliegenden Erfindung befindlich erachtet
werden.Although the preferred embodiments of the invention have been described in detail, the invention is not limited to the specific embodiments described above, which should be considered as mere examples. Other modifications and extensions of the present invention may be developed, all such modifications being within the scope of the invention lying claims defined scope of the present invention are considered.