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Die
Erfindung bezieht sich auf einen optischen Koppelbaustein, der mindestens
eine Mikrospiegel-Matrix mit kippbaren Mikrospiegeln enthält, um optische
Pfade für
optische Signale individuell zwischen Eingangs- und Ausgangs-Anschlüssen zu schalten.
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Optische
Schalter für
so genannte optische Querverbindungseinrichtungen oder optische
Schalttafeln, die auf einer Architektur mit frei im Raum befindlichen
dreidimensionalen mikromechanischen Spiegeln beruhen, arbeiten durch
Kippen der Mikrospiegel, um optische Pfade von Eingangs-Anschlüssen zu
ausgewählten
Ausgangs-Anschlüssen
aufzubauen. In einer so genannten z-Typ-Architektur wird eine Matrix
von Eingangsfasern oder Wellenleitern, jede mit einer Kollimationslinse
(oft parallel eingestellte Fasern genannt) so ausgerichtet, dass
jedes der optischen Eingangssignale auf ein entsprechendes Mikrospiegel-Element
eines ersten Satzes von Spiegeln fällt, die in einer ersten Spiegel-Matrix
angeordnet sind, welche die einfallenden Lichtstrahlen durch Kippen
der Spiegel um zwei Achsen steuern können. Eine zweite Matrix von
parallel ausgerichteten Ausgangsfasern oder Wellenleitern ist auf
einen zweiten Satz von Spiegeln justiert, die in einer zweiten Spiegel-Matrix
angeordnet sind. Durch präzises Kippen
des entsprechenden Paares von Spiegeln kann der Lichtstrahl einer
beliebigen Eingangsfaser zu einer ausgewählten Ausgangsfaser geleitet
werden, wodurch ein entsprechender optischer Pfad aufgebaut wird.
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Eine
alternative Architektur einer optischen Vermittlung mit Mikrospiegeln
enthält
nur eine Matrix von gemischten parallel ausgerichteten Eingangs- und
Ausgangsfasern, einen Satz von Mikrospiegeln und einen festen Zusatzspiegel.
Der Lichtstrahl einer beliebigen Eingangsfaser wird auf einen entsprechenden
Mikrospiegel gerichtet. Der Mikrospiegel wird so gekippit, dass er
das reflektierte Licht über den
Zusatzspiegel auf einen ausgewählten
weiteren Mikrospiegel reflektiert, der gekippt wird, um das Licht
zurück
in die entsprechende Ausgangsfaser zu reflektieren.
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Um
unabhängig
von Änderungen
der Umgebungsbedingungen, z. B. Temperaturänderungen des Spiegel-Chips
oder Alterung, einen hohen Kopplungs-Wirkungsgrad zwischen Eingangs-
und Ausgangsfasern zu erzielen und aufrecht zu erhalten, müssen die
optischen Verbindungen, d. h. die optischen Pfade zwischen Eingangsfasern,
Spiegeln und Ausgangsfasern über
einen langen Zeitraum extrem stabil bleiben. Somit müssen die
Winkelpositionen (oder Winkel) der Spiegel geregelt werden, um optimale
optische Verbindungen aufrecht zu erhalten.
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Eine
Lösung
nach dem bisherigen Stand der Technik zur Regelung der Spiegelpositionen
betrifft ein Verfahren zum Anzapfen des Signallichtes jeder Ausgangsfaser
zur Überwachung
des aktuellen Übertragungsverhaltens
der optischen Vermittlungseinheit oder des Koppelbausteins. Diese
Lösung führt jedoch
zu einer sehr voluminösen
und teuren Anordnung, da zum Anzapfen des Lichtes jeder Ausgangsfaser
für jede
der Ausgangsfasern ein zugehöriger
Verteiler und ein individueller Detektor bereitgestellt werden muss.
Darüber
hinaus erlaubt dieses Verfahren keine präzise Regelung der Brennpunkte oder
Lichtpunkte der Lichtsignale an den entsprechenden Faser-Schnittstellen oder
an der Mikrospiegel-Matrix.
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Eine
alternative Lösung
nach dem bisherigen Stand der Technik zur Steuerung von Spiegelpositionen
betrifft die Verwendung von Kapazitätssensoren zur Bestimmung der
tatsächlichen
Winkelpositionen der Spiegel. Diese Lösung gibt jedoch keine Rückmeldung
der Position der Brennpunkte; daher können Abweichungen vom optischen
Pfad nicht beobachtet und korrigiert werden.
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In
US 6337760 wird ein optischer
Koppelbaustein offen gelegt, der Mikrospiegel-Matrizen mit kippbaren
Spiegeln zur individuellen Kopplung von Eingangs- und Ausgangs-Anschlüssen enthält. Strahlteiler
sind positioniert, um die optischen Signale, die von den Mikrospiegeln
zu Photodetektor-Matrizen reflektiert werden, teilweise zu reflektieren.
Die Position der auf den Detektoren einfallenden Strahlen wird bestimmt,
und es wird eine Rückkopplungsschleife
zu den reflektierenden Mikrospiegeln aufgebaut.
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Weiterhin
wird in
US 6320993 ein
optischer Schalter offen gelegt, worin eine Pfad-Kontrolle ausgeführt wird,
indem ein Steuersignal gesendet, dieses Signal von wellenlängenabhängigen Spiegeln
reflektiert wird, welche die anderen Signale nicht beeinflussen,
und das reflektierte Signal mit einem Detektor empfangen wird. Die
Abweichung zwischen einer erwarteten Position und der erkannten
Position des Einfallens auf dem Detektor entspricht der Pfad-Abweichung. Auf der
Grundlage dieser Abweichung wird ein Rückkopplungssignal erzeugt,
um die Position der betroffenen kippbaren (positionierbaren) Spiegel
zu steuern.
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Das
Problem des oben erwähnten
Standes der Technik ist, dass eine genaue Steuerung der kippbaren
Spiegel nur möglich
ist, wenn die Strahlteiler oder die wellenlängenabhängigen Spiegel korrekt justiert
und die Eingangs- und Ausgangs-Anschlüsse korrekt ausgerichtet sind.
Durch Umgebungseinflüsse,
z. B. thermische Änderungen,
können
die relativen Positionen der Bauelemente sich jedoch ändern.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, einen optischen Koppelbaustein und
ein entsprechendes Steuerungsverfahren offen zu legen, um die Kippbewegung
von Mikrospiegeln präzise
zu steuern, um einen hohen Kopplungs-Wirkungsgrad zwischen Eingangs- und
Ausgangsfasern (oder Wellenleitern) aufrecht zu erhalten, der unabhängig von
Umgebungseinflüssen ist
und wobei es nicht erforderlich ist, Licht aus einer Ausgangsfaser
abzuzweigen.
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Dieses
Ziel wird gemäß der Erfindung
durch einen optischen Koppelbaustein nach den Lehren von Anspruch
1, sowie durch ein Verfahren gemäß den Lehren
aus Anspruch 6 erreicht.
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Die
Grundidee der Erfindung ist die Steuerung der kippbaren Spiegel
einer Mikrospiegel-Matrix eines optischen Koppelbausteins zur individuellen Vermittlung
von optischen Signalen zwischen Eingangs- und Ausgangsanschlüssen, die
entweder in einer kombinierten Faser-Anordnung oder in getrennten
Faser-Anordnungen gesammelt werden, so dass die Position der Signallichtpunkte
auf den optischen Zielen der Mikrospiegel, entweder weitere Mikrospiegel
oder Kollimationslinsen entsprechender Ausgangsfasern, durch Realisierung
eines exakten optischen Bildes auf einer Beobachtungs- oder Detektor-Anordnung
beobachtet wird. Das optische Bild wird durch einen Strahlteiler
realisiert, der so justiert ist, dass er die von den zu steuernden
Mikrospiegeln kommenden optischen Signale teilweise reflektiert. Ein
Steuersignal wird erzeugt, um die Winkelpositionen der Mikrospiegel
zu korrigieren und die entsprechenden Eingangs- und Ausgangsanschlüsse exakt zu koppeln. Weiterhin
wird ein optisches Steuersignal von einem der Eingangsanschlüsse zu einem
Ausgangsanschluss ausgesendet. Jeweils ein Teil des Steuersignals
wird durch einen Strahlteiler hinter jedem Mikrospiegel im optischen
Pfad des Steuersignals reflektiert. Die Teile des Steuersignals
und der restliche Teil strahlen jeweils auf entsprechende Detektor-Mittel.
Die Strahlteiler und die mindestens eine Faser-Anordnung werden
zueinander so ausgerichtet, dass diese Strahlung auf jedem der Detektor-Mittel maximal ist.
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Weitere
Entwicklungen der Erfindung können
aus den abhängigen
Ansprüchen
und der folgenden Beschreibung entnommen werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung weiter erklärt, indem auf die begleitenden
Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
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1 eine beispielhafte Anordnung
eines optischen Koppelbausteins gemäß der Erfindung für die Ausführung eines
Verfahrens gemäß der Erfindung
zeigt,
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2 eine alternative beispielhafte
Anordnung eines optischen Koppelbausteins gemäß der Erfindung zeigt, und
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3 schematisch ein Verfahren
gemäß der Erfindung
zur Vermeidung von Nebensprechen während der Schaltzeiten zeigt.
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1 zeigt eine beispielhafte
z-Typ-Anordnung eines optischen Koppelbausteins OS mit einer Eingangs-Faser-Anordnung IFA, die
N × M
Eingangsfasern oder Faserenden mit Kollimationslinsen, einen ersten
optischen Sender E1, eine erste Mikrospiegel-Matrix AR1, die aus
N × M
Mikrospiegeln besteht, einen ersten Strahlteiler BS1, eine erste Detektor-Anordnung DAR1, einen
ersten Detektor D1, eine zweite Mikrospiegel-Matrix AR2, die auch aus
N × M
Mikrospiegeln besteht, einen zweiten Strahlteiler BS2, eine zweite
Detektor-Anordnung DAR2,
einen zweiten Detektor D2, eine Ausgangs-Faser-Anordnung OFA, die über N × M Ausgangsfasern
mit Kollimationslinsen verfügt
und einen dritten Detektor D3 zeigt. Weiterhin ist eine erste Steuereinheit
CU1 und eine zweite Steuereinheit CU2 gezeigt, von denen jeweils
ein elektrischer Eingang mit der ersten Detektor-Anordnung DAR1,
bzw. der zweiten Detektor-Anordnung DAR2 verbunden ist, und von
denen jeweils ein elektrischer Steuerausgang mit der ersten Mikrospiegel-Matrix
AR1, bzw. der zweiten Mikrospiegel- Matrix AR2 verbunden ist. Für jeden
optischen Pfad wird ein erstes Rückkopplungssignal
DS1 von der ersten Detektor-Anordnung DAR1
zur ersten Steuereinheit CU1 gesendet, und ein erstes Steuersignal
CS1 wird über
die entsprechenden elektrischen Verbindungen von der Steuereinheit
CU1 zur Mikrospiegel-Matrix AR1 gesendet. Auf gleiche Weise wird
ein zweites Rückkopplungssignal
DS2 von der zweiten Detektor-Anordnung
DAR2 zur zweiten Steuereinheit CU2 gesendet, und ein zweites Steuersignal
CS2 wird von der Steuereinheit CU2 zur Mikrospiegel-Matrix AR2 gesendet.
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Jede
Eingangsfaser oder jeder Wellenleiter oder allgemein jeder Eingangsanschluss überträgt ein Lichtsignal,
das nach Durchlaufen einer entsprechenden Kollimationslinse von
einem entsprechenden Mikrospiegel der ersten Mikrospiegel-Matrix
AR1 auf einen ausgewählten
Mikrospiegel der zweiten Mikrospiegel-Matrix AR2 reflektiert wird, der weiterhin den
Steuerstrahl CRY auf eine Kollimationslinse einer entsprechenden
Ausgangsfaser der Ausgangsfaser-Anordnung OFA reflektiert. Somit
wird eine optische Verbindung zwischen einer Eingangsfaser und einer
ausgewählten
Ausgangsfaser aufgebaut, indem der entsprechende Spiegel der ersten
Mikrospiegel-Anordnung
AR1 und der entsprechende Spiegel der zweiten Mikrospiegel-Anordnung
AR2 ausgerichtet werden. Zusätzlich
zum Pfad eines Steuersignal-Strahles CRY, der später beschrieben wird, ist als
Beispiel in 1 der optische
Pfad eines Signal-Lichtstrahls SRY der N × M Signal-Lichtstrahlen gezeigt.
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Der
erste Strahlteiler BS1 ist ein halbdurchlässiger Spiegel, der einen kleinen
Teil der eingestrahlten Lichtstrahlen auf die erste Detektor-Anordnung
DAR1 reflektiert und den anderen (Haupt-) Teil der Lichtintensität durchlässt. Der
zweite Strahlteiler BS2 reflektiert einen anderen kleinen Teil jedes
der eingestrahlten Lichtstrahlen, die von Spiegel AR2 kommen, zur
zweiten Detektor-Anordnung DAR2. Die Detektor-Anordnungen DAR1 und
DAR2 können jeweils
mit einer Kollimationslinsen-Anordnung
oder ohne Kollimations-Optik realisiert werden.
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Der
erste Sender E1 emittiert ein Steuersignal oder einen Steuer-Lichtstrahl
CRY in eine Eingangsfaser der Eingangs-Faser-Anordnung IFA. Auf gleiche Weise
wie der oben beschriebene Signal-Lichtstrahl SRY wird der Steuer-Lichtstrahl CRY vom
entsprechenden Mikrospiegel der ersten Mikrospiegel-Matrix AR1 auf
einen ausgewählten
Mikrospiegel der Mikrospiegel-Matrix AR2 reflektiert, der den Steuerlichtstrahl
zur entsprechenden Ausgangsfaser der Ausgangsfaser-Anordnung OFA
reflektiert. Der erste Strahlteiler BS1 reflektiert einen Teil des Lichtstrahls
CRY auf den ersten Detektor D1. Der zweite Strahlteiler BS2 reflektiert
einen Teil des Lichtstrahls CRY auf den zweiten Detektor D2. An
der Ausgangsfaser-Anordnung OFA wird der Lichtstrahl im dritten
Detektor D3 detektiert.
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Der
vom ersten Lichtsender E1 emittierte und vom Detektor D3 und einem
Element jeder der Detektor-Anordnungen DAR1, DAR2 erfasste Steuer-Lichtstrahl
CRY wird dazu benutzt, die gewünschten
relativen Positionen der optischen Elemente des optischen Koppelbausteins
OS zu erkennen und festzuhalten, d. h. die Eingangsfaser-Anordnung
IFA, die Strahlteiler BS1 und BS2 und die Ausgangsfaser-Anordnung
OFA und die Mikrospiegel-Matrix
AR1 zu justieren.
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Dies
wird dadurch erreicht, dass die Strahlteiler so ausgerichtet werden,
dass jeder der reflektierten Teile des Steuer-Lichtstrahls CRY exakt auf
den entsprechenden ersten Detektor D1, bzw. den zweiten Detektor
D2 strahlt, und die Ausgangsfaser-Anordnung wird so ausgerichtet,
dass die mit dem dritten Detektor D3 verbundene Faser D3 exakt getroffen
wird, d. h. die Intensität
jedes der abgestrahlten Lichtstrahlen auf jedem der Detektoren D1, D2
und D3 maximal ist.
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Es
wird eine in 1 nicht
gezeigte aktive Regelschleife verwendet, um die relativen Positionen der
Eingangsfaser-Anordnung
IFA, der Strahlteiler BS1 und BS2 und der Ausgangsfaser-Anordnung OFA
zu regeln, um diese Maximalbedingung unabhängig von Änderungen der relativen Positionen
der Bauelemente durch thermische Änderungen aufrecht zu erhalten,
z. B. unter Verwendung von piezoelektrischen Messwandlern. Der erste
und der zweite Detektor D1 und D2 können getrennte optische Bauelemente
sein oder durch ein Element in den entsprechenden ersten und zweiten
Detektor-Anordnungen DAR1 und DAR2 realisiert werden.
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Die
Steuerung der Positionen wird entweder kontinuierlich durchgeführt, indem
kontinuierlich ein Steuer-Lichtstrahl CRY auf einer reservierten
Eingangsfaser zur entsprechenden reservierten Ausgangsfaser gesendet
wird. Alternativ findet eine Überwachung
der Positionen nur in bestimmten Zeitintervallen statt. Der Steuer-Lichtstrahl
muss dann in jedem Zeitintervall nur für kurze Zeiten gesendet werden,
die zur Überwachung
und Regelung der Positionen erforderlich sind.
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Wenn
die von allen drei Detektoren D1, D2 und D3 empfangene Intensität maximal
ist, ist es sicher, dass der Steuerlicht-Pfad korrekt justiert ist. Folglich
ergeben die Strahlteiler BS1 und BS2 ein exaktes Bild des Signallichtes,
das auf die zweite Mikrospiegel-Matrix AR2, bzw. die Ausgangsfaser-Anordnung OFA gestrahlt
wird.
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Der
Lichtpunkt des teilweise reflektierten Signal-Lichtstrahls SRY auf
der ersten Detektor-Anordnung DAR1 liefert somit eine exakte Information über die
Winkelposition des entsprechenden Mikrospiegels der ersten Mikrospiegel-Matrix
AR1 und folglich die exakte Position des gesendeten Teils dieses
Signal-Lichtstrahls
SRY auf der zweiten Mikrospiegel-Matrix AR2.
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Dasselbe
Prinzip gilt für
den zweiten Teil der Anordnung, d. h. die zweite Detektor-Anordnung DAR2
erkennt die Winkelposition des entsprechenden Mikrospiegels auf
der zweiten Mikrospiegel-Matrix
AR2 und folglich die Position des Signal-Lichtstrahls SRY an den
Ausgangsanschlüssen.
Das oben für
den Signal-Lichtstrahl
SRY erklärte
Prinzip gilt für
jeden der N × M
Signal-Lichtstrahlen.
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Das
erste Rückkopplungssignal
DS1, das von der ersten Detektor-Anordnung DAR1 gesendet wird, meldet
die aktuellen Lichtpunkt-Positionen der ausgesendeten Signal-Lichtstrahlen
SRY an die erste Steuereinheit CU1. Aus diesen aktuellen Lichtpunkt-Positionen
und gespeicherten gewünschten Positionen
erzeugt die erste Steuereinheit CU1 das Steuersignal CS1, um jeden
Spiegel der ersten Mikrospiegel-Matrix AR1 so auszurichten, dass
die Differenz zwischen den gewünschten
und den aktuellen Lichtpunkt-Positionen verschwindet. Ein ähnlicher Prozess
wird von der zweiten Steuereinheit CU2 ausgeführt, um die Positionen der
Spiegel der zweiten Mikrospiegel-Matrix AR2 durch das zweite Steuersignal
CS2 zu regeln.
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Somit
sind alle optischen Pfade vollständig geregelt,
um eine optimale optische Kopplung zwischen Eingangsfasern und Ausgangsfasern
zu garantieren.
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Abhängig von
den Wellenlängen
der gesendeten optischen Signale kann die Detektor-Anordnung DAR1
oder DAR2 aus individuellen Detektoren hergestellt, oder als so
genanntes ladungsgekoppeltes Bauelement (CCD, charge coupled device)
realisiert werden, das aus einer Anordnung von lichtempfindlichen
Fotozellen oder Bildpunkten besteht. CCD- Anordnungen mit mehr als 2.000.000 Bildpunkten
werden heute in kommerziellen Digital-Kamera-Recordern oder Kameras
eingesetzt.
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Die
maximale Zahl N × M
optischer Fasern, die heute in einer Faser-Anordnung IFA oder OFA
angeordnet werden, liegt in der Größenordnung von t 600. Somit
ist die Positionsauflösung
einer oben angegebenen CCD-Anordnung gut genug, um exakte Positionswerte
von empfangenen Lichtstrahlen abzuleiten. Wenn Anordnungen von Detektoren
benutzt werden, muss die Anzahl von Elementen gleich oder größer der
Anzahl optischer Pfade plus 1 sein, damit der Steuerpfad für jeden
Pfad individuelle Rückkopplungssignale
erhält.
Jedes Element kann als Quadranten-Detektor realisiert werden, der
eine exakte Verfolgung der aktuellen Lichtpunkt-Position erlaubt.
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2 zeigt eine alternative
Anordnung eines alternativen optischen Koppelbausteins OS' mit einer kombinierten
Eingangs- und Ausgangs-Faser-Anordnung
IOFA, die N × M
Eingangs- oder Ausgangsfasern mit Kollimationslinsen enthält, einen
zweiten optischen Sender E2, eine dritte Mikrospiegel-Matrix AR3,
die aus N × M
Mikrospiegeln besteht, einen dritten Strahlteiler BS3, eine dritte
Detektor-Anordnung DAR3, einen festen zusätzlichen Spiegel AM, einen vierten
Detektor D4, eine vierte Mikrospiegel-Matrix AR4, einen vierten
Strahlteiler BS4, eine vierte Detektor-Anordnung DAR4, einen fünften Detektor
D5 und einen sechsten Detektor D6.
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Ähnlich wie
in 1 überträgt jede
Eingangsfaser ein Lichtsignal, das an jede Ausgangsfaser zu vermitteln
ist. Als Beispiel ist nur der optische Pfad eines Lichtstrahls,
d. h. des zweiten Steuer-Lichtstrahls CRY2 in 2 gezeigt. Im Unterschied zu 1 sind die Eingangs- und
Ausgangsfasern in eine Faser-Anordnung IOFA zusammengefasst. Die
Lichtstrahlen von den Eingangsfasern, eine Hälfte der Anzahl der Fasern
der kombinierten Faser-Anordnung IOFA, werden einzeln durch einen entsprechenden
Mikrospiegel der dritten Mikrospiegel-Matrix AR3 zum zusätzlichen
Spiegel AM reflektiert. Der zusätzliche
Spiegel AM reflektiert die eingestrahlten Lichtsignale zurück zu jedem
ausgewählten Mikrospiegel
derselben dritten Mikrospiegel-Matrix AR3, wovon jeder die Lichtstrahlen
zu einer entsprechenden Ausgangsfaser reflektiert. Somit wird eine optische
Verbindung zwischen einer Eingangsfaser und einer ausgewählten Ausgangsfaser
aufgebaut, indem das entsprechende Paar von Spiegeln der dritten
Mikrospiegel-Anordnung
AR3 ausgerichtet wird.
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Der
dritte Strahlteiler BS3 reflektiert ähnlich wie der erste Strahlteiler
BS1 in 1 einen Teil
der eingestrahlten Lichtstrahlen zur dritten Detektor-Anordnung
DAR3 und lässt
den anderen Teil der Lichtintensität durch. Der vierte Strahlteiler
BS4 reflektiert einen Teil der eingestrahlten Lichtstrahlen zur
vierten Detektor-Anordnung DAR4.
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Der
zweite Sender E2 emittiert den zweiten Steuer-Lichtstrahl CRY2 in
eine Eingangsfaser der kombinierten Eingangs- und Ausgangs-Faser-Anordnung
IOFA. Der Steuer-Lichtstrahl CRY2 wird vom entsprechenden Mikrospiegel
der dritten Mikrospiegel-Matrix
AR3 über
den zusätzlichen
Spiegel auf einen ausgewählten
Mikrospiegel derselben Mikrospiegel-Matrix AR3 reflektiert und dann
zur entsprechenden Ausgangsfaser reflektiert. Der dritte Strahlteiler
BS3 reflektiert einen Teil des Lichtstrahls CRY2 auf den vierten
Detektor D4. Der vierte Strahlteiler BS4 reflektiert weiterhin einen
Teil des empfangenen Lichtstrahls CRY2 auf den fünften Detektor D5. An der abschließenden Steuer-Ausgangs-Faser
wird der Lichtstrahl vom sechsten Detektor D6 erfasst.
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Auf ähnliche
Weise wie in 1 wird
der vom zweiten Lichtsender E2 ausgesendete zweite Steuer-Lichtstrahl
CRY2 dazu benutzt, die relative Position der Faser-Anordnung IOFA
und der Strahlteiler BS3 und BS4 festzuhalten, indem die Strahlteiler
so ausgerichtet werden, dass der Steuer-Lichtstrahl CRY2 mit maximaler Intensität auf jeden
der drei Detektoren D4, D5 und D6 strahlt.
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Es
wird eine in 2 nicht
gezeigte aktive Regelschleife verwendet, um diese Maximalbedingung
unabhängig
von Änderungen
der relativen Positionen der Bauelemente durch thermische Änderungen
aufrecht zu erhalten.
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Wenn
die von allen drei Detektoren D1, D2 und D3 empfangene Intensität maximal
ist, ist sicher, dass der Steuerlicht-Pfad korrekt justiert ist
und dass die Strahlteiler BS3 und BS4 ein exaktes Bild des Signallichtes,
das auf die dritte Mikrospiegel-Matrix AR3, bzw. die Faseranordnung
IOFA gestrahlt wird, ergeben.
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Auf ähnliche
Weise wie in 1 können die Spiegel-Positionen
der Mikrospiegel durch entsprechende Steuerelemente, die hier nicht
gezeigt sind, geregelt werden, um optische Verbindungen mit maximaler
Qualität
zwischen den vermittelten Eingangs- und Ausgangsfasern zu garantieren.
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Um
jedes Nebensprechen beim Schalten zu vermeiden, muss unbedingt vermieden
werden, dass ein entsprechender Lichtpunkt, der von einem zum anderen
Anschluss geschaltet wird, während
der Umschaltzeit in einen nicht ausgewählten Anschluss einstrahlt. 3 zeigt an einem Beispiel
für den
ersten optischen Koppelbaustein OS schematisch ein Verfahren gemäß der Erfindung,
um Nebensprechen während
der Umschaltzeiten zu vermeiden. 3 zeigt
die Ausgangs-Faser-Anordnung
OFA, die eine Anzahl von Ausgangsfasern enthält, von denen sechs Faserenden
F1–F6
als Beispiel gezeigt sind. Die Ausgangs-Faser-Anordnung OFA ist
in der Vorderansicht von einem Standpunkt hinter den Kollimationslinsen
gezeigt. Die Faserenden F1–F6,
die z. B. einen Durchmesser von ungefähr 125 μm haben, sind relativ dicht
gepackt. Jedes der Faserenden hat einen Faserkern FC, z. B. mit
einem Durchmesser von ungefähr
10 μm. Weiterhin
ist ein Pfeil SP13 dargestellt, der am Kern der ersten Faser F1
beginnt und am Kern der dritten Faser F3 endet und um den Kern der
zweiten Faser F2 (und allgemein um alle anderen Kerne) herum verläuft, und
der ein Beispiel für
eine Bewegung eines Lichtpunktes während einer Umschaltperiode
eines ausgewählten
Signal-Lichtstrahls symbolisiert.
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Die
Detektor-Anordnung DAR2 liefert ein exaktes Bild der Lichtpunkte,
die in die Ausgangs-Faser-Anordnung OFA eingestrahlt werden. Somit
kann eine Bewegung eines Lichtpunktes vom Ausgangs-Faserkern zum
Ziel-Faserkern exakt beobachtet werden. Die entsprechende Bewegung
des Mikrospiegels wird von der entsprechenden Steuereinheit CU2
geregelt, um jegliche Strahlung in andere Faserkerne zu vermeiden.
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Dasselbe
Prinzip gilt für
die Regelung der entsprechenden Bewegung des Lichtpunktes auf dem
zweiten Mikrospiegel AR2. Da die erste Detektor-Anordnung DAR1 ein
exaktes Bild der Lichtpunkte liefert, die auf die zweite Mikrospiegel-Matrix
AR2 eingestrahlt werden, kann eine Bewegung eines Lichtpunktes beobachtet
und gesteuert werden. Eine Bewegung eines Lichtpunktes wird so gesteuert, dass
vermieden wird, irgendeinen dazwischen liegenden Spiegel auf der
zweiten Mikrospiegel-Matrix AR2 zu treffen.
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Dieses
Konzept ermöglicht
es, jeden beliebigen Pfad während
der Bewegung von einer Startposition, d. h. vom Kern der ersten
Faser F1 in dem in 3 gezeigten
Beispiel, zu einer Zielposition, d. h. zum Kern der dritten Faser
F3 in dem.
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Beispiel,
zu programmieren. Somit wird durch eine Echtzeit-Steuerung der Bewegung der beteiligten
Mikrospiegel vermieden, während
der Bewegung eines Lichtstrahls empfindliche Bereiche zu treffen,
wie z. B. andere Fasern außer
dem Kern oder dem Mikrospiegel der Ziel-Faser.