DE9219047U1 - Vorrichtung zum Ein- und/oder Auskoppeln von Lichtstrahlen mit einem integriert-optischen Baustein - Google Patents
Vorrichtung zum Ein- und/oder Auskoppeln von Lichtstrahlen mit einem integriert-optischen BausteinInfo
- Publication number
- DE9219047U1 DE9219047U1 DE9219047U DE9219047U DE9219047U1 DE 9219047 U1 DE9219047 U1 DE 9219047U1 DE 9219047 U DE9219047 U DE 9219047U DE 9219047 U DE9219047 U DE 9219047U DE 9219047 U1 DE9219047 U1 DE 9219047U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- coupling
- grating
- diffraction
- decoupling
- optical device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 21
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims description 20
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims description 20
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims description 20
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
- G01D5/38—Forming the light into pulses by diffraction gratings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/124—Geodesic lenses or integrated gratings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/34—Optical coupling means utilising prism or grating
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
*·· —· j.» — t
DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 22. Mai 1991
Vorrichtung zum Ein- und/oder Auskoppeln von Lichtstrahlen mit einem integriert-optischen Baustein
Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Vorrichtungen werden in zunehmendem Maße in der Längen- und Winkelmeßtechnik angewandt, um
möglichst klein bauende und störungsunanfällige
Positionsmeßeinrichtungen herstellen zu können.
Eine klein bauende Positionsmeßeinrichtung ist beispielsweise Gegenstand der DE 36 25 337 Cl. Aus
dieser Druckschrift, sowie aus dem dort genannten
Stand der Technik ist es prinzipiell bekannt, mit Hilfe von Einkoppelgittern Licht in Lichtwellenleiter
von integrierten optischen Schaltungen ein-Zuspeisen.
Beim Stand der Technik ist ein relativ großer Abstand {mehrere mm) zwischen Maßstab und integriert-
optischem Baustein bzw. zwischen den Beugungsgittern
notwendig, um eine räumliche Trennung der beiden Meßstrahlenbündel an den Orten der Koppelgitter
zu erreichen.
Aus dem Stand der Technik ist ferner zu entnehmen, daß Ein- oder auch Auskoppelgitter komplizierten
mathematischen Zusammenhängen unterliegen und meistens elliptisch oder parabolisch verlaufen, oder
noch komplizierter aufgebaut sind, wie auch aus der DE 39 28 064 Al ersichtlich ist.
All diese Gründe haben zur Folge, daß in der Praxis bisher kaum Geräte realisiert worden sind, in denen
real gefertigte Gitter zum Ein- oder Auskoppeln vorhanden sind, obwohl der Bedarf an derartig miniaturisierten
Positionsmeßeinrichtungen besteht.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben,
bei der die Abstimmung der einzuspeisenden Strahlenbündel und der Einkoppelgitter oder der
Auskoppelgitter und der auszukoppelnden Lichtstrahlen so erfolgt, daß eine miniaturisierte Bauweise
möglich ist.
Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die besonderen Vorteile der Erfindung liegen darin, daß sich integriert-optische Bausteine gemäß der
Erfindung sehr gut bei Positionsmeßeinrichtungen einsetzen lassen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Mit Hilfe eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung anhand der Zeichnung noch näher erläutert
werden.
Die Figur zeigt eine Durchlicht-Meßeinrichtung.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Positionsmeßeinrichtung 1 fällt ein Lichtstrahl 2 auf einen
Maßstab 3, der durch ein Beugungsgitter gebildet ,Q wird. An dem Maßstab 3 werden zwei Teilstrahlenbündel,
z. B. der +1. und -1. Beugungsordnung erzeugt, die auf ein weiteres Beugungsgitter treffen,
das als Korrekturgitter 4 bezeichnet wird.
.. c Am Korrekturgitter 4 werden die beiden Teilstrahlenbündel
+1. und -1. nochmals gebeugt und treffen an einem gemeinsamen Ort auf ein Einkoppelgitter 5,
wo sie sich überlappen. Das Einkoppelgitter 5 ist Bestandteil eines integriert-optischen Bausteines
2Q 6, der weitere Elemente enthält, wie sie bei Positionsmeßeinrichtungen
mit integriert-optischen Bausteinen üblich sind. Von diesen Elementen ist noch ein Koppler 7 angedeutet, in dessen Eingangszweige
das fokussierende Einkoppelgitter 5 die beiden
Teilstrahlenbündel +1. und -1. über Wellenleiter 8 und 9 einkoppelt.
Da die beiden Teilstrahlenbündel +1. und -1. unter einem sehr kleinen Winkel &agr; (^ mrad) gegeneinander
2Q geneigt in das Einkoppelgitter 5 eintreten, führt
dies bei der gezeigten Verwendung eines fokussierenden den Einkoppelgitters 5 zu unterschiedlichen
Foki (Fokuslagen), so daß sie getrennt in je einen Wellenleiter 8 bzw. 9 eingekoppelt werden können,
oc die in den Koppler 7 führen.
Ein solcher Koppler 7 kann ein bekannter 2x3 Koppler sein.
Da durch den kleinen resultierenden Winkel, unter dem die Teilstrahlenbündel +1. und -1. in die Wellenleiter
8 und 9 des Kopplers 7 eingekoppelt werden, diese von vornherein nicht weit auseinander
liegen, ist im Koppler 7 kein weiter Weg zum Zusammenführen zu den Kopplereingängen nötig.
10
Diese Maßnahme führt auch zu einer verkürzten Baulänge in Z-Richtung.
Da die Orte der Einkoppelelemente nicht mehr relativ
weit auseinander liegen, kann der Abstand der Beugungsgitter 3 und 4 stark verringert werden.
Dadurch wird die Empfindlichkeit gegen Verkippung und Verdrehung der Bauelemente zueinander sehr reduziert,
was geringere Meßfehler zur Folge hat.
Auf die vorbeschriebene Weise werden gemäß der Erfindung die optischen Wege drastisch verkürzt, so
daß sich die Baugröße in allen Koordinatenrichtungen verringert.
25
25
Außerdem ist nur noch ein Einkoppelgitter 5 erforderlich.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist es, daß die beiden Teilstrahlenbündel +1. und -1. nicht parallel
auf dem Substrat des integriert-optischen Bausteines 6 auftreffen, sondern um einen kleinen
Winkel &agr; (mrad) gegeneinander geneigt sind. Dies kann auf verschiedenste Weise, z. B. durch Drehung
des Korrekturgitters 4 gegenüber dem Maßstab 3, oder durch Kippung zueinander oder durch
geringfügig abweichende Gitterkonstanten erzielt werden. Kombinationen dieser Maßnahmen sind möglich.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel bei Positionsmeßeinrichtungen beschränkt. Durch den
Hauptanspruch wird ausgedrückt, daß optische Vorrichtungen jeglicher Art, bei denen zwei Strahlenbündel,
die geringfügig zueinander geneigt sind und auf ein einziges Ein- und/oder Auskoppelgitter
fallen, um unterschiedliche Wellenleiter zu speisen, den Gegenstand der Erfindung darstellen.
Claims (6)
1. Optische Vorrichtung zum Ein- und/oder Auskoppeln von Lichtstrahlen mit einem integriert-optischen
Baustein, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ein- und/oder Auskoppeln mehrerer Strahlenbündel
{+1., -1.) ein einziges Gitter (5) vorgesehen ist, in welches die Strahlenbündel (+1.,
-1.) - unter einem kleinen Winkel (&agr;) zueinander - gemeinsam eintreten und in je einen Wellenleiter
{8, 9} ein-, oder aus aus je einen Wellenleiter (8, 9) ausgeleitet werden.
2. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Beleuchtungsquelle, in deren Strahlengang wenigstens
ein erstes Beugungselement zum Erzeugen von mehreren gebeugten Strahlenbündeln liegt,
sowie mit wenigstens einem integrierten Ein- und/oder Auskoppelelement zum Ein- und/oder
Auskoppeln der gebeugten Strahlenbündel in einen und/oder aus einem Lichtwellenleiter, wobei das
Ein- und/oder Auskoppelelement von einem Gitter gebildet wird, und daß wenigstens ein weiteres
Beugungselement vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beugungselemente (3, 4) durch
unterschiedliche Gitterkonstanten und/oder Verdrehung und/oder Verkippung zueinander die gebeugten
Strahlenbündel (+1., -1.) unparallel in
den integriert optischen Baustein (6) an einem weitgehend gemeinsamen Ort eintreten lassen.
3. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (5) ein fokussierendes
Gitter ist.
4. Optische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beugungselemente Beugungsgitter
{3, 4) sind.
5. Optische Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beugungsgitter (4, 5)
Lineargitter sind.
6. Optische Vorrichtung ' nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beugungsgitter Radialgitter
sind.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP91108389A EP0514573B1 (de) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | Vorrichtung zum Ein- und/oder Auskoppeln von Lichtstrahlen mit einem integriert-optischen Baustein |
| DE4212959A DE4212959A1 (de) | 1991-05-24 | 1992-04-18 | Vorrichtung zum ein- und/oder auskoppeln von lichtstrahlen mit einem integriert-optischen baustein |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9219047U1 true DE9219047U1 (de) | 1997-03-20 |
Family
ID=25914068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9219047U Expired - Lifetime DE9219047U1 (de) | 1991-05-24 | 1992-04-18 | Vorrichtung zum Ein- und/oder Auskoppeln von Lichtstrahlen mit einem integriert-optischen Baustein |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9219047U1 (de) |
-
1992
- 1992-04-18 DE DE9219047U patent/DE9219047U1/de not_active Expired - Lifetime
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3445751C2 (de) | ||
| DE60036049T2 (de) | Optische vorrichtung | |
| DE60006598T2 (de) | Reflektierende Prismenvorrichtung | |
| DE69932017T2 (de) | Optisches Abtastgerät und optische Vorrichtung | |
| EP0401654B1 (de) | Vorrichtung zum Ein- und/oder Auskoppeln von Lichtstrahlen mit einem integriert-optischen Baustein | |
| EP0254823B1 (de) | Lichtelektrische Positionsmesseinrichtung | |
| DE3942385B4 (de) | Beugungsgitter-Verschiebungsmeßgerät | |
| DE2916184A1 (de) | Optischer leistungsteiler | |
| DE3417176A1 (de) | Photoelektrische messeinrichtung | |
| EP0731340B1 (de) | Längen- oder Winkelmesseinrichtung | |
| EP0514573B1 (de) | Vorrichtung zum Ein- und/oder Auskoppeln von Lichtstrahlen mit einem integriert-optischen Baustein | |
| DE102015218539A1 (de) | Optische Positionsmesseinrichtung | |
| DE4041584A1 (de) | Interferentielle messeinrichtung fuer wenigstens eine messrichtung | |
| DE68914804T2 (de) | Optische Abtastvorrichtung, geeignetes Spiegelobjektiv für diese Vorrichtung und optische Schreib- und/oder Leseanordnung mit der Abtastvorrichtung. | |
| DE10304854A1 (de) | Optischer Codierer | |
| DE2328069A1 (de) | Optische ablenkvorrichtung und deren anwendung bei holographischen speichern | |
| DE4302313C2 (de) | Mehrkoordinaten-Meßeinrichtung | |
| EP0257188A1 (de) | Ortsauflösender Sensor zur Erfassung einzelner Lichtblitze | |
| DE69320018T2 (de) | Vorrichtung zur optischen Abtastung einer Fläche | |
| DE9219047U1 (de) | Vorrichtung zum Ein- und/oder Auskoppeln von Lichtstrahlen mit einem integriert-optischen Baustein | |
| EP2869034B1 (de) | Vorrichtung zur Positionsbestimmung | |
| DE2526110C3 (de) | Vorrichtung zum Messen kleiner Auslenkungen eines Lichtbündels | |
| DE4007463A1 (de) | Positionsmesseinrichtung | |
| DE3143571C2 (de) | ||
| EP0498904B1 (de) | Photoelektrische Positionsmesseinrichtung |