FR2605753A1 - LIGHT SWITCHING DEVICE - Google Patents

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FR2605753A1
FR2605753A1 FR8714591A FR8714591A FR2605753A1 FR 2605753 A1 FR2605753 A1 FR 2605753A1 FR 8714591 A FR8714591 A FR 8714591A FR 8714591 A FR8714591 A FR 8714591A FR 2605753 A1 FR2605753 A1 FR 2605753A1
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piezoelectric
light
light switching
switching device
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FR8714591A
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Francis Mclean
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Oxley Developments Co Ltd
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Oxley Developments Co Ltd
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    • G—PHYSICS
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    • 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
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
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    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror

Abstract

LE DISPOSITIF COMPREND UN MIROIR 22 DONT LA POSITION ANGULAIRE EST DETERMINEE PAR LA TENSION APPLIQUEE A UN DISPOSITIF PIEZO-ELECTRIQUE 10 AUQUEL LE MIROIR 22 EST MECANIQUEMENT COUPLE, AFIN QU'UN SIGNAL LUMINEUX DIRIGE SUR LE MIROIR 22 PUISSE ETRE SELECTIVEMENT REFLECHI VERS L'UNE QUELCONQUE D'UNE PLURALITE DE DESTINATIONS EN COMMANDANT LA TENSION APPLIQUEE AUX DISPOSITIFS PIEZO-ELECTRIQUES 10. DANS D'AUTRES FORMES DE REALISATION, ON PEUT UTILISER PLUSIEURS DISPOSITIFS PIEZO-ELECTRIQUES, MECANIQUEMENT COUPLES AU MIROIR, ET DONT LES TENSIONS DE COMMANDE SONT REGLABLES SEPAREMENT.THE DEVICE INCLUDES A MIRROR 22 WHOSE ANGULAR POSITION IS DETERMINED BY THE VOLTAGE APPLIED TO A PIEZO-ELECTRIC DEVICE 10 TO WHICH THE MIRROR 22 IS MECHANICALLY COUPLED, SO THAT A LIGHT SIGNAL DIRECTED ON THE MIRROR 22 CAN BE SELECTIVELY REFLECTED BY THE MIRROR 22. ANY OF A PLURALITY OF DESTINATIONS BY CONTROLLING THE VOLTAGE APPLIED TO THE PIEZO-ELECTRIC DEVICES 10. IN OTHER EMBODIMENTS, SEVERAL PIEZO-ELECTRIC DEVICES MAY BE USED, MECHANICALLY COUPLED TO THE MIRROR, AND WHOSE CONTROLS ARE ADJUSTED. .

Description

Dispositif de commutation de lumière La présente invention concerne unLight switching device The present invention relates to a

dispositif au moyen duquel de la lumière peut être commutée en modifiant  device by means of which light can be switched by modifying

sélectivement la direction de son trajet.  selectively the direction of its journey.

Dans de nombreuses applications, il est devenu classique d'utiliser des faisceaux lumineux pour convoyer de l'information entre une source et une ou plusieurs destinations. La commutation de lumière dépend des possibilités qu'on a de dévier sélectivement un faisceau lumineux de son trajet rectiligne normal entre la source et la ou lesdites destinations, et un objet de la présente invention consiste à prévoir un dispositif offrant ces possibilités. Selon la présente invention, il est prévu un dispositif de commutation de lumière comprenant un miroir dont la position angulaire est déterminée par la (ou les) tension appliquée à un (ou plusieurs) dispositif piézo-électrique auquel le miroir est couplé mécaniquement, afin qu'un signal lumineux dirigé sur le miroir puisse être sélectivement réfléchi vers l'une quelconque d'une pluralité de destinations en commandant la (ou les) tension appliquée au (ou aux) dispositif piézo-électrique. Dans un exemple de réalisation, le miroir est monté pivotant sur un de ses côtés et il est couplé mécaniquement (soit directement ou indirectement) à un dispositif piézo-électrique unique, de telle sorte que la forme de ce dernier, qui est fonction de la tension de commmande qui lui est appliquée,. détermine la position angulaire du miroir autour  In many applications, it has become conventional to use light beams to convey information between a source and one or more destinations. The switching of light depends on the possibilities of selectively deflecting a light beam from its normal straight path between the source and the one or more destinations, and an object of the present invention is to provide a device with these capabilities. According to the present invention, there is provided a light switching device comprising a mirror whose angular position is determined by the (or) voltage applied to one (or more) piezoelectric device to which the mirror is mechanically coupled, so that a light signal directed at the mirror may be selectively reflected to any one of a plurality of destinations by controlling the voltage (or the) applied to the piezoelectric device (s). In an exemplary embodiment, the mirror is pivotally mounted on one of its sides and is mechanically coupled (either directly or indirectly) to a single piezoelectric device, so that the shape of the latter, which is a function of the command voltage applied to it ,. determines the angular position of the mirror around

dudit côté.said side.

Avantageusement, le dispositif piézo-électrique unique est fixé de telle façon que sa hauteur soit fonction de la tension qui lui est appliquée, et le miroir est en contact (direct ou indirect) sur le dispositif piézoélectrique, de sorte que sa position angulaire est fonction de la hauteur du dispositif piézo-électrique, elle-même fonction de la  Advantageously, the single piezoelectric device is fixed in such a way that its height is a function of the voltage applied to it, and the mirror is in contact (direct or indirect) on the piezoelectric device, so that its angular position is function the height of the piezoelectric device, itself a function of the

tension.voltage.

-2- Dans un autre exemple de réalisation, deux côtés opposés du miroir sont supportés respectivement par deux dispositifs piézo-électriques dont les tensions de commande peuvent être réglées séparément, de sorte qu'en modifiant les tensions appliquées aux deux dispositifs piézo-électriques, le miroir puisse pivoter autour d'un point entre ces derniers, afin de dévier sélectivement vers l'une quelconque d'une pluralité  In another embodiment, two opposite sides of the mirror are supported respectively by two piezoelectric devices whose control voltages can be adjusted separately, so that by changing the voltages applied to the two piezoelectric devices, the mirror can pivot about a point between them, in order to selectively deviate to any one of a plurality

de destinations un faisceau lumineux dirigé sur ledit point.  destinations a light beam directed on said point.

Chacune desdites destinations peut comporter un détecteur  Each of said destinations may comprise a detector

propre pour répondre au faisceau lumineux qui lui est adressé.  clean to respond to the light beam that is addressed to him.

Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement  The features of the invention mentioned above, as well as others, will appear more clearly

à la lecture de la description suivante d'exemples de  on reading the following description of examples of

réalisation, ladite description étant faite en relation avec  realization, said description being made in relation to

les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue de côté schématique d'une première forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention, et la Fig. 2 est une vue de côté schématique d'une seconde  the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic side view of a first embodiment of a device according to the invention, and FIG. 2 is a schematic side view of a second

forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention.  embodiment of a device according to the invention.

En se référant d'abord à la Fig. 1, il est montré un dispositif à cristal piézo-électrique 10 dont on peut faire varier la configuration externe en réglant la tension en courant continu qui lui est appliquée par l'intermédiaire de fils conducteurs 12. Le cristal 10 est fixé fermement à une embase 14, par sa face inférieure, par exemple, comme à la Fig. 1, de sorte que le niveau de sa face supérieure  Referring first to FIG. 1, there is shown a piezoelectric crystal device 10, the external configuration of which can be varied by adjusting the DC voltage applied thereto via conductive wires 12. The crystal 10 is fixed firmly to a base 14, by its underside, for example, as in FIG. 1, so that the level of its upper side

18 monte et descende en fonction de la tension appliquée.  18 goes up and down depending on the applied voltage.

Un miroir incliné 22 repose sur un côté 20 de la face supérieure 18 du cristal. Par un côté 22a, le miroir 22 est monté pivotant, au moyen d'une charnière, sur l'embase 14 (ou sur une autre pièce, non montrée, qui est fixe par rapport à l'embase 14). Comme il suffit que le miroir 22 puisse se déplacer angulairement autour dudit côté 22A, il peut être articulé sur l'embase 22 au moyen d'une liaison flexible au  An inclined mirror 22 rests on a side 20 of the upper face 18 of the crystal. By a side 22a, the mirror 22 is pivotally mounted, by means of a hinge, on the base 14 (or on another piece, not shown, which is fixed relative to the base 14). As it is sufficient that the mirror 22 can move angularly around said side 22A, it can be articulated on the base 22 by means of a flexible connection to the

lieu d'une charnière.place of a hinge.

Grâce à cet arrangement, l'angle < entre le miroir 22 et l'embase 14 peut être réglé en sélectant de façon adéquate -3- la tension appliquée par les fils 12 au cristal. Si on dirige alors un faisceau lumineux A sur le miroir, dans une direction particulière, l'angle/A entre le faisceau incident provenant de la source et le miroir est fonction de la hauteur (forme) du cristal piézo-électrique et, par conséquent, de la tension de commande appliquée au cristal. Donc, la tension de commande peut être utilisée pour diriger le signal lumineux incident vers l'une quelconque d'une pluralité de destinations D1, D2, D3, etc. Celles-ci peuvent comporter chacune un détecteur propre 23 pour répondre aux signaux lumineux qui leurs sont adressés. La Fig. 2 montre une variante du commutateur, dans laquelle on utilise deux dispositifs à cristal piézoélectriques 30a et 30b pour effectuer une commutation de faisceau sur l'un ou l'autre, ou sur les deux côtés d'un faisceau incident F. Dans ce cas, un miroir 32 est monté sur les deux dispositifs piézo-électriques 30a et 30b qui sont fixés sur une embase 34. En appliquant des tensions de commande appropriées aux dispositifs 30a et 30b, par l'intermédiaire des fils 36a et 36b, les hauteurs relatives des deux cristaux a et 30b peuvent être réglées sélectivement de façon à réfléchir le faisceau incident F vers les destinations E1, E2, E3, etc ou G1, G2, G3, etc. Dans les deux exemples de réalisation décrits ci-dessus, les miroirs 22 et 32 peuvent être des miroirs à large bande, ou bien ils peuvent être revêtus de façon à réfléchir uniquement les longueurs d'onde pour lesquelles il est prévu d'utiliser le commutateur. Le commutateur sera donc insensible aux interférences dues à de la lumière parasite de longueurs  With this arrangement, the angle entre between the mirror 22 and the base 14 can be adjusted by appropriately selecting the voltage applied by the wires 12 to the crystal. If then a light beam A is directed on the mirror, in a particular direction, the angle / A between the incident beam from the source and the mirror is a function of the height (shape) of the piezoelectric crystal and, therefore, , the control voltage applied to the crystal. Thus, the control voltage can be used to direct the incident light signal to any one of a plurality of destinations D1, D2, D3, etc. These may each comprise a detector 23 to respond to the corresponding light signals. Fig. 2 shows a variant of the switch, in which two piezoelectric crystal devices 30a and 30b are used to effect beam switching on one or the other, or on both sides of an incident beam F. In this case, a mirror 32 is mounted on the two piezoelectric devices 30a and 30b which are fixed on a base 34. By applying appropriate control voltages to the devices 30a and 30b, via the wires 36a and 36b, the relative heights of the two crystals a and 30b can be selectively adjusted so as to reflect the incident beam F to the destinations E1, E2, E3, etc. or G1, G2, G3, etc. In the two embodiments described above, the mirrors 22 and 32 may be broadband mirrors, or they may be coated so as to reflect only the wavelengths for which it is intended to use the switch. . The switch will be insensitive to interference due to stray light lengths

d'onde autres que celles du signal désiré.  other than those of the desired signal.

Pour réduire l'effet de diaphonie entre les différentes destinations, causé par la dispersion du faisceau, un film anti-diffusion (non montré), ou autre, peut être intercalé entre la source et le miroir, ou bien entre le miroir et  To reduce the crosstalk effect between different destinations, caused by beam scatter, an anti-scattering film (not shown), or the like, may be interposed between the source and the mirror, or between the mirror and

lesdits détecteurs.said detectors.

L'invention n'est pas limitée aux deux exemples de réalisation illustrés et l'on peut choisir une connexion -4 - mécanique quelconque entre le (ou les) dispositif piézo-électrique et le miroir, pourvu qu'elle permette de faire varier sélectivement la position angulaire du miroir en modifiant la (ou les) tension de commande appliquée au (ou aux) cristal piézoélectrique. -5-  The invention is not limited to the two exemplary embodiments illustrated and one can choose any mechanical connection -4 - between the (or) piezoelectric device and the mirror, provided that it allows to vary selectively the angular position of the mirror by modifying the (or the) control voltage applied to the piezoelectric crystal (or crystals). -5-

Claims (4)

REVENDICATIONS 1) Dispositif de commutation de lumière, caractérisé en ce qu'il comporte un miroir (22) dont la position angulaire est déterminée par la (ou les) tension appliquée à un (ou plusieurs) dispositif piézo-électrique (10) auquel le miroir (22) est mécaniquement couplé, afin qu'un signal lumineux dirigé sur le miroir (22) puisse être sélectivement réfléchi vers l'une quelconque d'une pluralité de destinations en commandant la (ou les) tension appliquée au (ou aux) dispositif  1) light switching device, characterized in that it comprises a mirror (22) whose angular position is determined by the (or) voltage applied to one (or more) piezoelectric device (10) to which the mirror (22) is mechanically coupled so that a light signal directed at the mirror (22) can be selectively reflected to any one of a plurality of destinations by controlling the voltage (s) applied to the one or more devices piézo-électrique (10).piezoelectric (10). 2) Dispositif de commutation de lumière selon la revendication 1, caractérisé en ce que le miroir (22) est monté pivotant par un de ses côtés (22a) et est couplé mécaniquement (directement ou indirectement) à un dispositif piézo-électrique unique (10), de sorte que la forme de ce dernier, qui est fonction de la tension qui lui est appliquée, détermine la position angulaire (O) du miroir (22) autour  2) Light switching device according to claim 1, characterized in that the mirror (22) is pivotally mounted by one of its sides (22a) and is mechanically coupled (directly or indirectly) to a single piezoelectric device (10). ), so that the shape of the latter, which is a function of the voltage applied to it, determines the angular position (O) of the mirror (22) around dudit côté (22a).said side (22a). 3) Dispositif de commutation de lumière selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif piézo-électrique (10) est fixé de telle manière que sa hauteur soit fonction de la tension de commande qui lui est appliquée, et en ce que le miroir (22) est en contact sur le dispositif (10) (directement ou indirectement), de telle manière que sa position angulaire (X) soit fonction de la hauteur du dispositif piézoélectrique (10), elle-même fonction de la tension.  3) A light switching device according to claim 2, characterized in that the piezoelectric device (10) is fixed in such a way that its height is a function of the control voltage applied to it, and in that the mirror (22) is in contact on the device (10) (directly or indirectly), such that its angular position (X) is a function of the height of the piezoelectric device (10), itself a function of the voltage. 4) Dispositif de commutation de lumière selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux côtés opposés du miroir (32) sont supportés respectivement par des dispositifs piézo-électriques (30a, 30b) dont les tensions de commande peuvent être réglées séparément, de sorte qu'en modifiant les tensions appliquées aux deux dispositifs piézo-électriques, le miroir puisse pivoter autour d'un point entre ces derniers pour réfléchir sélectivement vers l'une quelconque d'une pluralité de destinations un faisceau lumineux 4) A light switching device according to claim 1, characterized in that two opposite sides of the mirror (32) are supported respectively by piezoelectric devices (30a, 30b) whose control voltages can be adjusted separately, so that by changing the voltages applied to the two piezoelectric devices, the mirror can pivot about a point between them to selectively reflect to any one of a plurality of destinations a light beam dirigé sur ledit point.directed on that point. ) Système de commutation de lumière, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commutation de lumière  ) Light switching system, characterized in that it comprises a light switching device selon l'une des revendications 1 à 4, et en ce que chaque  according to one of claims 1 to 4, and in that each destination comporte un détecteur propre pour répondre au  destination has a clean detector to respond to faisceau de lumière qui lui est adressé.  beam of light that is addressed to him.
FR8714591A 1986-10-25 1987-10-22 LIGHT SWITCHING DEVICE Pending FR2605753A1 (en)

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GB08625591A GB2196754A (en) 1986-10-25 1986-10-25 Light switching mechanism

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