SE512393C2 - Opto-mechanical light changeover device - Google Patents
Opto-mechanical light changeover deviceInfo
- Publication number
- SE512393C2 SE512393C2 SE9203803A SE9203803A SE512393C2 SE 512393 C2 SE512393 C2 SE 512393C2 SE 9203803 A SE9203803 A SE 9203803A SE 9203803 A SE9203803 A SE 9203803A SE 512393 C2 SE512393 C2 SE 512393C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- prism
- prisms
- light
- fiber
- belonging
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- G02B6/2817—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 using reflective elements to split or combine optical signals
Abstract
Description
15 20 "25 30 512 393 2 visas en annan optisk omkopplare där en ljusstràle passerar ett roterbart och/eller nedsänkbart prisma. I prismats ena position passerar ljus oavlänkat i en första riktning och i prismats andra position avleds ljuset i en andra riktning. Problemet med den i det amerikanska patentet beskrivna anordningen är framförallt anordningens komplicerade utförande, dess frihetsgradsberoende vid mer komplicerade omkopplingar samt de relativt sett stora mekaniska rörelser som krävs vid omkoppling. 15 "25 30 512 393 2 shows another optical switch in which a light beam passes a rotatable and / or submersible prism. the device described in the US patent is above all the complicated design of the device, its degree of freedom dependence on more complicated switches and the relatively large mechanical movements required for switching.
Redogörelse för uppfinningen Ändamålet med föreliggande uppfinning är att skapa en billig och enkel optisk omkopplare. I sin enklaste utföringsform omfattar omkopplaren tvâ prismor med samma brytningsindex. Prismornas basytor är râtvinkliga likbenta trianglar. Enligt uppfinningen fastsättes en optisk fiber, via en gradientindexlins, i mitt- punkten på varje kateteryta hos prismorna. Då ljus leds in till den ena av de två fibrerna som hör till varje prisma, den s.k. mottagande fibern, sker totalreflektion i prismats hypotenusayta så att ljuset leds ut genom den andra av fibrerna på samma prisma, den s.k. sändande fibern. Då omkoppling önskas föres de bägge prismorna samman så att hypotenusaytorna tätt anligger mot varandra. Det inkommande ljuset till den mottagande fibern i varje prisma passerar härvid genom hypotenusaytan och vidare till nästa prisma där ljuset leds ut från detta nästa prismas sändande optiska fiber. Anordningen har de kännetecken som framgår av bifogade patentkrav och kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av föredragna utföringsexempel och med hänvisning till bifogade ritningar.Disclosure of the Invention The object of the present invention is to create a cheap and simple optical switch. In its simplest embodiment, the switch comprises two prisms with the same refractive index. The base surfaces of the prisms are right-angled isosceles triangles. According to the invention, an optical fiber, via a gradient index lens, is attached to the center of each catheter surface of the prisms. When light is conducted into one of the two fibers belonging to each prism, the so-called receiving fiber, total reflection takes place in the hypotenuse surface of the prism so that the light is conducted out through the other of the fibers on the same prism, the so-called transmitting the fiber. When switching is desired, the two prisms are brought together so that the hypotenuse surfaces abut closely against each other. The incoming light to the receiving fiber in each prism then passes through the hypotenuse surface and on to the next prism where the light is conducted out of the transmitting optical fiber of this next prism. The device has the features which appear from the appended claims and will now be described in more detail with the aid of preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings.
Figurbeskrivning Figur la visar en perspektivvy av en optisk omkopplare med fyra in- och utgångar, där omkopplaren kan manövreras i en av tre dimensionsriktningar.Figure description Figure 1a shows a perspective view of an optical switch with four inputs and outputs, where the switch can be operated in one of three dimensional directions.
Figur lb-lc visar en planvy av den optisk omkopplaren enligt figur la. 10 15 20 25 30 512 393 3 Figur 2a-2c visar en planvy av en alternativ optisk omkopplare med åtta in-och utgångar, där omkopplaren kan manövreras i två av tre dimensionsriktningar.Figures 1b-1c show a plan view of the optical switch according to figure 1a. Figures 2a-2c show a plan view of an alternative optical switch with eight inputs and outputs, where the switch can be operated in two of three dimensional directions.
Figur 3a-3b visar en perspektivvy av ytterligare en alternativ utföringsform av en optisk omkopplare med tjugofyra in- och utgångar, där omkopplaren kan manövreras i tre dimensions- riktningar.Figures 3a-3b show a perspective view of a further alternative embodiment of an optical switch with twenty-four inputs and outputs, where the switch can be operated in three dimensional directions.
Föredragen utföringsform En uppfinningsenlig optisk 2x2-omkopplare visas i figurerna la-c.Preferred embodiment A 2x2 switch according to the invention is shown in Figures 1a-c.
Omkopplaren omfattar två likformiga prismor 1, brytningsindex. Prismornas basytor ld, 1d', 2d, 2d' är formade 2 med samma som râtvinkliga likbenta trianglar. En rektangulär' yta 'vars lángsida utgöres av ett prismas bägge triangulära basytors hypotenusor benämnes en hypotenusayta la, 2a. En kvadratisk yta där två motstàende sidor utgöres av ett prismas bägge basytors parallella katetrar benämnes en kateteryta lb, lc, 2b, 2c. Mot varje kateteryta lb, lc, 2b, 2c är en cylindrisk gradientindex- lins 6, 7, 8, 9 fastsatt och mot varje prisma är en piezoelekt- risk kristall 20, 21 fastsatt vilket kommer att beskrivas närmare nedan. Gradientindexlinserna kallas härefter i beskrivningen för GRIN-linser. Omkopplaren omfattar även en till varje GRIN-lins hörande optisk fiber 12, 13, 14, 15 samt en indexmatchande film 19 som är fixerad mellan prismornas hypotenusaytor. Prismornas, GRIN-linsernas och filmens brytningsindex är i nedanstående utföringsexempel ca 1,46.The switch comprises two uniform prisms 1, refractive index. The base surfaces ld, 1d ', 2d, 2d' of the prisms are shaped 2 with the same as right-angled isosceles triangles. A rectangular 'surface' whose longitudinal side consists of the hypotenuse of both triangular base surfaces of a prism is called a hypotenuse surface 1a, 2a. A square surface where two opposite sides are constituted by the parallel catheters of both base surfaces of a prism is called a catheter surface 1b, 1c, 2b, 2c. Attached to each catheter surface 1b, 1c, 2b, 2c is a cylindrical gradient index lens 6, 7, 8, 9 and to each prism a piezoelectric crystal 20, 21 is attached which will be described in more detail below. The gradient index lenses are hereinafter referred to in the description as GRIN lenses. The switch also comprises an optical fiber 12, 13, 14, 15 associated with each GRIN lens and an index matching film 19 which is fixed between the hypotenuse surfaces of the prisms. The refractive index of the prisms, GRIN lenses and film is about 1.46 in the following embodiment.
Omkopplaren enligt figur la befinner sig i ett rum med tre dimensioner som representeras av en X-,Y- och Z-axel. Z-axeln visar i nedanstående beskrivning en höjdriktning. Enligt figuren vilar en rektangulär bottenplatta 27 i X/Y-planet. Plattan utgör omkopplarens undre del. På 'varje kortânda. hos bottenplattan befinner sig' tvâ mindre stag 25, var och en i närheten av làngsidorna. De mindre stagen sträcker sig i Z-axelns riktning och är med sina undre kortsidor fastsatta på bottenplattans ovansida. Mellan de fyra mindre stagen befinner sig tvà parallel- 10 15 20 25 30 35 512 393 4 lepipedformade piezoelektriska kristaller 20, 21 vilande mot bottenplattan. Kristallerna år var och en, med en av sina långa sidoytor fastsatta mot ett av de två stagparen vid bottenplattans kortsida. Mot var och en av de långa sidoytorna som är vända från de mindre stagen är två längre stag 26 i närheten av bottenplat- tans långsidor med sina mot bottenplattan vända undre parti fastsatta. Mot varje par av längre stag på dess från bottenplat- tan vända övre parti och mot den från kristallen vända sidan är ett av prismorna l, 2 med sin ena kateteryta 1c, 2b fastsatt. De två prismorna är så placerade att de två hypotenusaytorna la, 2a är vända mot 'varandra på ett avstånd av ca. 1 mm. Två av kateterytorna 1c, 2b är härvid parallella och befinner sig mitt emot varandra och de andra två kateterytorna lb, 2c är parallella och förskjutna i förhållande till varandra. Då en elektrisk spänning lägges över de piezoelektriska kristallerna utvidgar sig dessa så att prismorna 1, 2 tmingas i Y-axelns riktning mot varandra, till tät anliggning pá var sin sida av den indexmat- chande filmen 19. Då spänningen över kristallerna avlägsnas drager sig dessa åter samman till sina ursprungslägen. GRIN- linserna 6, 7, 8, 9 vars brytningsindex är samma som prismornas är var och en med sin ena kortsida fastsatta med indexmatchande lim mot en av kateterytorna. GRIN-linsens diameter är samma som den kvadratiska kateterytans sida, vilken sida har en längd av ca. 2 mm. Mot var och en av GRIN-linsernas andra kortsidas centrum är en optisk fiber fastsatt med samma ovan nämnda indexmatchande lim. Fibrer som är limmade mot GRIN-linser är en standardprodukt som finns att köpa i fackhandeln. De optiska fibrernas diameter är väsentligt mindre än GRIN-linsernas, ett vanligt förhållande är 1:16.The switch according to Figure 1a is located in a room with three dimensions represented by an X, Y and Z axis. The Z-axis shows a height direction in the description below. According to the figure, a rectangular base plate 27 rests in the X / Y plane. The plate forms the lower part of the switch. On 'every short end. at the bottom plate there are two smaller struts 25, each in the vicinity of the long sides. The smaller struts extend in the direction of the Z-axis and are attached to the top of the bottom plate with their lower short sides. Between the four smaller struts are two parallel-lepiped-shaped piezoelectric crystals 20, 21 resting against the bottom plate. The crystals are each, with one of its long side surfaces attached to one of the two pairs of struts at the short side of the bottom plate. Against each of the long side surfaces facing from the smaller struts, two longer struts 26 are attached in the vicinity of the long sides of the base plate with their lower part facing the base plate. Against each pair of longer struts on its upper portion facing away from the base plate and towards the side facing away from the crystal, one of the prisms 1, 2 with its one catheter surface 1c, 2b is fixed. The two prisms are placed so that the two hypotenuse surfaces 1a, 2a are facing each other at a distance of approx. 1 mm. Two of the catheter surfaces 1c, 2b are in this case parallel and are located opposite each other and the other two catheter surfaces 1b, 2c are parallel and offset relative to each other. When an electrical voltage is applied across the piezoelectric crystals, they expand so that the prisms 1, 2 tinge in the direction of the Y-axis towards each other, to close abutment on each side of the index-matching film 19. When the voltage across the crystals is removed, they contract reunited to their original positions. The GRIN lenses 6, 7, 8, 9, whose refractive index is the same as the prisms, are each with one short side attached with index-matching glue to one of the catheter surfaces. The diameter of the GRIN lens is the same as the side of the square catheter surface, which side has a length of approx. 2 mm. To the center of each of the other short sides of the GRIN lenses, an optical fiber is attached with the same above-mentioned index-matching adhesive. Fibers that are glued to GRIN lenses are a standard product that can be bought in specialist shops. The diameter of the optical fibers is significantly smaller than that of the GRIN lenses, a common ratio is 1:16.
Enligt figur lb mottages ljus såsom framgår av pilarna till en av de två optiska fibrerna som hör till varje prisma, den s.k. mottagande fibern 12, 14. Den mottagande fibern 12, 14 leder ljuset, vars stràlgàng 22a, 23a visas i figuren, in till den första GRIN-linsens centrum, vilken lins härefter benämnes mottagande lins 6, 8. GRIN-linserna. påverkar' det inkommande ljuset att divergera i linsens längdriktning såsom strålgången 22a, 23a visar. Gradientindexlinsens längd är så dimensionerad 10 15 20 25 30 35 512 395 5 att ljusknippet vid inträngandet i. prismat J. är väsentligen parallellt. Det till prismorna inkommande ljuset totalreflekteras i prismornas hypotenusaytor la, 2a och transporteras vidare till den andra GRIN-linsen som hör till samma prisma. Denna andra GRIN-lins benämnes härefter sändande lins 7, 9. Efter inträngan- det i den sändande linsen konvergerar ljuset i linsens läng- driktning. GRIN-linsens längd är så dimensionerad att ljusknippet vid utträdandet ur denna är väsentligen fokuserat till en punkt innanför den inre diametern på den till den sändande linsen 7, 9 hörande optiska fibern, som härefter benämnes den sändande fibern 13, 15. I omkopplarens passiva läge, d.v.s. då spänningen ej är lagd över de piezoelektriska kristallerna 20, 21, transporteras alltså ljus från de mottagande fibrerna 12, 14 i varje prisma till de sändande fibrerna 13, 15 i samma prisma.According to Figure 1b, light is received as shown by the arrows of one of the two optical fibers belonging to each prism, the so-called the receiving fiber 12, 14. The receiving fiber 12, 14 directs the light, whose beam path 22a, 23a is shown in the figure, into the center of the first GRIN lens, which lens is hereinafter referred to as the receiving lens 6, 8. The GRIN lenses. causes the incoming light to diverge in the longitudinal direction of the lens as the beam path 22a, 23a shows. The length of the gradient index lens is dimensioned so that the light beam on penetration into the prism J. is substantially parallel. The light entering the prisms is totally reflected in the hypotenuse surfaces 1a, 2a of the prisms and is transported on to the second GRIN lens which belongs to the same prism. This second GRIN lens is hereinafter referred to as transmitting lens 7, 9. After penetrating the transmitting lens, the light converges in the longitudinal direction of the lens. The length of the GRIN lens is dimensioned so that the light beam on its exit is substantially focused to a point inside the inner diameter of the optical fiber belonging to the transmitting lens 7, 9, which is hereinafter referred to as the transmitting fiber 13, 15. In the passive position of the switch , ie thus, when the voltage is not applied across the piezoelectric crystals 20, 21, light is transported from the receiving fibers 12, 14 in each prism to the transmitting fibers 13, 15 in the same prism.
I figur lc har omkoppling skett genom att en spänning lagts över de piezoelektriska kristallerna 20, 21 så att dessa utvidgats i Y-axelns riktning. De bägge prismornas hypotenusaytor har härvid bringats i riktning mot varandra till tät anliggning mot var sin sida av den indexmatchande filmen 19, Den indexmatchande filmen, vars plana yta är större eller lika med prismornas hypotenusaytor la, 2a, är fixerad i bottenplattan mellan prismorna parallellt med hypotenusaytorna. Fixeringen av filmen är inte visad i figur la. Filmen 19 består av en elastisk polymer som medger tät anliggning mellan filmen och prismorna så att ingen luft strålgång 22b, inkommer till prismorna och passerar härvid genom hypotenusaytor- innesluts. Ljus, vars 23b visas i figuren, na istället för att totalreflekteras i dessa. I omkopplarens aktiva läge, dvs då spänningen är pàlagd över de piezoelektriska kristallerna, transporteras ljus fràn de mottagande fibrerna 12, 131 14 i varje prisma 1, 2 till de sändande fibrerna 15, motstáende prisma 2, 1.In Figure 1c, switching has taken place by applying a voltage across the piezoelectric crystals 20, 21 so that they expand in the direction of the Y-axis. The hypotenuse surfaces of the two prisms have in this case been brought into close contact with each other towards each side of the index-matching film 19. The index-matching film, the flat surface of which is greater than or equal to the hypotenuse surfaces 1a, 2a of the prisms hypotenuse testers. The fixation of the film is not shown in Figure 1a. The film 19 consists of an elastic polymer which allows a tight abutment between the film and the prisms so that no air beam 22b enters the prisms and passes through the hypotenuse surface. Lights, whose 23b is shown in the figure, na instead of being fully reflected in these. In the active position of the switch, i.e. when the voltage is applied across the piezoelectric crystals, light is transported from the receiving fibers 12, 131 14 in each prism 1, 2 to the transmitting fibers 15, opposite prism 2, 1.
En annan uppfinningsenlig utföringsform visas i figurerna 2a-c där omkopplaren befinner sig i ett rum med tre dimensioner som representeras av en X-, Y- och Z-axel. Z-axeln visar i nedan- stående beskrivning en höjdriktning. Omkopplaren omfattar här fyra prismor 31, 32, 33, 34 vars basytor 35 är rätvinkliga 10 15 20 25 _30 35 512 393: 6 likbenta trianglar. Mot varje prismas hypotenusayta 31a är tvà GRIN-linser med cirkulärt tvärsnitt med sin ena kortsida fastsatta. Omkopplaren har i figurerna endast åskådliggörs med en planvy över X/Y-planet och hypotenusaytan 31a visas endast som ett rakt streck. Hypotenusaytorna som breder ut sig i XJZ- respektive Y/Z-planet är rektangulära med kortsidan samma som diametern hos en GRIN-lins 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 och långsidan samma som två linsers sammanlagda diameter. Mot var och en av GRIN-linsernas andra kortsida är optiska fibrer 36, 37, 38 fastsatta såsom förut beskrivits. De fyra prismorna vilar med sina triangulåra basytor i X/Y-planet och är vända med basytans triangelspets mot varandra. Píezoelektriska kristaller är så anordnade att_prismorna 31, 32, 33, 34 förflyttar sig i triang- elspetsens riktning mot en gemensam mittpunkt P då en elektrisk spänning lägges över den till varje prisma hörande kristallen.Another embodiment according to the invention is shown in Figures 2a-c where the switch is located in a room with three dimensions which is represented by an X, Y and Z axis. The Z-axis shows a height direction in the description below. The switch here comprises four prisms 31, 32, 33, 34 whose base surfaces 35 are right-angled 10 15 20 25 _30 35 512 393: 6 isosceles triangles. Against the hypotenuse surface 31a of each prism, two GRIN lenses of circular cross-section with one short side are attached. The switch has only been illustrated in the figures with a plan view of the X / Y plane and the hypotenuse surface 31a is shown only as a straight line. The hypotenuse surfaces extending in the XJZ and Y / Z planes, respectively, are rectangular with the short side the same as the diameter of a GRIN lens 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 and the long side the same as the combined diameter of two lenses. Optical fibers 36, 37, 38 are attached to each of the other short sides of the GRIN lenses as previously described. The four prisms rest with their triangular base surfaces in the X / Y plane and are facing each other with the triangular tip of the base surface. Piezoelectric crystals are arranged so that the prisms 31, 32, 33, 34 move in the direction of the triangle tip towards a common center point P when an electrical voltage is applied across the crystal belonging to each prism.
Kristallerna är inte visade i figurerna men är fastsatta enligt samma princip som tidigare visats. Mellan prismornas kateterytor befinner sig en indexmatchande film 39. Filmen omfattar fyra transparenta skivor, vilka var och en är åtminstone lika stor som en kateteryta. Varje sådan skiva befinner sig mellan två prismors kateterytor 3lc, 32b. Den indexmatchande filmen visas i figurerna som ett tvärsnitt med formen av ett kors där korsets fyra grenar var och en har en längd större än eller lika med längden av en basytas kateter. Filmens höjd i Z-axelns riktning är större eller lika med diametern hos en GRIN-lins. Korsets mittpunkt samman- faller med den gemensamma punkten P. Ijuset representeras i figurerna 2a-c av pilar med olika fyllning. Exempelvis represen- terar en första pil 53 med mörk fyllning som pekar in mot omkopplaren, inkommande ljus och en andra pil 54 med samma mörka fyllning som pekar ut från omkopplaren representerar det tidigare infallande ljuset då detta utkommer ur omkopplaren.The crystals are not shown in the figures but are fixed according to the same principle as previously shown. Between the catheter surfaces of the prisms is an index-matching film 39. The film comprises four transparent discs, each of which is at least as large as a catheter surface. Each such disc is located between catheter surfaces 3lc, 32b of two prisms. The index matching film is shown in the figures as a cross section in the shape of a cross where the four branches of the cross each have a length greater than or equal to the length of a base surface catheter. The height of the film in the Z-axis direction is greater than or equal to the diameter of a GRIN lens. The center of the cross coincides with the common point P. The light is represented in Figures 2a-c by arrows with different fillings. For example, a first arrow 53 with dark fill pointing towards the switch represents incoming light and a second arrow 54 with the same dark fill pointing out from the switch represents the previously incident light as it emerges from the switch.
I figur 2a visas omkopplaren i sitt passiva läge, dvs då ingen spänning lagts över de piezoelektriska kristallerna. Inkommande ljus transporteras härvid från varje prismas 31 mottagande fiber 36 och totalreflekteras först i prismats ena kateteryta 3lb och sedan i prismats andra kateteryta 31c för att därefter utkomma fràn samma prismas sändande fiber 37. Ljusets utbredning genom de 10 15 20 25 30 35 512 393 7 olika komponenterna i omkopplaren sker på samma sätt som visats i föregående utföringsexempel.Figure 2a shows the switch in its passive position, ie when no voltage is applied across the piezoelectric crystals. Incoming light is then transported from the receiving fiber 36 of each prism 31 and is totally reflected first in one catheter surface 3lb of the prism and then in the second catheter surface 31c of the prism to then emerge from the transmitting fiber 37 of the same prism. the various components of the switch take place in the same way as shown in the previous exemplary embodiment.
I figur 2b visas omkopplaren i ett aktivt läge. En spänning har här lagts över tre av de fyra piezoelektriska kristallerna så att tre av prismorna 31, 32, 33 har förflyttat sig med den triangel- formade basytans spets mot den gemensamma punkten P till tät anliggning mot den indexmatchande filmen 39. Såsom framgår av figuren sker totalreflektion i samtliga fall då ljus med en viss vinkel träffar en yta som gränsar till ett medium med lägre brytningsindex medan ljuset behåller sin ursprungliga riktning så länge ljuset utbreder sig i ett medium med samma brytningsindex.Figure 2b shows the switch in an active position. A voltage has been applied here over three of the four piezoelectric crystals so that three of the prisms 31, 32, 33 have moved with the tip of the triangular base surface towards the common point P to closely abut against the index-matching film 39. As can be seen from the figure total reflection occurs in all cases when light with a certain angle hits an area adjacent to a medium with a lower refractive index while the light retains its original direction as long as the light propagates in a medium with the same refractive index.
I figuren framgår ljusets utbredning med hjälp av pilarna, där två pilar med samma typ av fyllning representerar ett ljusknippes in- resp. utgång till/från omkopplaren.The figure shows the spread of light with the help of the arrows, where two arrows with the same type of filling represent the in- and resp. output to / from the switch.
I figur 2c visas omkopplaren i ett annat aktivt läge, dvs en spänning har lagts över samtliga piezoelektriska kristaller så att de fyra prismorna 31, 32, 33, 34 härvid alla har förflyttat sig mot punkten P. Ljuset från samtliga mottagande fibrer transporteras i detta fall oavlänkat rakt genom omkopplaren utan totalreflektion vilket framgår av pilarna i figur 2c.Figure 2c shows the switch in another active position, ie a voltage has been applied across all piezoelectric crystals so that the four prisms 31, 32, 33, 34 have all moved towards the point P. The light from all receiving fibers is transported in this case straight away straight through the switch without total reflection as shown by the arrows in figure 2c.
I figurerna 3a-b visas ett annat uppfinningsenligt utföringsexem- pel där omkopplaren omfattar sex pyramidformade prismor 61, 62, 63, 64, 65, 66 vars basytor har formen av en kvadrat och där en sidoyta intar vinkeln 45° i förhållande till basytan. Mot varje prismas basyta är fyra GRIN-linser 69, 70, 71, 72 med sin ena kortsida fastsatta och mot gradientindexlinsernas andra kortsida är en optisk fiber fastsatt. GRIN-linsen fastsättes med sin ena kortsida i närheten av basytans ena sida så att linsens kortsida då denna projiceras ner' mot pyramidens 'motstående sidodyta, befinner sig mellan den triangelformade sidoytans bägge ben.Figures 3a-b show another embodiment according to the invention where the switch comprises six pyramid-shaped prisms 61, 62, 63, 64, 65, 66 whose base surfaces have the shape of a square and where a side surface takes the angle 45 ° relative to the base surface. Four GRIN lenses 69, 70, 71, 72 with one short side are attached to the base surface of each prism and an optical fiber is attached to the other short side of the gradient index lenses. The GRIN lens is fixed with one short side near one side of the base surface so that the short side of the lens, when projected downwards 'towards the opposite side surface of the pyramid', is located between the two legs of the triangular side surface.
Fastsättningen av de olika komponenterna sker på samma sätt såsom tidigare beskrivits. Prismorna är så anordnade att deras pyramidspetsar samtliga pekar mot en gemensam punkt Q. Centralt mellan prismorna befinner sig en indexmatchande film 82. Den indexmatchande filmen omfattar tolv transparenta triangelformade 10 15 20 25 30 35 512 395' 8 skivor 83 där varje skiva är åtminstone lika stor som ett prismas sidoyta. De transparenta skivorna är uppspända på en kubformad ställning med stag uppsatta mellan de diametralt motsatta hörnen hos kuben. Den indexmatchande filmens mittpunkt sammanfaller härvid med den gemensamma punkten Q. På varje prisma är en piezoelektrisk kristall så anordnad att prismat kan förflyttas i samma riktning som den pyramidformade spetsen pekar. De piezoe- lektriska kristallerna är inte visade i figurerna 3a-3b.The fixing of the various components takes place in the same way as previously described. The prisms are arranged so that their pyramid tips all point towards a common point Q. Central between the prisms is an index-matching film 82. The index-matching film comprises twelve transparent triangular-shaped discs 83 where each disc is at least equal large as the side surface of a prism. The transparent discs are clamped on a cube-shaped stand with struts set up between the diametrically opposite corners of the cube. The center of the index-matching film then coincides with the common point Q. On each prism, a piezoelectric crystal is arranged so that the prism can be moved in the same direction as the pyramid-shaped tip points. The piezoelectric crystals are not shown in Figures 3a-3b.
Figur 3a visar omkopplaren i sitt passiva läge, dvs då ingen spänning har lagts över de piezoelektriska kristallerna. I figuren visas endast inkommande ljus till två av fibrerna, vilket åskådliggjorts med inkommande ofyllda respektive fyllda pilar. Inkommande ljus transporteras enligt figuren från varje prismas mottagande fiber och totalreflekteras först i prismats ena sidoyta och sedan i prismats andra motstående sidoyta för att därefter utfalla från samma prismas sändande fiber. I figuren framgår ljusets utbredning med hjälp av pilarna, där två pilar med samma typ av fyllning representerar ett ljusknippes in- resp. utgång till/från omkopplaren.Figure 3a shows the switch in its passive position, ie when no voltage has been applied across the piezoelectric crystals. The figure shows only incoming light for two of the fibers, which is illustrated with incoming unfilled and filled arrows, respectively. Incoming light is transported according to the figure from the receiving fiber of each prism and is totally reflected first in one side surface of the prism and then in the other opposite side surface of the prism and then precipitates from the transmitting fiber of the same prism. The figure shows the spread of light with the help of the arrows, where two arrows with the same type of filling represent the in- and resp. output to / from the switch.
I figur 3b visas omkopplaren i ett aktivt läge. Här har spänning lagts över två av de sex piezoelektriska kristallerna. Såsom framgår av figuren sker totalreflektion i samtliga fall då ljus träffar en yta som gränsar till ett medium med lägre brytningsin- dex medan ljuset behåller sin ursprungliga riktning så länge ljuset utbreder sig i samma medium, vilket visas med hjälp av pilarna i figur 3b.Figure 3b shows the switch in an active position. Here, voltage has been applied across two of the six piezoelectric crystals. As can be seen from the figure, total reflection takes place in all cases when light hits an area adjacent to a medium with a lower refractive index while the light retains its original direction as long as the light propagates in the same medium, as shown by the arrows in figure 3b.
Uppfinningen som ovan med några utföringsexempel beskrivits uppnår till en jämförelsevis ringa kostnad önskat resultat utan onödig komplexitet och utan några speciella krav på det in- fallande innehålla variationer men ändå hållas uppfinningsenliga. De ovan nämnda piezoelektriska kristallerna kan ersättas med exempelvis en stegmotor eller annan likvärdig förflyttningsanordning. Den indexmatchande filmens utförande kan ljuset. Ovan nämnda anordningar kan naturligtvis inom ramen för det varieras så länge den uppfyller sin funktion. Filmen kan även 512 595 9 helt avlägsnas om det är möjligt att åstadkomma så tät anliggning mellan tvá prismaytor att ingen luft innesluts. De i utför- ingsexemplen angivna lângdmåtten samt brytningsindex skall inte ses som nödvändiga för uppfinningen utan endast som förslag. Det är naturligtvis inte nödvändigt att fullständigt bestycka prismorna med GRIN-linser, i de fall alla kopplingsmöjligheter inte önskas utnyttjas. Uppfinningen är alltså inte begränsad till de ovan beskrivna och på ritningarna visade utföringsformerna, utan kan modifieras inom ramen för de bifogade patentkraven.The invention as described above with some exemplary embodiments achieves the desired result at a comparatively low cost without unnecessary complexity and without any special requirements on the incident contain variations but are still kept according to the invention. The above-mentioned piezoelectric crystals can be replaced by, for example, a stepper motor or other equivalent displacement device. The design of the index-matching film knows the light. The above-mentioned devices can, of course, be varied within the scope thereof as long as it fulfills its function. The film can also be completely removed if it is possible to achieve such a tight abutment between two prism surfaces that no air is trapped. The length dimensions and refractive indices specified in the embodiments are not to be regarded as necessary for the invention but only as suggestions. Of course, it is not necessary to fully equip the prisms with GRIN lenses, in cases where all coupling options are not desired to be used. The invention is thus not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, but can be modified within the scope of the appended claims.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9203803A SE512393C2 (en) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Opto-mechanical light changeover device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9203803A SE512393C2 (en) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Opto-mechanical light changeover device |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9203803D0 SE9203803D0 (en) | 1992-12-17 |
| SE9203803L SE9203803L (en) | 1994-06-18 |
| SE512393C2 true SE512393C2 (en) | 2000-03-13 |
Family
ID=20388155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9203803A SE512393C2 (en) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Opto-mechanical light changeover device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE512393C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1260841A1 (en) * | 2001-05-19 | 2002-11-27 | Lucent Technologies Inc. | GRIN fiber lenses |
-
1992
- 1992-12-17 SE SE9203803A patent/SE512393C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1260841A1 (en) * | 2001-05-19 | 2002-11-27 | Lucent Technologies Inc. | GRIN fiber lenses |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE9203803D0 (en) | 1992-12-17 |
| SE9203803L (en) | 1994-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6034821A (en) | Optomechanical components for use as optical interconnects | |
| US4636030A (en) | Optical alignment apparatus utilizing prismatic elements | |
| US7876985B2 (en) | Optical rotating data transmission device of short overall length | |
| US6483961B1 (en) | Dual refraction index collimator for an optical switch | |
| MXPA00012024A (en) | Planar array optical switch and method. | |
| US6081635A (en) | Microoptical module with a WDM filter and an optical isolator for fiber-optic amplifier systems | |
| JP2003075745A (en) | Optical device | |
| JPH0915514A (en) | Switch for optical fiber | |
| JPH0273204A (en) | Variable ratio beam splitter and beam launcher | |
| JP2003202450A (en) | Collimator array | |
| EP1376179A3 (en) | Laminated optical waveguide array, optical beam collecting device and laser emission device | |
| US7027203B2 (en) | Combination micromachine and optical device array | |
| US4415239A (en) | Reflection rejection spherical optical train composed of tipped lens elements | |
| US7382948B2 (en) | Optical switch | |
| SE512393C2 (en) | Opto-mechanical light changeover device | |
| US8310766B2 (en) | Two-dimensional lensing arrangment for optical beam collimation and beam orientation | |
| US20030138210A1 (en) | Optical fiber with collimated output having low back-reflection | |
| US4828348A (en) | Fiber optic telescope | |
| ES2080165T3 (en) | EXPLORATION DEVICE. | |
| WO2001095007A2 (en) | An optical switch using collimated arrays with non-collinear beams | |
| CN1166968C (en) | Apparatus and method for switching-over light path | |
| US6678438B2 (en) | Apparatus and method for switching an optical path | |
| US20030185497A1 (en) | Optical switch | |
| JP6554891B2 (en) | Optical connector | |
| CN208737040U (en) | A kind of photoswitch of 1 × N-port |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |