WO1998035257A1 - Switching arrangement for switching and coupling a light beam into at least one output fibre - Google Patents

Switching arrangement for switching and coupling a light beam into at least one output fibre Download PDF

Info

Publication number
WO1998035257A1
WO1998035257A1 PCT/EP1998/000633 EP9800633W WO9835257A1 WO 1998035257 A1 WO1998035257 A1 WO 1998035257A1 EP 9800633 W EP9800633 W EP 9800633W WO 9835257 A1 WO9835257 A1 WO 9835257A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
switching arrangement
arrangement according
optics
output
deflection
Prior art date
Application number
PCT/EP1998/000633
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Steffen Glöckner
Rolf GÖRING
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. filed Critical Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Priority to EP98913546A priority Critical patent/EP0958520A1/en
Publication of WO1998035257A1 publication Critical patent/WO1998035257A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/35Optical coupling means having switching means
    • G02B6/351Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/3524Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being refractive
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/35Optical coupling means having switching means
    • G02B6/351Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/3524Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being refractive
    • G02B6/3526Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being refractive the optical element being a lens
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/35Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/35543D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a volume
    • G02B6/35581xN switch, i.e. one input and a selectable single output of N possible outputs

Definitions

  • Switching arrangement for switching and coupling a light bundle into at least one output fiber
  • the invention relates to a switching arrangement for switching and coupling a light beam into at least one output fiber according to the preamble of the main claim.
  • Mono odefaserschalter are important components for optical communications and 'optical metrology.
  • a fiber switch is used to couple light that is emitted from one or more input single-mode fibers into different output single-mode fibers, with an adjusting mechanism ensuring that the light can be switched into the different output channels or fibers.
  • Various configurations are conceivable for the arrangement of the input single-mode fibers and output single-mode fibers, for example with an MxN Fiber switch M input channels switchable into N output channels.
  • US Pat. No. 5,479,541 An improvement is described in US Pat. No. 5,479,541, the same structure being chosen and only each fiber additionally being provided with a collimation lens. It has been shown that the required adjustment tolerances of the output modules, ie the output fibers with collimation optics, are more favorable, which enables more cost-effective production. Otherwise, the disadvantages described above remain.
  • US Pat. No. 5,434,936 discloses a switching arrangement in which the input fiber is connected to a rotating mechanism and the longitudinal fiber axis lies parallel to the rotating axis, but is offset laterally to the rotating axis. The output fibers are arranged in the same way.
  • each output fiber is additionally provided with a permanent magnet, which is intended to ensure that the optimal position of the fibers relative to one another is set and maintained when switching to the corresponding output fiber.
  • the number of output fibers is very limited, essentially due to the actuation mechanism and the greatly increasing manufacturing effort when adding further output fibers.
  • the invention is therefore based on the object of providing a switching arrangement for switching and coupling a light bundle emitted by at least one input fiber into an output fiber of a plurality of output fibers, which ensures a large number of output channels, short switching times and simple and therefore inexpensive installation , where it should also be as compact as possible.
  • the travel ranges required are extremely short and thus enable short switching times (typically 1 ms) and it can be built very simply and compactly.
  • the deflected optical beams are processed in such a way that they can be efficiently coupled into the output fibers by means of deflecting optics and separate focusing optics.
  • the switching arrangement according to the invention forms a microsystem, in which each output fiber has a separate coupling optics, all of which Coupling optics (focusing optics and deflection optics) are at least partially arranged in the array.
  • Coupling optics focusing optics and deflection optics
  • the possibility of using lens and / or fiber arrays with equidistant spacing of the fibers or lenses is made possible by the deflecting optics, which deflect the collimated deflected bundle back into the original direction. Due to the design as a microsystem, the lens defects are so small that no complicated objectives are necessary, but "single lenses" can be used with limited diffraction. According to the invention, all individual lenses in the system have small lateral dimensions (beam deflection and collimation optics, focusing optics).
  • Inexpensive piezo actuators that are commercially available in large variations of the performance features can be used as control elements.
  • a measuring device connected to a processing unit can be provided, which measures the position of the respective deflected beam in relation to the optimal position for coupling into the respective output fiber, and the processing unit generates a control signal for the steep elements. This ensures that the individual positions of the output fibers can be approached with high precision and thus guarantees the stability of the optical parameters in the event of changing environmental conditions, such as temperature and air humidity.
  • arrays of optical and electronic components can be used, which are inexpensive to manufacture and assemble, as well as the large number of Further promote output channels.
  • Very simple micro-optical components such as microlenses, microlens arrays, prism arrays, which can be produced with comparatively little effort, can be used.
  • the optical functioning of the micro-optical components is diffraction-limited, which enables efficient coupling into the output fibers (losses ⁇ 1 dB).
  • the adjustment paths of the control elements are in the range of a few 10 ⁇ m, so that switching times in the range of
  • the switching arrangement according to the invention is functional in any wavelength ranges, the materials used here having to be adapted to the corresponding wavelength ranges with regard to their properties, such as transparency and refractive index.
  • FIG. 1 is a schematic side view of the switching arrangement according to the invention in different positions of the deflection and collimation optics with respect to the input fiber,
  • FIG. 1 is a perspective view of the embodiment of FIG. 1,
  • Fig. 3 is a view of a plurality of quadrant detectors in one two-dimensional array are arranged
  • FIG 4 shows schematic views for the adjustment possibilities of the input fiber and the deflection and collimation optics relative to one another.
  • a 1 ⁇ N switching arrangement which has an input fiber 2 and a plurality of output fibers 6.
  • the output fibers 6 are arranged two-dimensionally in accordance with FIG. 2 and, forming a two-dimensional array, are mounted and fastened in a holder 11.
  • a lens 1 is arranged in front of the input fiber 2 as a deflection and collimation optics, which lens is arranged in two directions, for example x- and y-direction, in relation to the input fiber 2 via an adjusting element 10, the adjustment directions of which are indicated by the arrows 12 , is movable.
  • the lens is preferably designed as a microlens with a small focal length, for example 1 mm with a diameter of 0.5-1 mm.
  • a detector device 7 for determining the position of the respective deflected beam relative to the optimal coupling position into the output fibers 6 is one Downstream deflection optics 4 and a subsequent focusing optics arrangement 5 are provided, which consists of a plurality of focusing optics assigned to the respective output fiber, both the individual focusing optics and the output fibers in the same lateral Chen distance from each other.
  • the deflecting optics 4 and the focusing optics arrangement 5, as can be seen in FIG. 2, are designed as prism arrays and microlens arrays.
  • the lens array as focusing optics 5 has a numerical aperture adapted to the output fibers.
  • FIG. 3 shows the detector arrangement 7, which has a plurality of quadrant detectors arranged in rows and columns, consisting of four
  • the detector device 7 is connected to a processing unit (not shown) which, depending on the output signals of the respective quadrant detector, generates a control or regulating signal to the actuating element 10 designed as a piezo element. Depending on the control signal, the deflection and collimation optics are adjusted in two directions relative to the input fiber 2.
  • the adjusting element designed as a piezo actuator, the electronic processing unit and the detector arrangement form the adjusting device for the lens 1, which is shown as a “control loop”.
  • the detector arrangement 7 as a measuring device for the position of the beam can be dispensed with and only the processing unit can be provided, so that the actuating device consists of an actuating element and processing unit or a control unit, the processing or control unit being the control signal as a control signal for the actuating element is generated depending on the position of the output fiber and the position of the lens and / or the input fiber.
  • the switching arrangement works as follows.
  • the input single-mode fiber 2 emits a beam 15 at its end.
  • the processing unit (not shown) supplies an actuating signal to the piezo actuator 10, which laterally shifts the lens 1 connected to it relative to the input fiber 2.
  • 1 shows three different beam paths for coupling into three different output fibers 6.
  • the lens 1 serves both as collimation optics and as a beam deflector.
  • the individual deflected and collimated beams 15 are after the route
  • Lens 1 is removed, the detector device 7 is arranged and the bundles can be transformed according to the output channels or output fibers 6 separately.
  • the individual prisms 4a, 4b of the prism array which are designed differently from one another
  • the subsequent lens array 5 with the numerical aperture adapted to the output fibers 6 focuses the individual bundles on the output fibers 6 in each case.
  • the respective quadrant detector of the detector arrangement 7 measures and determines the position of the respective deflected bundle and delivers the measurement signal to the processing unit (not shown). In this unit it is determined whether the measured beam is in an optimal position relative to the respective output fiber 6 and accordingly a control signal for controlling the actuating element is tes 10 generated.
  • the adjusting element 10 adjusts the lens 1 until it deflects the beam in accordance with the optimal position.
  • the prism array 4 and the lens array 5 are possible. Of course, they can be arranged separately from each other as individual elements. A further system integration is possible if the prism array 4 and the lens array 5 are mounted on one and the same substrate.
  • the deflection optics 4 can also be designed as a single lens, the focal length of which corresponds to the distance from the beam deflection and collimation optics.
  • the deflection optics it is also conceivable for the deflection optics to be dispensed with, but here the lateral distances between the output fibers differ from one another. There are small additional losses that can be tolerated depending on the application.
  • FIG. 4 shows the adjustment options of the input fiber and the deflection and collimation optics relative to one another.
  • the lens 1 is adjusted two-dimensionally, ie in two directions
  • the input fiber 2 is adjusted in two directions and the lens 1 is fixed
  • the input fiber 2 is in one direction and the lens 1 is adjusted in the other direction
  • FIG. 4d the deflection and collimation optics are realized by two lenses 13 and 14, the one lens 13 being moved in one direction and the other lens 14 in the other direction.
  • the input fiber 2 has a waist diameter of 4 ⁇ m.
  • the individual quadrant detectors enclose a transparent area with a diameter of 450 ⁇ m, so that the width of the detector structures is approximately 20 ⁇ m.
  • the detector elements can consist of silicon.
  • prism structures with angles of 0, ⁇ 1.72 ° and ⁇ 3.43 ° with a refractive index of 1.5 would be necessary.
  • Lens arrays should have a numerical aperture of 0.25 and an aspherical surface shape.
  • the working distance of the fibers from the lens array is approximately 1 mm.
  • the required adjustment range of the piezo actuator is 60 ⁇ m x 60 ⁇ m.
  • the switching times for this adjustment are of the order of 1 ms.
  • the light beam emitted by an input fiber is coupled into one or more output fibers.
  • an input fiber can also be used with a free space bundle, for example from a laser, which is focused with a first optical system in such a way that the focus has similar dimensions and the local position of the radiation emitted by the fiber (in the "pure" fiber switch) Light beam.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

A switching arrangement is disclosed for switching and coupling a light beam irradiated by at least one optical element, such as an input fibre (2), into at least one output fibre among a number of output fibres (6). A beam deflecting and collimating optic (1) connected to an adjusting device with an adjusting element (10) is associated with the irradiated light beam or input fibre (2). Depending on an adjustment signal, the adjusting element (10) laterally shifts the input fibre (2) and the beam deflecting and collimating optic (1) in relation to one another, so that the collimated beam may be coupled via a deflecting optic (4) and a focusing optic (5) into at least one output fibre among a number of output fibres (6) arranged at a distance from the beam deflecting and collimating optic.(1).

Description

Schaltanordnung zum Schalten und Einkoppeln eines Lichtbündels in mindestens eine AusgangsfaserSwitching arrangement for switching and coupling a light bundle into at least one output fiber
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung zum Schalten und Einkoppeln eines Lichtbündels in mindestens eine Ausgangsfaser nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs .The invention relates to a switching arrangement for switching and coupling a light beam into at least one output fiber according to the preamble of the main claim.
Mono odefaserschalter sind wichtige Komponenten für die optische Nachrichtentechnik und' die optische Meßtechnik. Über einen Faserschalter wird Licht, das aus einer oder mehreren Eingangsmonomodefasern abgestrahlt wird, in verschiedene Ausgangsmonomodefasern eingekoppelt, wobei über einen Stellmechanismus sichergestellt wird, daß das Licht in die verschiedenen Ausgangskanäle bzw. -fasern geschaltet werden kann. Dabei sind für die Anordnung der Eingangsmonomodefasern und Ausgangsmonomodefasern verschiedene Konfigu- rationen denkbar, beispielsweise sind bei einem MxN- Faserschalter M Eingangskanäle in N Ausgangskanäle schaltbar.Mono odefaserschalter are important components for optical communications and 'optical metrology. A fiber switch is used to couple light that is emitted from one or more input single-mode fibers into different output single-mode fibers, with an adjusting mechanism ensuring that the light can be switched into the different output channels or fibers. Various configurations are conceivable for the arrangement of the input single-mode fibers and output single-mode fibers, for example with an MxN Fiber switch M input channels switchable into N output channels.
Es sind eine Reihe von Anordnungen für Faserschalter bekannt, die die Schaltfunktion mit einer Bewegung der Eingangsfaser bezüglich der Ausgangsfasern realisieren. Diese Konzepte nutzen im wesentlichen rein mechanische Prinzipien. Aus der US 4 896 935 ist ein lxN-Faserschalter bekannt, der eine Eingangsfaser aufweist, die in einer Ebene so gedreht wird, daß sie mehrere Ausgangsfasern, die radial angeordnet sind, bedienen kann, wobei in jeder Schaltposition die Eingangs- und die entsprechende Ausgangsfaser nahezu in Kontakt sind, so daß keine optischen Komponenten be- nötigt werden, um hohe Koppeleffizienzen zu garantieren. Die erforderliche Drehbewegung kann durch verschiedene Aktuatoren ermöglicht werden, wobei jedoch die SchaltZeiten zwischen benachbarten Kanälen deutlich geringer sind als zwischen den äußeren Kanälen. Durch die Anordnung aller Fasern nebeneinander in einer Ebene ist die maximal mögliche Zahl der Aus- gangsfasern N beschränkt. Eine Montage erfordert eine schwierige Ausrichtung der einzelnen Fasern.A number of arrangements for fiber switches are known which implement the switching function by moving the input fiber with respect to the output fibers. These concepts essentially use purely mechanical principles. From US 4,896,935 an IxN fiber switch is known which has an input fiber which is rotated in one plane in such a way that it can serve a plurality of output fibers which are arranged radially, the input and the corresponding output fiber in each switching position are almost in contact, so that no optical components are required to guarantee high coupling efficiencies. The required rotary movement can be made possible by various actuators, but the switching times between adjacent channels are significantly shorter than between the outer channels. The maximum possible number of output fibers N is limited by the arrangement of all fibers next to one another in one plane. Assembly requires difficult alignment of the individual fibers.
Eine Verbesserung wird in der US 5 479 541 beschrieben, wobei der gleiche Aufbau gewählt wird und lediglich jede Faser zusätzlich mit einer Kollimationsoptik versehen wird. Es hat sich gezeigt, daß sich die erforderlichen Justiertoleranzen der Ausgangsmodule, d.h. der Ausgangsfasern mit Kollimationsoptik, günstiger gestalten, was eine kostengünstigere Fertigung ermöglicht. Ansonsten bleiben die oben beschriebenen Nachteile vorhanden. In der US 5 434 936 ist eine Schaltanordnung offenbart, bei der die Eingangsfaser mit einem Drehmechanismus verbunden ist und die Faserlängsachse parallel zur Drehachse liegt, aber seitlich zur Drehachse ver- setzt ist. In gleicher Weise sind die Ausgangsfasern angeordnet. Die Schaltfunktion wird über magnetische Kräfte realisiert und jede Ausgangsfaser ist zusätzlich mit einem Permanentmagneten versehen, der sicherstellen soll, daß beim Schalten auf die entspre- chende Ausgangsfaser, die optimale Position der Fasern zueinander eingestellt und gehalten wird. Auch in dieser Anordnung ist die Anzahl der Ausgangsfasern, im wesentlichen durch den Aktuationsmechanismus und den sich stark vergrößernden Fertigungsaufwand beim Hinzufügen von weiteren Ausgangsfasern sehr beschränkt .An improvement is described in US Pat. No. 5,479,541, the same structure being chosen and only each fiber additionally being provided with a collimation lens. It has been shown that the required adjustment tolerances of the output modules, ie the output fibers with collimation optics, are more favorable, which enables more cost-effective production. Otherwise, the disadvantages described above remain. US Pat. No. 5,434,936 discloses a switching arrangement in which the input fiber is connected to a rotating mechanism and the longitudinal fiber axis lies parallel to the rotating axis, but is offset laterally to the rotating axis. The output fibers are arranged in the same way. The switching function is implemented using magnetic forces and each output fiber is additionally provided with a permanent magnet, which is intended to ensure that the optimal position of the fibers relative to one another is set and maintained when switching to the corresponding output fiber. In this arrangement, too, the number of output fibers is very limited, essentially due to the actuation mechanism and the greatly increasing manufacturing effort when adding further output fibers.
Eine weitere Anordnung (US 5 483 608) versucht das Problem der kostengünstigen Montage dadurch zu lösen, daß sich alle Ausgangsfasern in Führungen, zum Beispiel in V-Nuten befinden und die Eingangsfaser beim Schaltvorgang jeweils in die Führung der entsprechenden Ausgangsfaser gebracht und bis auf Anschlag auf die Ausgangsfaser bewegt wird. Die nötige Genauigkeit der verschiedenen Stellbewegungen wird damit stark reduziert. Eine große Anzahl von Ausgangsfasern ist mit dieser Anordnung möglich, aber aufgrund der notwendigen großen Stellwege kann die Schaltung nur sehr langsam erfolgen.Another arrangement (US Pat. No. 5,483,608) attempts to solve the problem of inexpensive assembly in that all the output fibers are in guides, for example in V-grooves, and the input fiber is brought into the guide of the corresponding output fiber during the switching process and up to the stop is moved to the output fiber. The required accuracy of the various positioning movements is thus greatly reduced. A large number of output fibers is possible with this arrangement, but due to the large travel ranges required, the switching can only take place very slowly.
Alle Lösungen nach dem Stand der Technik haben den Nachteil, daß sie nicht gleichzeitig eine große Ausgangskanalzahl N, kleine Schaltzeiten und einfacher und damit kostengünstige Montage garantieren können. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanordnung zum Schalten und Einkoppeln eines von mindestens einer Eingangsfaser abgestrahlten Licht - bündeis in eine Ausgangsfaser einer Mehrzahl von Aus- gangsfasern zu schaffen, die eine große Ausgangskanalzahl, kleine Schaltzeiten und eine einfache und damit kostengünstige Montage gewährleistet, wobei sie zusätzlich möglichst kompakt sein soll.All solutions according to the prior art have the disadvantage that they cannot simultaneously guarantee a large number of output channels N, short switching times and simple and therefore inexpensive installation. The invention is therefore based on the object of providing a switching arrangement for switching and coupling a light bundle emitted by at least one input fiber into an output fiber of a plurality of output fibers, which ensures a large number of output channels, short switching times and simple and therefore inexpensive installation , where it should also be as compact as possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.This object is achieved by the characterizing features of the main claim in conjunction with the features of the preamble.
Dadurch, daß dem abgestrahlten Lichtbündel bzw. der Eingangsfaser eine Strahlablenk- und Kollimationsoptik zugeordnet ist und eine vorzugsweise miniaturisierte Stelleinrichtung vorgesehen ist, die die Eingangsfaser und die Strahlablenk- und Kollimationsoptik relativ zueinander lateral verschiebt, derart, daß das kollimierte Strahlenbündel in mindestens eineCharacterized in that the emitted light bundle or the input fiber is assigned a beam deflection and collimation optics and a preferably miniaturized adjusting device is provided which laterally displaces the input fiber and the beam deflection and collimation optics relative to one another such that the collimated beam bundle into at least one
Ausgangsfaser der Mehrzahl von mit Abstand zu der Strahlablenk- und Kollimationsoptik angeordneten Ausgangsfasern einkoppelbar ist, kann eine große Anzahl von Ausgangskanälen (typischerweise N = 10-200) , die vorzugsweise zweidimensional angeordnet sind, vorgesehen werden. Die benötigten Stellwege sind extrem gering und ermöglichen damit kurze Schaltzeiten (typischerweise 1 ms) und es kann sehr einfach und kompakt gebaut werden. Über eine Umlenkoptik und separa- ten Fokussieroptiken werden jeweils die abgelenkten optischen Strahlenbündel so aufbereitet, daß sie effizient in die Ausgangsfasern gekoppelt werden können. Insgesamt bildet die erfindungsgemäße Schaltanordnung ein Mikrosystem, bei dem jede Ausgangsfaser eine separate Koppeloptik besitzt, wobei alle die Koppeloptiken (Fokussieroptik und Umlenkoptik) zumindest teilweise im Array angeordnet sind. Die Möglichkeit, Linsen- und/oder Faserarrays mit äquidistantem Abstand der Fasern oder Linsen zu verwenden, wird durch die Umlenkoptik möglich, die das kollimierte abgelenkte Bündel in die ursprüngliche Richtung zurücklenkt . Durch die Ausbildung als Mikrosystem sind die Linsenfehler so klein, daß keine komplizierten Objektive notwendig sind, sondern es kann mit "Ein- zellinsen" beugungsbegrenzt gearbeitet werden. Entsprechend der Erfindung haben alle Einzellinsen im System kleine Lateraldimensionen (Strahlablenk- und Kollimationsoptik, Fokussieroptik) .Output fiber of the plurality of output fibers arranged at a distance from the beam deflection and collimation optics can be coupled, a large number of output channels (typically N = 10-200), which are preferably arranged in two dimensions, can be provided. The travel ranges required are extremely short and thus enable short switching times (typically 1 ms) and it can be built very simply and compactly. The deflected optical beams are processed in such a way that they can be efficiently coupled into the output fibers by means of deflecting optics and separate focusing optics. Overall, the switching arrangement according to the invention forms a microsystem, in which each output fiber has a separate coupling optics, all of which Coupling optics (focusing optics and deflection optics) are at least partially arranged in the array. The possibility of using lens and / or fiber arrays with equidistant spacing of the fibers or lenses is made possible by the deflecting optics, which deflect the collimated deflected bundle back into the original direction. Due to the design as a microsystem, the lens defects are so small that no complicated objectives are necessary, but "single lenses" can be used with limited diffraction. According to the invention, all individual lenses in the system have small lateral dimensions (beam deflection and collimation optics, focusing optics).
Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich. Als Stellelemente können kostengünstige und in großen Variationen der Leistungsmerkmale kommerziell verfügbare Piezoaktuatoren verwendet wer- den. Weiterhin kann eine mit einer Verarbeitungseinheit verbundene Meßvorrichtung vorgesehen sein, die die Lage des jeweiligen abgelenkten Strahlenbündels in bezug auf die optimale Position zur Einkopplung in die jeweilige Ausgangsfaser mißt, und wobei die Ver- arbeitungseinheit ein Regelsignal für die Steilelemente erzeugt. Dadurch wird -sichergestellt , daß die einzelnen Positionen der Ausgangsfasern mit hoher Präzision angefahren werden können und garantiert damit die Stabilität der optischen Parameter bei sich verändernden Umweltbedingungen, wie Temperatur, Luft- feuchte. Durch die zweidimensionale Anordnung der Ausgangskanäle bzw. der Ausgangsfasern können Arrays von optischen und elektronischen Komponenten (z.B. Detektoren) Verwendung finden, die die kostengünstige Herstellung und Montage sowie die große Anzahl von Ausgangskanälen weiter fördern. Es können sehr einfache und mit vergleichsweise geringem Aufwand herstellbare Mikrooptikkomponenten, wie Mikrolinsen, Mikrolinsenarrays, Prismenarrays verwendet werden.Advantageous further developments and improvements are possible through the measures specified in the subclaims. Inexpensive piezo actuators that are commercially available in large variations of the performance features can be used as control elements. Furthermore, a measuring device connected to a processing unit can be provided, which measures the position of the respective deflected beam in relation to the optimal position for coupling into the respective output fiber, and the processing unit generates a control signal for the steep elements. This ensures that the individual positions of the output fibers can be approached with high precision and thus guarantees the stability of the optical parameters in the event of changing environmental conditions, such as temperature and air humidity. Due to the two-dimensional arrangement of the output channels or the output fibers, arrays of optical and electronic components (for example detectors) can be used, which are inexpensive to manufacture and assemble, as well as the large number of Further promote output channels. Very simple micro-optical components, such as microlenses, microlens arrays, prism arrays, which can be produced with comparatively little effort, can be used.
Die optische Funktionsweise der Mikrooptikkomponenten ist beugungsbegrenzt , was eine effiziente Kopplung in die Ausgangsfasern (Verluste < 1 dB) ermöglicht. Die Verstellwege der Stellelemente liegen im Bereich von wenigen 10 μm, so daß Schaltzeiten im Bereich vonThe optical functioning of the micro-optical components is diffraction-limited, which enables efficient coupling into the output fibers (losses <1 dB). The adjustment paths of the control elements are in the range of a few 10 μm, so that switching times in the range of
1 ms bis unter 100 μm erzielt werden können. Weiterhin sind hohe Kanalisolationen erreichbar (50 dB) . Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Schaltanordnung in beliebigen Wellenlängenbereichen funktions- fähig, wobei hier die verwendeten Materialien hinsichtlich ihrer Eigenschaften, wie Transparenz und Brechzahl, auf die entsprechenden Wellenlängenbereiche anzupassen sind.1 ms to less than 100 μm can be achieved. High channel isolations can also be achieved (50 dB). In addition, the switching arrangement according to the invention is functional in any wavelength ranges, the materials used here having to be adapted to the corresponding wavelength ranges with regard to their properties, such as transparency and refractive index.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. Show it:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Schaltanordnung in verschiedenen Stellungen der Ablenk- und Kollimationsoptik in bezug auf die Eingangsfaser,1 is a schematic side view of the switching arrangement according to the invention in different positions of the deflection and collimation optics with respect to the input fiber,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1,2 is a perspective view of the embodiment of FIG. 1,
Fig. 3 eine Ansicht auf eine Mehrzahl von Quadrantendetektoren, die in einem zweidimensionalen Array angeordnet sind, undFig. 3 is a view of a plurality of quadrant detectors in one two-dimensional array are arranged, and
Fig. 4 schematische Ansichten für die Ver- Stellmöglichkeiten der Eingangsfaser und der Ablenk- und Kollimationsoptik relativ zueinander.4 shows schematic views for the adjustment possibilities of the input fiber and the deflection and collimation optics relative to one another.
In Fign. 1 und 2 ist eine 1 x N-Schaltanordnung dar- gestellt, die eine Eingangsfaser 2 und eine Mehrzahl von Ausgangsfasern 6 aufweist. Die Ausgangsfasern 6 sind entsprechend Fig. 2 zweidimensional angeordnet und sind, ein zweidimensionales Array bildend, in einem Halter 11 montiert und befestigt. Vor die Ein- gangsfaser 2 ist als Ablenk- und Kollimationsoptik eine Linse 1 angeordnet, die über ein Stellelement 10, dessen Verstellrichtungen durch die Pfeile 12 angedeutet sind, in bezug auf die Eingangsfaser 2 in zwei Richtungen, zum Beispiel x- und y-Richtung, be- wegbar ist. Die Linse ist vorzugsweise als Mikrolinse mit geringer Brennweite, zum Beispiel 1 mm mit einem Durchmesser von 0,5 - 1 mm ausgebildet.In Figs. 1 and 2, a 1 × N switching arrangement is shown, which has an input fiber 2 and a plurality of output fibers 6. The output fibers 6 are arranged two-dimensionally in accordance with FIG. 2 and, forming a two-dimensional array, are mounted and fastened in a holder 11. A lens 1 is arranged in front of the input fiber 2 as a deflection and collimation optics, which lens is arranged in two directions, for example x- and y-direction, in relation to the input fiber 2 via an adjusting element 10, the adjustment directions of which are indicated by the arrows 12 , is movable. The lens is preferably designed as a microlens with a small focal length, for example 1 mm with a diameter of 0.5-1 mm.
In einer ausreichenden Entfernung 3 von der Linse 1, die so gewählt werden muß, daß die jeweiligen abgelenkten und kollimierten Strahlenbündel räumlich voneinander getrennt sind, ist eine Detektorvorrichtung 7 zum Bestimmen der Lage des jeweiligen abgelenkten Bündels relativ zur optimalen Einkoppelposition in die Ausgangsfasern 6, eine nachgeschaltete Umlenkoptik 4 und eine sich anschließende Fokussieroptikan- ordnung 5 vorgesehen, die aus einer Mehrzahl von der jeweiligen Ausgangsfaser zugeordneten Fokussieropti- ken besteht, wobei sowohl die einzelnen Fokussierop- tiken als auch die Ausgangsfasern im gleichen seitli- chen Abstand zueinander liegen. Die Umlenkoptik 4 und die Fokussieroptikanordnung 5 sind, wie in Fig. 2 zu erkennen ist, als Prismenarray und Mikrolinsenarray ausgebildet. Das Linsenarray als Fokussieroptik 5 weist eine den Ausgangsfasern angepaßte numerische Apertur auf .At a sufficient distance 3 from the lens 1, which must be selected so that the respective deflected and collimated beams are spatially separated from one another, a detector device 7 for determining the position of the respective deflected beam relative to the optimal coupling position into the output fibers 6 is one Downstream deflection optics 4 and a subsequent focusing optics arrangement 5 are provided, which consists of a plurality of focusing optics assigned to the respective output fiber, both the individual focusing optics and the output fibers in the same lateral Chen distance from each other. The deflecting optics 4 and the focusing optics arrangement 5, as can be seen in FIG. 2, are designed as prism arrays and microlens arrays. The lens array as focusing optics 5 has a numerical aperture adapted to the output fibers.
In Fig. 3 ist die Detektoranordnung 7 dargestellt, die eine Mehrzahl von in Zeilen und Spalten angeord- neten Quadrantendetektoren aufweist, die aus vier3 shows the detector arrangement 7, which has a plurality of quadrant detectors arranged in rows and columns, consisting of four
Einzelelementen 8a,b,c,d besteht. Der von den Einzelsegmenten 8a bis 8d ringförmig umfaßte Mittelbereich 9 ist transparent. Die Detektorvorrichtung 7 ist mit einer nicht dargestellten Verarbeitungseinheit ver- bunden, die abhängig von den Ausgangssignalen des jeweiligen Quadrantendetektors ein Steuer- bzw. Regelsignal an das als Piezoelement ausgebildete Stell- element 10 erzeugt. Abhängig von dem Regelsignal wird die Ablenk- und- Kollimationsoptik relativ zur Ein- gangsfaser 2 in zwei Richtungen verstellt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bilden das als Pie- zoaktuator ausgebildete Stellelement, die elektronische Verarbeitungseinheit und die Detektoranordnung die Stelleinrichtung für die Linse 1, die als "Regel- kreis" dargestellt ist. In einer anderen Ausführungsform kann auf die Detektoranordnung 7 als Meßvorrichtung der Lage des Strahlenbündels verzichtet werden und lediglich die Verarbeitungseinheit vorgesehen sein, so daß die Stelleinrichtung aus Stellelement und Verarbeitungseinheit bzw. einer Steuereinheit besteht, wobei die Verarbeitungs- bzw. Steuereinheit das Stellsignal als Steuersignal für das Stellelement abhängig von der Lage der Ausgangsfaser und der Lage der Linse und/oder der Eingangsfaser erzeugt. Die Funktionsweise der Schaltanordnung ist wie folgt. Die Eingangsmonomodefaser 2 strahlt an ihrem Ende ein Strahlenbündel 15 ab. Abhängig von der Lage der Aus- gangsfaser 6, in die das Strahlbündel 13 eingekoppelt werden soll, liefert die nicht dargestellte Verarbeitungseinheit ein Stellsignal an den Piezoaktuator 10, der die mit ihm verbundene Linse 1 relativ zu der Eingangsfaser 2 lateral verschiebt. In Fig. 1 sind drei verschiedene Strahlengänge zur Einkoppelung in drei verschiedene Ausgangsfasern 6 dargestellt. Die Linse 1 dient gleichzeitig als Kollimationsoptik und als Strahlablenker . Die einzelnen abgelenkten und kollimierten Strahlenbündel 15 sind nach der StreckeIndividual elements 8a, b, c, d exist. The central region 9 encircled by the individual segments 8a to 8d is transparent. The detector device 7 is connected to a processing unit (not shown) which, depending on the output signals of the respective quadrant detector, generates a control or regulating signal to the actuating element 10 designed as a piezo element. Depending on the control signal, the deflection and collimation optics are adjusted in two directions relative to the input fiber 2. In the exemplary embodiment shown, the adjusting element designed as a piezo actuator, the electronic processing unit and the detector arrangement form the adjusting device for the lens 1, which is shown as a “control loop”. In another embodiment, the detector arrangement 7 as a measuring device for the position of the beam can be dispensed with and only the processing unit can be provided, so that the actuating device consists of an actuating element and processing unit or a control unit, the processing or control unit being the control signal as a control signal for the actuating element is generated depending on the position of the output fiber and the position of the lens and / or the input fiber. The switching arrangement works as follows. The input single-mode fiber 2 emits a beam 15 at its end. Depending on the position of the output fiber 6 into which the beam 13 is to be coupled, the processing unit (not shown) supplies an actuating signal to the piezo actuator 10, which laterally shifts the lens 1 connected to it relative to the input fiber 2. 1 shows three different beam paths for coupling into three different output fibers 6. The lens 1 serves both as collimation optics and as a beam deflector. The individual deflected and collimated beams 15 are after the route
3 der Freiraumausbreitung räumlich voneinander ge- trennt. In der Ebene, die um die Strecke 3 von der3 of the free space expansion spatially separated from each other. In the plane that is about the distance 3 from the
Linse 1 entfernt ist, ist die Detektorvorrichtung 7 angeordnet und die Bündel können entsprechend den Ausgangskanälen bzw. Ausgangsfasern 6 separat transformiert werden. Die einzelnen unterschiedlich zuein- ander ausgebildeten Prismen 4a, 4b des PrismenarraysLens 1 is removed, the detector device 7 is arranged and the bundles can be transformed according to the output channels or output fibers 6 separately. The individual prisms 4a, 4b of the prism array which are designed differently from one another
4 bewirken eine Umlenkung des jeweiligen einzelnen Strahlenbündels, derart, daß dieses wieder parallel zur optischen Achse läuft. Das nachfolgende Linsen- array 5 mit der den Ausgangsfasern 6 angepaßten nume- rischen Apertur fokussiert die einzelnen Bündel jeweils auf die Ausgangsfasern 6.4 cause a deflection of the respective individual beam in such a way that it again runs parallel to the optical axis. The subsequent lens array 5 with the numerical aperture adapted to the output fibers 6 focuses the individual bundles on the output fibers 6 in each case.
Der jeweilige Quadrantendetektor der Detektoranordnung 7 mißt und bestimmt die Lage des jeweiligen ab- gelenkten Bündels und liefert das Meßsignal an die nicht dargestellte Verarbeitungseinheit. In dieser Einheit wird festgestellt, ob das gemessene Strahlenbündel sich in einer optimalen Lage relativ zu der jeweiligen Ausgangsfaser 6 befindet und entsprechend wird ein Regelsignal zur Ansteuerung des Stellelemen- tes 10 erzeugt. Das Stellelement 10 verstellt die Linse 1 solange, bis sie den Strahl entsprechend der optimalen Position ablenkt.The respective quadrant detector of the detector arrangement 7 measures and determines the position of the respective deflected bundle and delivers the measurement signal to the processing unit (not shown). In this unit it is determined whether the measured beam is in an optimal position relative to the respective output fiber 6 and accordingly a control signal for controlling the actuating element is tes 10 generated. The adjusting element 10 adjusts the lens 1 until it deflects the beam in accordance with the optimal position.
Es sind unterschiedliche Ausbildungen des Prismenar- rays 4 und des Linsenarrays 5 möglich. Selbstverständlich können sie voneinander getrennt als Einzel - elemente angeordnet werden. Eine weitere Systemintegration ist möglich, wenn das Prismenarray 4 und das Linsenarray 5 auf ein und demselben Substrat angebracht sind. Die Umlenkoptik 4 kann auch als Einzel- linse ausgebildet sein, deren Brennweite dem Abstand zur Strahlablenk- und Kollimationsoptik entspricht.Different configurations of the prism array 4 and the lens array 5 are possible. Of course, they can be arranged separately from each other as individual elements. A further system integration is possible if the prism array 4 and the lens array 5 are mounted on one and the same substrate. The deflection optics 4 can also be designed as a single lens, the focal length of which corresponds to the distance from the beam deflection and collimation optics.
Es ist auch denkbar, daß auf die Umlenkoptik verzichtet wird, wobei hier jedoch .die lateralen Abstände der Ausgangsfasern zueinander unterschiedlich sind. Es treten kleine Zusatzverluste auf, die je nach Anwendung tolerierbar sein können.It is also conceivable for the deflection optics to be dispensed with, but here the lateral distances between the output fibers differ from one another. There are small additional losses that can be tolerated depending on the application.
In Fig. 4 sind die Verstellmöglichkeiten der Eingangsfaser und der Ablenk- und Kollimationsoptik relativ zueinander dargestellt. In Fig. 4a) wird die Linse 1 zweidimensional, d.h. in zwei Richtungen, verstellt, in Fig. 4b) wird die Eingangsfaser 2 in zwei Richtungen verstellt und die Linse 1 steht fest, in Fig. 4c) wird die Eingangsfaser 2 in eine Richtung und die Linse 1 in die andere Richtung verstellt und Fig. 4d) ist die Ablenk- und Kollimationsoptik durch zwei Linsen 13 und 14 realisiert, wobei die eine Linse 13 in die eine Richtung und die andere Linse 14 in die andere Richtung bewegt werden. Durch die Ausführungen nach Fign. 4c) und 4d) kann eine mechanische Entkopplung der x- und der y-Bewegung bei der Ver- Schiebung erzielt werden. Es folgt nun ein Beispiel für die Realisierung der erfindungsgemäßen Schaltanordnung .4 shows the adjustment options of the input fiber and the deflection and collimation optics relative to one another. In Fig. 4a) the lens 1 is adjusted two-dimensionally, ie in two directions, in Fig. 4b) the input fiber 2 is adjusted in two directions and the lens 1 is fixed, in Fig. 4c) the input fiber 2 is in one direction and the lens 1 is adjusted in the other direction and FIG. 4d) the deflection and collimation optics are realized by two lenses 13 and 14, the one lens 13 being moved in one direction and the other lens 14 in the other direction. Through the explanations according to FIGS. 4c) and 4d), mechanical decoupling of the x and y movements during displacement can be achieved. An example of the implementation of the switching arrangement according to the invention now follows.
Es wird ein Wellenlängenbereich von λ = 0,78 μm ge- wählt. Die Eingangsfaser 2 hat einen Taillendurchmesser von 4 μm. Die nachfolgende Ablenk- und Kollimationsoptik weist eine Brennweite von f = 1 mm und eine numerische Apertur von 0,25 auf. Die kollimier- ten Bündel nach der Kollimationsoptik haben einen Taillendurchmesser von etwa 250 μm. Das entspricht einer Rayleighlänge von 6 cm. Wird nun zwischen zwei benachbarten Positionen die Kollimationsoptik um v = 15 μm ausgelenkt, so wird das Bündel um einen Winkel θ = v/f = 15 mrad abgelenkt. In einem Abstand von 3,3 cm nach der Kollimationslinse haben die Zentren der benachbarten Bündel einen Abstand von 500 μm. Dieser ist gleich dem lateralen Abstand (Pitchmaß) der nachfolgenden Optiken. Die einzelnen Quadrantendetektoren umschließen einen transparenten Bereich mit einem Durchmesser von 450 μm, so daß die Breite der Detektorstrukturen etwa 20 μm beträgt. Die Detektorelemente können in diesem Fall aus Silizium bestehen. Für die Realisierung eines 1 x 25-Schalters wären Prismenstrukturen mit Winkeln von 0, ± 1,72° und ± 3,43° bei einer Brechzahl von 1,5 nötig. DieA wavelength range of λ = 0.78 μm is selected. The input fiber 2 has a waist diameter of 4 μm. The following deflection and collimation optics have a focal length of f = 1 mm and a numerical aperture of 0.25. The collimated bundles after the collimation optics have a waist diameter of about 250 μm. This corresponds to a Rayleigh length of 6 cm. If the collimation optics are now deflected by v = 15 μm between two adjacent positions, the bundle is deflected by an angle θ = v / f = 15 mrad. At a distance of 3.3 cm after the collimation lens, the centers of the neighboring bundles are 500 μm apart. This is equal to the lateral distance (pitch dimension) of the following optics. The individual quadrant detectors enclose a transparent area with a diameter of 450 μm, so that the width of the detector structures is approximately 20 μm. In this case, the detector elements can consist of silicon. To implement a 1 x 25 switch, prism structures with angles of 0, ± 1.72 ° and ± 3.43 ° with a refractive index of 1.5 would be necessary. The
Linsenarrays sollten eine numerische Apertur von 0,25 und eine asphärische Oberflächenform besitzen. Der Arbeitsabstand der Fasern von dem Linsenarray beträgt etwa 1 mm. Der benötigte Stellbereich des Piezostel- lers ist 60 μm x 60 μm. Die Schaltzeiten für diese Verstellung liegen in der Größenordnung von 1 ms.Lens arrays should have a numerical aperture of 0.25 and an aspherical surface shape. The working distance of the fibers from the lens array is approximately 1 mm. The required adjustment range of the piezo actuator is 60 μm x 60 μm. The switching times for this adjustment are of the order of 1 ms.
In den oben beschriebenen Beispielen wird das von einer Eingangsfaser abgestrahlte Lichtbündel in eine oder mehrere Ausgangsfasern eingekoppelt. Anstatt eine Eingangsfaser vorzusehen, kann auch mit einem Freiraumbündel zum Beispiel von einem Laser gearbeitet werden, das mit einer ersten Optik derart fokus- siert wird, daß der Fokus ähnliche Dimensionen und die örtliche Lage des von der Faser (in dem "reinen" Faserschalter) abgestrahlten Lichtbündels hat. In the examples described above, the light beam emitted by an input fiber is coupled into one or more output fibers. Instead of Providing an input fiber can also be used with a free space bundle, for example from a laser, which is focused with a first optical system in such a way that the focus has similar dimensions and the local position of the radiation emitted by the fiber (in the "pure" fiber switch) Light beam.

Claims

Patentansprüche claims
1. Schaltanordnung zum Schalten und Einkoppeln eines von mindestens einem optischen Element abge- strahlten Lichtbündels in mindestens eine Aus- gangsfaser einer Mehrzahl von Ausgangsfasern, wobei dem abgestrahlten Lichtbündel eine Strahlablenk- und Kollimationsoptik (1,13,14) zugeordnet ist und eine Stelleinrichtung (10,7) vorge- sehen ist, die das abgestrahlte Lichtbündel und die Strahlablenk- und Kollimationsoptik (1,13,14) relativ zueinander lateral verschiebt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Strahlablenk- und Kollimationsoptik eine Umlenkoptik (4) nachgeschaltet ist, die das kol- limierte abgelenkte Strahlenbündel in die Richtung parallel zur optischen Achse umlenkt und daß jeder Ausgangsfaser eine Fokussieroptik zugeordnet ist, die das jeweilige Strahlenbündel in die Ausgangsfaser einkoppelt.1. Switching arrangement for switching and coupling a light beam emitted by at least one optical element into at least one output fiber of a plurality of output fibers, the emitted light bundle being assigned a beam deflection and collimation optics (1, 13, 14) and an actuating device ( 10.7) is provided, which laterally shifts the emitted light bundle and the beam deflection and collimation optics (1,13,14) relative to one another, characterized in that the beam deflection and collimation optics are followed by a deflection optics (4) which the col - Limited deflected beams are deflected in the direction parallel to the optical axis and that each output fiber is assigned focusing optics which couples the respective beams into the output fiber.
2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das das Lichtbündel abstrahlende optische Element eine Eingangsfaser ist.2. Switching arrangement according to claim 1, characterized in that the optical element emitting the light beam is an input fiber.
3. Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die einzelnen Fokus- sieroptiken (5) als auch die Ausgangsfasern (6) im gleichen seitlichen Abstand zueinander lie- gen.3. Switching arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that both the individual focusing optics (5) and the output fibers (6) lie at the same lateral distance from one another.
4. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkoptik (4) als Linse ausgebildet ist, deren Brennweite dem Abstand zur Strahlablenk- und Kollimationsoptik entspricht.4. Switching arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the deflecting optics (4) is designed as a lens, the focal length corresponds to the distance to the beam deflection and collimation optics.
5. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkoptik5. Switching arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the deflecting optics
(4) als Prismenarray und/oder die Fokussieropti- ken (5) als Linsenarray ausgebildet sind.(4) as a prism array and / or the focusing optics (5) are designed as a lens array.
6. Schaltanordnung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Prismen- und Linsenarray auf ein und demselben Substrat aufgebracht sind.6. Switching arrangement according to claim 4 and 5, characterized in that the prism and lens array are applied to one and the same substrate.
7. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrich- tung mindestens ein Stellelement (10) aufweist, das abhängig von einem Stellsignal betätigt wird.7. Switching arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the actuating device has at least one actuating element (10) which is actuated as a function of an actuating signal.
8. Schaltanordnung nach Anspruch- 7, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Stellelement als Piezoaktuator8. Switching arrangement according to claim 7, characterized in that the actuating element as a piezo actuator
(10) ausgebildet ist.(10) is formed.
9. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrich- tung eine Meßvorrichtung (7) umfaßt, die die9. Switching arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the adjusting device comprises a measuring device (7) which the
Lage des jeweiligen abgelenkten Strahlenbündels in bezug auf die optimale Position zur Einkopp- lung in die jeweilige Ausgangsfaser (6) mißt und daß eine mit der Meßvorrichtung (7) verbundene Verarbeitungseinheit abhängig von den Meßsignalen das Stellsignal für das mindestens eine Stellelement (10) erzeugt.Measures the position of the respective deflected beam in relation to the optimal position for coupling into the respective output fiber (6) and that a processing unit connected to the measuring device (7) generates the control signal for the at least one control element (10) depending on the measurement signals.
10. Schaltanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Meßvorrichtung eine Mehrzahl von mehrere Einzelsegmente aufweisenden Detektoren umfaßt, die vorzugsweise ringförmig mit mittigem transparenten Bereich (9) ausgebildet sind.10. Switching arrangement according to claim 9, characterized in that the measuring device has a plurality of several individual segments comprising detectors, which are preferably ring-shaped with a central transparent region (9).
11. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis11. Switching arrangement according to one of claims 1 to
10, dadurch gekennzeichnet daß die Strahlablenk- und Kollimationsoptik (1) als Mikrolinse ausgebildet ist, die vorzugsweise eine Brennweite von ≤ 1 mm aufweist.10, characterized in that the beam deflection and collimation optics (1) is designed as a microlens, which preferably has a focal length of ≤ 1 mm.
12. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis12. Switching arrangement according to one of claims 1 to
11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenk- und Kollimationsoptik (1) in bezug auf das abge- strahlte Lichtbündel bzw. die Eingangsfaser (2) in mindestens eine Richtung und/oder das abgestrahlte Lichtbündel bzw. die Eingangsfaser (2) in bezug auf die Ablenk- und Kollimationsoptik (1) in mindestens eine Richtung lateral ver- schiebbar ist.11, characterized in that the deflection and collimation optics (1) with respect to the emitted light bundle or the input fiber (2) in at least one direction and / or the emitted light bundle or the input fiber (2) with respect to the Deflection and collimation optics (1) can be laterally displaced in at least one direction.
13. Schaltanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenk- und Kollimationsoptik aus zwei Linsen (13,14) besteht, die je- weils in unterschiedliche Richtungen verschiebbar sind.13. Switching arrangement according to claim 12, characterized in that the deflection and collimation optics consist of two lenses (13, 14) which can each be displaced in different directions.
14. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsfa- sern zweidimensional im Array montiert sind. 14. Switching arrangement according to one of claims 1 to 13, characterized in that the output fibers are mounted two-dimensionally in the array.
PCT/EP1998/000633 1997-02-07 1998-02-06 Switching arrangement for switching and coupling a light beam into at least one output fibre WO1998035257A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP98913546A EP0958520A1 (en) 1997-02-07 1998-02-06 Switching arrangement for switching and coupling a light beam into at least one output fibre

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997106053 DE19706053B4 (en) 1997-02-07 1997-02-07 Switching arrangement for switching and coupling a light bundle into at least one output fiber
DE19706053.6 1997-02-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1998035257A1 true WO1998035257A1 (en) 1998-08-13

Family

ID=7820502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1998/000633 WO1998035257A1 (en) 1997-02-07 1998-02-06 Switching arrangement for switching and coupling a light beam into at least one output fibre

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0958520A1 (en)
DE (1) DE19706053B4 (en)
WO (1) WO1998035257A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10061259A1 (en) * 2000-12-01 2002-06-27 Fraunhofer Ges Forschung circuitry
US7680369B2 (en) 2000-01-06 2010-03-16 Polatis Limited Optical fibre switching assembly

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020181842A1 (en) * 2000-06-28 2002-12-05 Vaganov Vladimir I. Optical switch
US20030095739A1 (en) * 2001-08-09 2003-05-22 Bainbridge Networks, Inc. Fiber optic switch
US6738539B2 (en) 2001-10-03 2004-05-18 Continuum Photonics Beam-steering optical switching apparatus
DE10157949C2 (en) * 2001-11-27 2003-10-09 Siemens Ag Device and method for the detection of gas leaks
CA3021323A1 (en) 2016-04-20 2017-10-26 Coopersurgical, Inc. Beam steering for laser systems and related methods

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4696062A (en) * 1985-07-12 1987-09-22 Labudde Edward V Fiber optic switching system and method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3106539C2 (en) * 1980-02-22 1994-09-01 Ricoh Kk Grid lens
FR2559921B1 (en) * 1984-02-16 1986-07-04 Sopelem OPTICAL FIBER SWITCHING DEVICE
DE3918975A1 (en) * 1989-06-10 1990-12-13 Ant Nachrichtentech Optical switch for selective switching of signals - has graded index connections to reduce attenuation and cross-talk
CA2127968C (en) * 1993-08-25 2002-08-20 Yukihiro Yokomachi Optical switch
DE29517012U1 (en) * 1995-10-27 1995-12-21 CMS Mikrosysteme GmbH Chemnitz, 09577 Niederwiesa Optical switch

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4696062A (en) * 1985-07-12 1987-09-22 Labudde Edward V Fiber optic switching system and method

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GLOECKNER S ET AL: "MICRO-OPTO-MECHANICAL BEAM DEFLECTORS", OPTICAL ENGINEERING, vol. 36, no. 5, May 1997 (1997-05-01), pages 1339 - 1345, XP000692363 *
HUTLEY M C ET AL: "The use of microlenses for making spatially variant optical interconnections", PURE AND APPLIED OPTICS, NOV. 1992, UK, vol. 1, no. 6, ISSN 0963-9659, pages 337 - 346, XP000199506 *
J.DUPRAZ ET AL.: "THE FUTURE OF PHOTONIC SWITCHING", ELECTRICAL COMMUNICATION., vol. 4th QUARTER, 1992, PARIS FR, pages 72 - 77, XP000315356 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7680369B2 (en) 2000-01-06 2010-03-16 Polatis Limited Optical fibre switching assembly
DE10061259A1 (en) * 2000-12-01 2002-06-27 Fraunhofer Ges Forschung circuitry

Also Published As

Publication number Publication date
DE19706053B4 (en) 2004-11-04
DE19706053A1 (en) 1998-08-13
EP0958520A1 (en) 1999-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3137031C2 (en) Multiple beam scanning optics system
EP1316165B1 (en) Optical modifier and method for producing the same
EP0976185B1 (en) Optical system for symmetrising the beam of one or more superimposed high-power diode lasers
DE19711564C2 (en) Optical switching element and switching arrangement
WO2006047896A1 (en) Fibre-lens arrangement and lens array for one such fibre-lens arrangement
DE102004002221B3 (en) Optical symmetry device for high power laser diode array used in materials processing, medical, telecommunications, illumination, display, analysis, printing or photographic device, or for laser pumping
DE102012020877A1 (en) Optics arrangement and light microscope
DE19706053B4 (en) Switching arrangement for switching and coupling a light bundle into at least one output fiber
EP0968454B1 (en) Optical multiple circuit breaker
EP1735657A1 (en) Optical device for generating a beam, especially a laser beam
DE102005010557B4 (en) Optical Multiplexer / Demultiplexer
WO2010040726A1 (en) Compact multiplexer/demultiplexer
WO2009115598A1 (en) Guiding device for guiding light beams, laser cutting device provided therewith and production device equipped therewith for producing a preform for fibre composite structures suitable for power flows
WO2001069304A1 (en) Laser optics and a diode laser
DE4221918C2 (en) Optical switch
DE10062454B4 (en) Method and device for superimposing beams
DE102020118421B4 (en) laser device
EP1337900B1 (en) Schaltungsanordnung
EP2843446B1 (en) Optical sensor
DE102009031046B4 (en) Laser optics and diode lasers
EP1373952B1 (en) Optical commutator
DE2064262C3 (en) Correction device for correcting a displacement of light bundles in a light transmission device
DE102004027219A1 (en) Optical switch for use with fiber-optic cable has deflection device(s) that refract light beam to give offset arranged individually/in combination between arrays as drive/part of drive so as to be movable into and out of light beams

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1998913546

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1998913546

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 1998533761

Format of ref document f/p: F

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1998913546

Country of ref document: EP