WO2003038495A2 - Verschiebevorrichtung für eine mehrzahl von objekten, verfahren zur herstellung der verschiebevorrichtung und vorrichtung zum spleissen einer mehrzahl von lichtwellenleitern - Google Patents

Verschiebevorrichtung für eine mehrzahl von objekten, verfahren zur herstellung der verschiebevorrichtung und vorrichtung zum spleissen einer mehrzahl von lichtwellenleitern Download PDF

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    • G02B6/4226—Positioning means for moving the elements into alignment, e.g. alignment screws, deformation of the mount

Definitions

  • the invention relates to a displacement device for the simultaneous displacement of a plurality of objects along a deflection direction.
  • the displacement device is particularly suitable for the precise transverse displacement of a plurality of optical fibers, which are optically and mechanically connected to one another in pairs within a splicer for the thermal splicing of optical fibers.
  • the invention further relates to a method for producing the displacement device and a device for splicing a plurality of pairs of optical waveguides using at least one displacement device.
  • optical fibers In modern data communication, data transmission via optical fiber cables or so-called optical fibers plays an increasingly important role.
  • For the construction of optical data networks it is necessary, among other things, to reliably connect the ends of optical waveguides to one another in such a way that the light which forms via the connection point between two optical waveguides connected to one another is weakened as little as possible.
  • So-called splicing devices are usually used to connect optical fibers, by means of which two optical fibers are welded together in an arc ignited between two electrodes. Such thermal welding of optical fibers is also referred to as splicing.
  • optical data networks are constructed in which several optical fibers are arranged in parallel.
  • a device for aligning optical fiber ends is known from EP 0 640 855 B1 for adjusting a plurality of light source conductors of an optical waveguide band.
  • This device comprises a base part with a multiplicity of pairs of opposing V-grooves, which are provided for holding the optical fiber ends that are to be aligned and are also opposite one another.
  • Each of the V-grooves is formed by a fixed element and a movable element.
  • the fixed element forms the first flank of the groove
  • the movable element forms the second flank of the groove.
  • the movable element is movable transversely to the axis of the corresponding V-groove within a guide trough which is formed by fixed elements lying next to one another.
  • the device further comprises a plurality of piezoelectric elements, each with a respective movable element. Causing a displacement of the movable element within its associated guide roller, so that the position of the end of an optical waveguide held in the associated V-groove can be adjusted by the displacement of each movable element.
  • the alignment device for aligning optical fibers cannot be manufactured with small spatial dimensions due to its complicated mechanical structure. This has the disadvantage that only optical fibers can be adjusted that are at a certain minimum distance from each other. This minimum distance between adjacent optical waveguides is often undercut in modern optical waveguide bands, so that the adjustment device described above for aligning optical fibers cannot be used.
  • the adjustment is also made more difficult by dirt attached to the optical fibers or located in the V-shaped grooves, by different diameters of the optical fibers and / or by a possibly existing core eccentricity, ie a not exactly coaxial arrangement between the core and the jacket of an optical fiber.
  • a splicing of non-precisely coaxially arranged optical waveguide cores usually leads to a splice connection which on the one hand has low mechanical strength and on the other hand has high optical attenuation.
  • the invention is therefore based on the object of providing a displacement device by means of which a plurality of objects which are arranged at a short distance from one another can be displaced simultaneously along a deflection direction. Further objects of the invention consist in creating a method for producing such a displacement device and an apparatus for splicing optical fibers, in which a plurality of optical fibers can be precisely and simultaneously adjusted independently of one another before the splicing process.
  • the device-related object is achieved by a sliding device with the features of independent claim 1.
  • the invention is based on the finding that by means of a plurality of closely arranged ones may be piezoelectric stack assemblies precise Positionin ⁇ tion performed by a plurality of objects which are adjacent to each other spaced apart by a small distance in each case.
  • the displacement invention ⁇ device has the advantage that the individual objects are inde pendent ⁇ adjustable of each other.
  • the process-related problem is solved by a manufacturing method with the features of independent claim 15.
  • the manufacturing method is based on the knowledge that the displacement device can be manufactured by separating the piezoelectric layers from a relatively large layered arrangement of piezoelectric layers and electrode layers arranged one above the other Stacking arrangements can be produced in a simple manner by cutting through the layered structure of alternating piezoelectric material and an electrically conductive electrode perpendicular to the layer plane to a uniform cutting depth.
  • Embodiments of the manufacturing method according to the invention result from the dependent claims 16 and 17.
  • the device-related object of the invention is further achieved by a splicing device according to claim 18.
  • Figure 1 is a perspective view of a displacement device according to an embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic representation of the relative arrangement of the displacement device shown in Figure 1 and a receiving element for receiving a light-guiding fiber to be ju ⁇
  • Figure 3 is a schematic representation of the layered ⁇ construction of the displacement device shown in Figure 1
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a splicing device in which two optical waveguide bands are adjusted relative to one another before the splicing process.
  • a displacement device 100 has a base element 101, which is preferably made of an electrically insulating material.
  • a plurality of six piezoelectric stack arrangements 102 are arranged on the base element 101.
  • Each of the piezoelectric stack assemblies 102 has a layered structure consisting of an alternating piezoelectric layer 103 and an electrode 104.
  • Each stack arrangement 102 has an electrically insulating layer 106 on the side opposite the base element 101.
  • the piezoelectric stack arrangements 102 are arranged at a distance d from one another, so that they are not in direct mechanical and electrical contact with one another.
  • each piezoelectric stack arrangement 102 are arranged such that, viewed from the base element 101, every second electrode, ie the first, the third, the fifth and the seventh electrode on the front side of the piezoelectric stack arrangements 102 shown in FIG. 1, protrude from the have piezoelectric layers 103.
  • the electrodes 104 arranged between the piezoelectric layers 103 can alternately be electrically connected to contact electrodes 105 attached to the front of the piezoelectric stack arrangements 102 and to the rear with contact electrodes (not shown in FIG. 1).
  • the piezoelectric stack arrangements 102 have a height h of approximately 3 mm. This means that when a suitable voltage difference is applied between the contact electrode 105 and the contact electrode (not shown) on the back of the displacement device shown in FIG. 1, a displacement distance of approximately 4 ⁇ m can be achieved.
  • the piezoelectric stack arrangements 102 of the displacement device 100 also have a depth t of approximately 1.5 mm.
  • the width w of the piezoelectric stack arrangement is 0.34 mm.
  • the distance d between two adjacent piezoelectric stack arrangements 102 is approximately 0.10 mm. It is pointed out that all dimensions of the displacement device 100 are only mentioned by way of example and all dimensions of the displacement device 100 must of course be adapted to the spatial arrangement of the optical waveguides within the optical waveguide bands to be connected and to the splicing device used for splicing the ends of the optical waveguides in pairs.
  • FIG. 2 shows how individual optical waveguides of an optical waveguide band can be adjusted independently of one another with the shifting device 100 shown in FIG. 1.
  • a spring element 200 is positioned in such a way that it rests with a side face on the upper side of a piezoelectric stack arrangement 102 of the displacement device 100.
  • the spring element 200 of which only a partial section is shown in FIG. 2, is arranged in a stationary manner with a partial section, not shown, relative to the base element 101. A deflection of the S tape arrangement 102, against which the spring element 200 rests, causes the spring element 200 to be easily and reversibly deflected.
  • the expansion h of the piezoelectric stack arrangement 102 is changed.
  • the position of the illustrated section of the spring element 200 also changes, and an optical waveguide inserted in the groove 201 of the spring element 200 can thus be easily displaced perpendicular to its length.
  • the displacement path depends, among other things, on the voltages applied to the contact electrodes, on the number and thickness of the individual piezoelectric layers and on the piezoelectric expansion coefficient of the piezoelectric material used.
  • a plurality of spring elements are required to displace a plurality of optical waveguides, each of which rests on one of the piezoelectric stack arrangements 102.
  • the layered structure of the displacement device 100 shown in FIGS. 1 and 2 is explained below with reference to FIG. 3. Furthermore, a manufacturing method according to an exemplary embodiment of the invention for manufacturing the displacement device 100 is explained with reference to FIG. 3.
  • a large-area grounding electrode 300 is first applied to a base element 101, which is preferably made of an electrically insulating material.
  • a piezoelectric layer 103 and an electrode layer 104 are alternately applied to the ground electrode 300.
  • the piezoelectric stack arrangements 102 shown in FIGS. 1 and 2 are separated from one another by vertical separation of the layered arrangements compared to the piezoelectric stack arrangements 102 generated from piezoelectric layers 103 and electrode layers 104.
  • a precision mechanical processing method such as, for example, a cut-off, must be used for the cutting process.
  • FIG. 4 shows a splicing device 400 by means of which individual optical waveguides 401 of two optical waveguide bands 402 can be spliced together in pairs.
  • the two optical waveguide bands 402 each have twelve optical waveguides 401.
  • the thermal splicing process of the optical waveguides 401 to be connected in pairs takes place jointly by means of an arc 404 which is ignited between two electrodes 403.
  • the splicing device 400 has two adjustment devices 405, each of which in turn has a frame part 406.
  • Arranged in each frame part 406 is a holder 407, in which, according to the exemplary embodiment shown here, two displacement devices arranged parallel to one another, a first displacement device 408 and a second displacement device 409 are accommodated.
  • each of the four displacement devices 408, 409 has six piezoelectric stack arrangements 102.
  • the shifting devices 408, 409 belonging to an adjusting device 405 are arranged side by side in such a way that six of the twelve optical fibers 401 can be adjusted by means of each of the two shifting devices 408, 409. In this way, all twelve optical fibers 401 of an optical fiber ribbon 402 can be moved simultaneously. It is pointed out that three or more displacement devices 408, ' 409 can also be arranged next to one another if optical waveguide bands with more than twelve optical waveguides are to be adjusted.
  • the spatial position of each of the optical waveguides 401 can be varied along the deflection direction predetermined by the structure of the piezoelectric stack arrangements 102.
  • the displacement devices 408, 409 are fixed relative to the frame part 406 by means of a common holder 407 in such a way that the deflection direction of the displacement devices 408, 409 arranged in an adjustment device 405 is oriented at an angle to the plane predetermined by the optical waveguide band.
  • the displacement devices 408, 409 belonging to different adjusting devices 405 are also oriented at an angle to one another.
  • a linear displacement direction in each of the two adjustment devices 405 can thus achieve a coaxial adjustment of the optical fibers 401 to be spliced.

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Abstract

Verschiebevorrichtung, Herstellungsverfahren für eine Verschiebevorrichtung sowie Vorrichtung zum Spleissen einer Mehrzahl von Lichtwellenleitern, wobei die Verschiebevorrichtung (100), mittels welcher eine Mehrzahl von Objekten entlang einer Auslenkrichtung gleichzeitig positionierbar sind, ein Grundelement (101) und mehrere piezoelektrischen Stapelanordnungen (102) umfasst. Jede der Stapelanordnungen (102) ist an einer Seite mit dem Grundelement (101) verbunden. An einer anderen Seite ist jede der Stapelanordnungen (102) mit einem Halteelement koppelbar, welches zur Halterung von einem der Objekte vorgesehen ist. Die Stapelanordnungen (102) weisen entlang der Auslenkrichtung einen schichtweisen Aufbau aus abwechselnd einer piezoelektrischen Schicht (103) und einer elektrisch leitfähigen Elektrode (104) auf. Die Stapelanordnungen (102) sind entlang der Auslenkrichtung durch Anlegen von geeigneten Spannungen an die Elektroden individuell und unabhängig von den Auslenkungen der anderen Stapelanordnung (102) in ihrer Länge variierbar. Mittels der Verschiebevorrichtung (100) können aufgrund ihrer kleinen räumlichen Abmessungen auch Objekte positioniert werden, welche in kleinen Abständen von beispielsweise 0,10 mm voneinander angeordnet sind.

Description

Beschreibung
Verschiebevorrichtung für eine Mehrzahl von Objekten, Verfah¬ ren zur Herstellung der Verschiebevorrichtung und Vorrichtung zum Spleißen einer Mehrzahl von Lichtwellenleitern
Die Erfindung betrifft eine Verschiebevorrichtung zur gleichzeitigen Verschiebung von einer Mehrzahl von Objekten entlang einer Auslenkrichtung. Die Verschiebevorrichtung eignet sich insbesondere zur präzisen transversalen Verschiebung von einer Mehrzahl von Lichtwellenleitern, welche innerhalb eines Spleißgerätes zum thermischen Verspleißen von Lichtwellenleitern jeweils paarweise miteinander optisch und mechanisch verbunden werden. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der Verschiebevorrichtung und eine Vorrichtung zum Verspleißen einer Mehrzahl von Paaren von Lichtwellenleitern unter Verwendung von zumindest einer Verschiebevorrichtung.
In der modernen Datenkommunikation spielt die Datenübertragung über optische Glasfaserkabel oder sog. Lichtwellenleiter eine immer wichtigere Rolle. Für den Aufbau von optischen Datennetzen ist es unter anderem erforderlich, die Enden von Lichtwellenleiter zuverlässig derart miteinander zu verbin- den, dass das Licht, welches sich über die Verbindungsstelle zwischen zwei miteinander verbundenen Lichtwellenleitern ausbildet, möglichst wenig geschwächt wird. Zum Verbinden von Lichtwellenleitern werden üblicherweise sog. Spleißvorrichtungen eingesetzt, mittels derer zwei Lichtwellenleiter in einem zwischen zwei Elektroden gezündeten Lichtbogen miteinander verschweißt werden. Ein derartiges thermisches Verschweißen von Lichtwellenleitern wird auch als Spleißen bezeichnet .
Um eine hohe Datenübertragungsrate zu erzielen, werden optische Datennetze aufgebaut, bei denen mehrere Lichtwellenleiter parallel angeordnet sind. Um derartige Hochleistungsda- tennetze aufzubauen, ist es erforderlich, zwei Lichtwellen¬ leiterbänder derart aneinander zu fügen, dass die einzelnen Lichtwellenleiter, welche in jedem der Lichtwellenleiterbän¬ der parallel angeordnet sind, mit dem entsprechenden Licht- Wellenleiter des anderen Lichtwellenleiterbandes verspleißt werden.
Zur Justierung von einer Mehrzahl von Lichtquellenleitern eines Lichtwellenleiterbandes ist aus der EP 0 640 855 Bl eine Vorrichtung zur Ausrichtung optischer Faserenden bekannt. Diese Vorrichtung umfasst ein Basisteil mit einer Vielzahl von Paaren einander gegenüberliegenden V-Nuten, welche zur Halterung der auszurichtenden und ebenfalls einander gegenüberliegenden optischen Faserenden vorgesehen sind. Jede der V-Nuten wird durch ein fixiertes Element und ein bewegliches Element gebildet. Das fixierte Element bildet die erste Flanke der Nut, das bewegliche Element bildet die zweite Flanke der Nut. Das bewegliche Element ist transversal zur Achse der entsprechenden V-Nut innerhalb einer Führungsrinne bewegbar, die durch nebeneinanderliegende fixierte Elemente gebildet wird. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Vielzahl von piezoelektrischen Elementen, die jeweils mit einem jeweiligen beweglichen Element z.um. Hervorrufen einer Verschiebung des beweglichen Elements innerhalb seiner zugeordneten Führungsrol- le verbunden sind, so dass durch die Verschiebung jedes beweglichen Elements die Position des in der zugeordneten V-Nut gehalterten Endes eines Lichtwellenleiters eingestellt werden kann. Die Justiervorrichtung zur Ausrichtung optischer Fasern kann aufgrund ihres komplizierten mechanischen Aufbaus nicht mit kleinen räumlichen Abmessungen hergestellt werden. Dies hat den Nachteil, dass somit nur Lichtwellenleiter justiert werden können, die voneinander einen bestimmten Mindestabstand haben. Dieser Mindestabstand zwischen benachbarten Lichtwellenleitern wird häufig bei modernen Lichtwellenlei- terbändern unterschritten, so dass die zuvor beschriebene Justiervorrichtung zur Ausrichtung optischer Fasern nicht verwendet werden kann. Um Lichtwellenleiterbänder miteinander zu verbinden, bei de¬ nen die einzelnen Lichtwellenleiter eines Lichtwellenleiter¬ bandes in einem Abstand von beispielsweise ungefähr 0,5 mm voneinander angeordnet sind, wurden bisher die einzelnen zu verspleißenden Lichtwellenleiterenden in zueinander fest in entsprechendem Abstand voneinander angeordneten V-förmigen Nuten eingelegt und die gesamte Anordnung der Nuten bewegt. Auf diese Weise kann allerdings nicht ein einzelner Lichtwel- lenleiter, sondern es können nur alle in die V-förmigen Nuten eingelegten Lichtwellenleitern gemeinsam justiert werden. Die Justierung wird außerdem durch an die Lichtwellenleiter angelagerten oder in den V-förmigen Nuten befindlichen Schmutz, durch unterschiedliche Durchmesser der Lichtwellenleiter und/oder durch eine eventuell vorhandene Kernexzentrizität, d.h. eine nicht exakt koaxiale Anordnung zwischen dem Kern und dem Mantel eines Lichtwellenleiters, erschwert. Ein Verspleißen von nicht präzise koaxial angeordneten Lichtwellenleiterkernen führt in der Regel zu einer Spleißverbindung, die zum einen eine geringe mechanische Festigkeit und zum anderen eine hohe optische Dämpfung aufweist.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Verschiebevorrichtung zu schaffen, mittels der eine Mehrzahl von Objekten, welche in einem geringen Abstand voneinander angeordnet sind, entlang einer Auslenkrichtung gleichzeitig zu verschieben. Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Verschiebevorrichtung sowie eine Vorrichtung zum Spleißen von Lichtwellen- leitern zu schaffen, bei der vor dem Spleißvorgang eine Mehrzahl von Lichtwellenleitern gleichzeitig und unabhängig voneinander prä-zise justiert werden können.
Die vorrichtungsbezogene Aufgabe wird gelöst durch eine Ver- Schiebevorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mittels einer Mehrzahl von eng nebeneinander angeordneten piezoelektrischen Stapelanordnungen eine präzise Positionie¬ rung von einer Mehrzahl von Objekten durchgeführt werden kann, welche nebeneinander in einem jeweils kleinen Abstand voneinander angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Verschiebe¬ vorrichtung hat den Vorteil, dass die einzelnen Objekte unab¬ hängig voneinander justierbar sind.
Ausführungsbeispiele der Verschiebevorrichtung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 14.
Die verfahrensbezogene Aufgabe wird gelöst durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 15. Dem Herstellungsverfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Verschiebevorrichtung dadurch hergestellt werden kann, dass aus einer relativ großflächigen schichtweisen Anordnung aus abwechselnd übereinander angeordneten piezoelektrischen Schichten und Elektrodenschichten die voneinander getrennten piezoelektrischen Stapelanordnungen auf einfache Weise dadurch erzeugt werden können, dass der schichtweise Aufbau aus abwechselnd einem piezoelektrischen Material und einer elektrisch leitfähigen Elektrode senkrecht zur Schichtebene bis zu einer einheitlichen Schnitttiefe durchtrennt wird.
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ergeben sich aus den abhängigen Ansprüche 16 und 17.
Die vorrichtungsbezogene Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch eine Spleißvorrichtung gemäß Anspruch 18.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung von derzeit bevorzugten Ausführungsformen.
In der Zeichnung zeigen: Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer Verschiebevor¬ richtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, Figur 2 eine schematische Darstellung der relativen Anordnung der in Figur 1 dargestellten Verschiebevorrichtung und einem Aufnahmeelement zur Aufnahme einer zu ju¬ stierenden lichtleitenden Faser, Figur 3 eine schematische Darstellung des schichtweisen Auf¬ baus der in Figur 1 dargestellten Verschiebevorrich- tung, und
Figur 4 eine schematische Darstellung einer Spleißvorrichtung, bei der vor dem Spleißvorgang zwei Lichtwellenleiterbänder relativ zueinander justiert werden.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, weist eine Verschiebevorrichtung 100 ein Grundelement 101 auf, welches bevorzugt aus einem elektrisch isolierendem Material hergestellt ist. Auf dem Grundelement 101 sind eine Mehrzahl von sechs piezoelektrischen Stapelanordnungen 102 angeordnet. Jeder der piezoelek- frischen Stapelanordnungen 102 weist einen schichtweisen Aufbau aus abwechselnd einer piezoelektrischen Schicht 103 und einer Elektrode 104 auf. Jede Stapelanordnung 102 weist an der dem Grundelement 101 gegenüberliegenden Seite eine elektrisch isolierende Schicht 106 auf. Die piezoelektrischen Stapelanordnungen 102 sind mit einem Abstand d voneinander angeordnet, so dass sie untereinander in keinem direkten mechanischen und elektrischen Kontakt stehen. Die Elektroden 104 jeder piezoelektrischen Stapelanordnung 102 sind derart angeordnet, dass von dem Grundelement 101 aus betrachtet jede zweite Elektrode, d.h. die erste, die dritte, die fünfte und die siebte Elektrode auf der Vorderseite der in Figur 1 dargestellten piezoelektrischen Stapelanordnungen 102 einen Überstand gegenüber den piezoelektrischen Schichten 103 aufweisen. Die dazu versetzt angeordneten Elektroden, d.h. die zweite, die vierte, die sechste und die achte Elektrode, weisen auf der gegenüberliegenden Rückseite der piezoelektrischen Stapelanordnung 102 einen Überstand auf. Auf diese Wei- se können durch Anbringung von Kontaktelektroden die zwischen den piezoelektrischen Schichten 103 angeordneten Elektroden 104 von dem Grundelement 101 aus betrachtet abwechselnd mit an der Vorderseite der piezoelektrischen Stapelanordnungen 102 angebrachten Kontaktelektroden 105 und mit an der Rückseite mit in Figur 1 nicht dargestellten Kontaktelektroden elektrisch verbunden werden. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel haben die piezoelektrischen Stapelanordnungen 102 eine Höhe h von ungefähr 3 mm. Damit lässt sich bei Anlegen einer geeigneten Spannungsdifferenz zwischen der Kontaktelektrode 105 und der nicht dargestellten Kontaktelektrode auf der Rückseite der in Figur 1 dargestellten Verschiebevorrichtung ein Verschiebeweg von ungefähr 4 μm erreichen. Die piezoelektrischen Stapelanordnungen 102 der Ver- Schiebevorrichtung 100 haben ferner eine Tiefe t von ungefähr 1,5 mm. Die Breite w der piezoelektrischen Stapelanordnung beträgt gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel 0,34 mm. Der Abstand d zwischen zwei benachbarten piezoelektrischen Stapelanordnungen 102 beträgt ungefähr 0,10 mm. Es wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Abmessungen der Verschiebevorrichtung 100 nur beispielhaft genannt werden und sämtliche Abmessungen der Verschiebevorrichtung 100 selbstverständlich an die räumliche Anordnung der Lichtwellenleiter innerhalb der zu verbindenden Lichtwellenleiterbänder und an die für das paarweise Verspleißen der Lichtwellenleiterenden verwendete Spleißvorrichtung angepasst werden muss.
In Figur 2 ist dargestellt, wie mit der anhand von Figur 1 dargestellten Verschiebevorrichtung 100 einzelne Lichtwellen- leiter eines Lichtwellenleiterbandes unabhängig voneinander justiert werden können. Dazu ist ein Federelement 200 derart positioniert-, dass es mit einer Seitenfläche an der oberen Seite einer piezoelektrischen Stapelanordnung 102 der Verschiebevorrichtung 100 anliegt. Das Federelement 200, von welchem in Figur 2 nur ein Teilabschnitt dargestellt ist, ist mit einem nicht dargestellten Teilabschnitt relativ zu dem Grundelement 101 ortsfest angeordnet. Eine Auslenkung der Stapelanordnung 102, an welchem das Federelement 200 anliegt, bewirkt, dass das Federelement 200 reversibel leicht ausgelenkt wird. Beim Anlegen einer geeigneten Spannungsdifferenz an die Kontaktelektrode 105 und an die nicht dargestellte rückseitige Kontaktelektrode wird die Ausdehnung h der piezoelektrischen Stapelanordnung 102 verändert. Auf diese Weise ändert sich auch die Position des dargestellten Teilabschnitts des Federelements 200 und ein in der Nut 201 des Federelements 200 eingelegter Lichtwellenleiter kann somit auf einfache Weise senkrecht zu seiner Längenausdehnung verschoben werden. Der Verschiebeweg hängt unter anderem von den an die Kontaktelektroden angelegten Spannungen, von der Anzahl und der Dicke der einzelnen piezoelektrischen Schichten und von dem piezoelektrischen Ausdehnungskoeffizienten des ver- wendetren piezoelektrischen Materials ab.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Figur 2 nur ein Federelement 200 eingezeichnet. Zur Verschiebung einer Mehrzahl von Lichtwellenleitern sind eine Mehrzahl von Federelementen erforderlich, welche jeweils an einer der piezoelektrischen Stapelanordnungen 102 anliegen.
Anhand von Figur 3 wird im folgenden der schichtweise Aufbau der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Verschiebevorrich- tung 100 erläutert. Ferner wird anhand von Figur 3 ein Herstellungsverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Herstellung der Verschiebevorrichtung 100 erläutert. Bei der Herstellung der Verschiebevorrichtung 100 wird zunächst auf einem Grundelement 101, welches bevorzugt aus ei- nem elektrisch isolierenden Material hergesellt ist, eine großflächige Erdungselektrode 300 aufgebracht. Auf die Erdungselektrode 300 wird abwechselnd eine piezoelektrische Schicht 103 und eine Elektrodenschicht 104 aufgebracht. Die in der Figuren 1 und 2 dargestellten voneinander getrennten piezoelektrischen Stapelanordnungen 102 werden dann durch ein vertikales Trennen der im Vergleich zu den piezoelektrischen Stapelanordnungen 102 großflächigen schichtweisen Anordnungen aus piezoelektrischen Schichten 103 und Elektrodenschichten 104 erzeugt. In Anbetracht der kleinen räumlichen Abmessungen der Verschiebevorrichtungen 100 muss für den Trennvorgang ein feinmechanisches Bearbeitungsverfahren wie beispielsweise ein Trennschleifen eingesetzt werden.
Figur 4 zeigt eine Spleißvorrichtung 400, mittels der einzelne Lichtwellenleiter 401 zweier Lichtwellenleiterbänder 402 jeweils paarweise miteinander verspleißt werden können. Wie aus Figur 4 ersichtlich, weisen die beiden Lichtwellenleiterbänder 402 jeweils zwölf Lichtwellenleiter 401 auf. Der thermische Spleißvorgang der paarweise miteinander zu verbindenden Lichtwellenleiter 401 erfolgt gemeinsam mittels eines Lichtbogens 404, welcher zwischen zwei Elektroden 403 gezün- det wird. Die Spleißvorrichtung 400 weist zwei Justiervorrichtungen 405 auf, von denen jede wiederum ein Rahmenteil 406 aufweist. In jedem Rahmenteil 406 ist eine Halterung 407 angeordnet, in welcher gemäß dem hier dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel zwei zueinander parallel angeordnete Verschie- bevorrichtungen, eine erste Verschiebevorrichtung 408 und eine zweite Verschiebevorrichtung 409 aufgenommen sind. Durch die parallele Anordnung weisen die beiden Verschiebevorrichtungen 408, 409 einer Justiervorrichtung 415 die gleiche Auslenkrichtung auf. Jede der insgesamt vier Verschiebevorrich- tungen 408, 409 weist gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sechs piezoelektrischen Stapelanordnungen 102 auf. Die jeweils zu einer Justiervorrichtung 405 gehörenden Verschiebevorrichtungen 408, 409 sind nebeneinander derart angeordnet, dass mittels jeder der beiden Verschiebevorrich- tungen 408, 409 sechs der zwölf Lichtwellenleiter 401 justiert werden können. Auf diese Weise können alle zwölf Lichtwellenleiter 401 eines Lichtwellenleiterbandes 402 gleichzeitig verschoben werden. Es wird darauf hingewiesen, dass auch drei oder mehrere Verschiebevorrichtungen 408, '409 nebeneinander angeordnet werden können, falls Lichtwellenleiterbändern mit mehr als zwölf Lichtwellenleiter justiert werden sollen. Mittels der beiden Verschiebevorrichtungen 408, 409 kann die räumliche Lage von jedem der Lichtwellenleiter 401 entlang der durch den Aufbau der piezoelektrischen Stapelanordnungen 102 vorgegebenen Auslenkrichtung variiert werden. Die Verschiebevorrichtungen 408, 409 sind derart mittels einer gemeinsamen Halterung 407 relativ zu dem Rahmenteil 406 fixiert, dass die Auslenkrichtung der in einer Justiervorrich- tung 405 angeordneten Verschiebevorrichtungen 408, 409 wink- lig zu der durch das Lichtwellenleiterband vorgegebenen Ebene orientiert ist. Um die Lichtwellenleiter 401 in zwei Dimensionen innerhalb einer Ebene senkrecht zu den Längsachsen der Lichtwellenleiter 401 relativ zueinander justieren zu können, sind die zu verschiedenen Justiervorrichtungen 405 gehörenden Verschiebevorrichtungen 408, 409 ebenfalls winklig zueinander orientiert. Somit kann durch jeweils eine lineare Verschieberichtung in jeder der beiden Justiervorrichtungen 405 eine koaxiale Justierung der zu verspleißenden Lichtwellenleiter 401 erreicht werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verschiebevorrichtung zur gleichzeitigen Verschiebung von einer Mehrzahl von Objekten entlang einer Auslenkrichtung, insbesondere zur präzisen transversalen Verschiebung von ei¬ ner Mehrzahl von Lichtwellenleitern (401), mit
• einem Grundelement (101) und
• einer Mehrzahl von piezoelektrischen Stapelanordnungen (102), - welche jeweils an einer Seite mit dem Grundelement (101) verbunden sind und - welche jeweils an einer anderen Seite mit jeweils einem Halteelement koppelbar sind, welches zur Halterung von jeweils einem der zu verschiebenden Objekte vorgesehen ist, wobei jede Stapelanordnung (102) entlang der Auslenkrichtung einen schichtweisen Aufbau aus abwechselnd einem piezoelektrischen Material (103) und einer elektrisch leitfähigen Elektrode (104) aufweist und wobei die räumliche Abmessung der Stapelanordnung entlang der Auslenkrichtung und damit auch der Abstand zwischen Grundelement (101) und Halteelement durch Anlegen von geeigneten Spannungen an die Elektroden (104) individuell und unabhängig von den anderen Stapelanordnüngen (102) variierbar ist.
2. Verschiebevorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Elektroden (104) einer Stapelanordnung (102) entlang der Auslenkrichtung abwechselnd auf einer senkrecht zur Auslenkrichtung ersten Seite und auf einer senkrecht zur Auslenkrichtung ge- genüberliegenden zweiten Seite im Vergleich mit dem piezoelektrischen Material einen bestimmten Überstand aufweisen, so dass eine- erste Gruppe von Elektroden von der ersten Seite der Stapelanordnung (102) und die zweite Gruppe von Elektroden von der zweiten Seite der Stapelanordnung (102) kontak- tierbar ist.
3. Verschiebevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, bei der zwischen dem Grundelement (101) und den Stapelanordnungen (102) eine im Vergleich zu den einzelnen Elektroden
(104) großflächige Erdungselektrode (300) ausgebildet ist.
4. Verschiebevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Grundelement (101) eine elektrisch isolierende Grundplatte ist.
5. Verschiebevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der jede Stapelanordnung (102) an der dem Grundelement (101) gegenüberliegenden Seite eine elektrisch isolierende Schicht (106) aufweist.
6. Verschiebevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der
• die Stapelanordnungen (102) jeweils mit einem bestimmten Abstand voneinander in einer Reihe senkrecht zur Auslenkrichtung angeordnet sind und • bei der jede Stapelanordnung (102) in Richtung der Reihe eine räumliche Abmessung aufweist, die kleiner als ein bestimmter Längenwert ist.
7. Verschiebevorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der der Län- genwert kleiner als ungefähr 0,34 mm ist.
8. Verschiebevorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der der Längenwert kleiner als ungefähr 0,3 mm ist.
9. Verschiebevorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der der Längenwert kleiner als ungefähr 0,2 mm ist.
10. Verschiebevorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der der Längenwert kleiner als ungefähr 0,1 mm ist.
11. Verschiebevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der der Abstand zwischen zwei benachbarten Stapelanord¬ nungen (102) kleiner als ungefähr 0,10 mm ist.
12. Verschiebevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der der Abstand zwischen zwei benachbarten Stapelanordnungen (102) kleiner als ungefähr 0,08 mm ist.
13. Verschiebevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der der Abstand zwischen zwei benachbarten Stapelanordnungen (102) kleiner als ungefähr 0,06 mm ist.
14. Verschiebevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der der Abstand zwischen zwei benachbarten Stapelanord- nungen (102) kleiner als ungefähr 0,04 mm ist.
15. Verfahren zur Herstellung einer Verschiebevorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem
• auf einem Grundelement (101) abwechselnd eine Elektro- denschicht (104) aus einem elektrisch leitfähigem Material und eine piezoelektrische Schicht (103) aus einem piezoelektrischen Material aufgebracht wird und
• bei dem der resultierende Schichtaufbau im wesentlichen senkrecht zur Schichtebene derart durchtrennt wird, dass auf dem Grundelement (101) eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten piezoelektrischen Stapelanordnungen (102) entsteht, welche einen schichtweisen Aufbau aus abwechselnd einem piezoelektrischen Material (103) und einer elektrisch leitfähigen Elektrode (104) aufweisen.
16. Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem der resultierende Schichtaufbau durch Trennschleifen durchtrennt wird.
17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 16, bei dem entlang der Auslenkrichtung die Elektroden einer Stapelanordnung (102) abwechselnd mit einer ersten Kontaktelektrode (105) und mit einer zweiten Kontaktelektrode elektrisch leitend verbunden werden.
18. Vorrichtung zum Spleißen einer Mehrzahl von Lichtwellenleitern (401) mit zumindest einer Verschiebevorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.
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