DE69923883T2

DE69923883T2 - 2 x 2 Faseroptischer Schalter

Info

Publication number: DE69923883T2
Application number: DE69923883T
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Matsudo-shi Takahashi
Original assignee: Seikoh Giken Co Ltd
Current assignee: Seikoh Giken Co Ltd
Priority date: 1998-06-16
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2019-03-03
Also published as: EP0965868B1; JP2000002843A; DE69923883D1; CA2262729A1; CA2262729C; EP0965868A1; US6160929A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Feld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lichtleiter-Schalter, der in einem Lichtleiter-Kommunikationssystem Anwendung findet. Insbesondere betrifft die Erfindung einen 2 × 2-Lichtleiter-Schalter, der mit vier Lichtleiter-Anordnungen, ausgerüstet mit Linsen, versehen ist, bei denen Kollimator-Linsen mit Lichtleitern verbunden sind und der mit Prismen arbeitet, um zwei Lichtleiter-Schaltkreise parallel zueinander oder über kreuz zu schalten, um somit die Verbindung zwischen den Lichtleiter-Schaltkreisen umzuschalten.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Bekannt ist ein 2 × 2-Lichtleiter-Schalter, der unter Verwendung von Kollimatorlinsen und Prismen aufgebaut und beispielsweise in der US-PS 5,436,986 offenbart ist. Die 4A und 4B zeigen schematische Grundrisse, die die Arbeitsweise eines derartigen 2 × 2-Lichtleiter-Schalters darstellen. Ein Lichtleiter 102 und eine Muffe 103 sind in die zentrale Bohrung einer Ferule 101 eingefügt, um eine Ferulen-Anordnung mit einem Lichtleiter zu bilden. Eine Kollimatorlinse 104 ist koaxial auf einer Stirnfläche der Ferulen-Anordnung mit dem Lichtleiter vorgesehen. Auf diese Weise werden vier Lichtleiter-Linsen-Anordnungen 100A, 100B, 100C und 100D hergestellt. Jeweils zwei dieser vier Lichtleiter-Linsen-Anordnungen 100A bis 100D sind derart auf (nicht dargestellten) Haltern montiert, daß sie koaxial und parallel zueinander liegen. Rechtwinklige Prismen 105 im 106 weisen kurze Seitenflächen 107 bis 110 auf, die mit abgeschiedenen Reflektions-Deckschichten aus Metall oder dergleichen versehen sind.
Die jeweiligen rechtwinkligen Prismen 105 und 106 sind an einer Halterplatte 111 befestigt. Die rechtwinkligen Prismen 105 und 106 sind so angeordnet, daß lange Seiten 112 und 113 parallel zueinander und rechtwinklige Schnittpunkte 117 und 118 symmetrisch zueinander liegen. Die Halterplatte 111 ist mit einer nicht gezeigten Magnetspule gekoppelt. Wenn die Richtung der Achsen der Lichtleiter-Linsen-Anordnungen 100A bis 100D mit (Z) bezeichnet wird, dann ist die Halterplatte 111 so konstruiert, daß sie sich, wenn die Strompolung der Magnetspule umgeschaltet wird, in Richtung einer Achse (X) senkrecht zu den optischen Achsen (Z) hin und her bewegt.
Figur A zeigt die Halterplatte 111 in eingerückter Position. In dieser Stellung wird ein paralleles Strahlenbündel, emittiert von der Kollimatorlinse einer linken Lichtleiter-Linsen-Anordnung A, von der Reflektions-Deckschicht der kurzen Seitenfläche 108 des rechtwinkligen Prismas 105 reflektiert und auf die Reflektions-Deckschicht der kurzen Seitenfläche 110 des rechtwinkligen Prismas 106 projiziert, wie es durch die weißen Pfeile angegeben ist. Das projizierte parallele Strahlenbündel wird weiter reflektiert durch die Reflektions-Deckschicht der kurzen Seitenfläche 110 des rechtwinkligen Prismas 106 und tritt in den Lichtleiter einer linken Lichtleiter-Linsen-Anordnung B ein.
In gleicher Weise wird ein paralleles Strahlenbündel, imitiert von der Kollimatorlinse einer rechten Lichtleiter-Linsen-Anordnung D durch die Reflexions-Deckschicht der kurzen Seitenfläche 109 des rechtwinklige Prismas 106 reflektiert und auf die Reflexions-Deckschicht der kurzen Seitenfläche 107 des rechtwinkligen Prismas 105 projiziert, wie es durch die schwarzen Pfeile angegeben ist. Das projizierte parallele Strahlenbündel wird weiter reflektiert von der Reflexions-Deckschicht der kurzen Seitenfläche 107 des rechtwinkligen Prismas 105 und tritt in den Lichtleiter einer rechten Lichtleiter-Linsen-Anordnung C ein.
Der 2 × 2-Lichtleiter-Schalter, aufgebaut unter Verwendung der konventionellen Kollimatorlinsen und Prismen, arbeitet wie oben beschrieben. Mit der Halterplatte 111 nach 4A in der eingerückten Position, muß die Lage einer Mittelachse 114 der linken Lichtleiter-Linsen-Anordnungen A und B genau mit der Lage einer zentralen Symmetrielinie 115 der rechtwinkligen Prismen 105 und 106 fluchten. wie in 5 gezeigt, wenn ein Ausrichtfehler e₁ zwischen der Lage der Mittelachse 114 der linken Lichtleiter-Linsen-Anordnungen A und B und der Lage der zentralen Symmetrielinie 115 der rechtwinkligen Prismen 105 und 106 hervorgerufen wird, ist die Mittelachse des auf die Lichtleiter-Linsen-Anordnung B auftreffenden Lichtstrahls gegenüber der Achse des Lichtleiters der Lichtleiter-Linsen-Anordnung B um e₂ = 2e₁ dezentralisiert.
6 zeigt die Werte, erhalten bei von der Anmelderin durchgeführten Experimenten, des Verhältnisses zwischen dem Fluchtfehler e₂ der optischen Achse und dem Eintrittsverlust, und zwar unter Verwendung einer Kollimatorlinse mit einem Durchmesser von 2 mm. Wie in 6 gezeigt, steigt der Eintrittsverlust an, wenn sich der Fluchtfehler e₂ der optischen Achse erhöht. Wenn beispielsweise e₁ 25 μm beträgt, ist e₂ 50 μm, und der Eintrittsverlust ist etwa 0,37 dB. Bisher waren daher spezielle Montage-Einstellungs-Fachkenntnisse erforderlich, um den Ausrichtfehler e₁ zwischen der Lage der Mittelachse 114 der Lichtleiter-Linsen-Anordnungen A und B und der Lage der zentralen Symmetrielinie 115 der rechtwinkligen Prismen 105 und 106 auf einem Minimum zu halten, oder auch spezielle Montage-Einstellungs-Fachkenntnisse zum präzisen Positionieren und Fixieren der rechtwinkligen Prismen 105 und 106 auf der Halterplatte 111, oder auch ähnliche spezielle Fachkenntnisse.
ZUSAMMENSCHAU DER ERFINDUNG
Dementsprechend ist es eine Hauptaufgabe der Erfindung, einen 2 × 2-Lichtleiter-Schalter zu schaffen, der die oben diskutierten Probleme der konventionellen 2 × 2-Lichtleiter-Schalter mildert.
Eine weitere spezielle Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen 2 × 2-Lichtleiter-Schalter zu schaffen, der eine Struktur aufweist, die keinen Ausrichtfehler zwischen der Lage der Mittelachse der Lichtleiter-Linsen-Anordnungen und der Lage der zentralen Symmetrielinie zwischen den Prismen hervorruft und auf diese Weise die Notwendigkeit spezieller Montage-Einstell-Fachkenntnisse beseitigt.
Eine weitere spezielle Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen 2 × 2-Lichtleiter-Schalter zu schaffen, bei dem ein Prismenhalter zum Einsatz kommt, der die Notwendigkeit überflüssig macht, eine Positionseinstellung vorzunehmen, wenn ein Paar von rechtwinkligen Prismen ausgerichtet wird.
Zur Lösung der obigen Aufgaben umfaßt ein 2 × 2-Lichtleiter-Schalter erste und zweite Lichtleiter-Anordnungen mit Linsen, die derart angeordnet sind, daß ihre optischen Achsen innerhalb derselben Referenzebene zueinander parallel verlaufen; eine dritte Lichtleiter-Anordnung mit einer gegenüber der ersten Lichtleiter-Anordnung und auf derselben optischen Achse angeordneten Linse, wobei dazwischen ein Abstand eingehalten ist; eine vierte Lichtleiter-Anordnung mit einer gegenüber der zweiten Lichtleiter-Anordnung und auf derselben optischen Achse angeordneten Linse, wobei dazwischen ein Abstand eingehalten ist; ein Linsen-Haltebauteil zum Halten der ersten bis vierten Lichtleiter-Anordnungen mit Linsen, wobei die Lagebeziehung aufrechterhalten wird; ein erstes rechtwinkliges Prisma, bei dem eine geneigte Fläche gegenüber der ersten Lichtleiter-Anordnung mit der Linse und der zweiten Lichtleiter-Anordnung mit der Linse angeordnet ist, um die erste Lichtleiter-Anordnung mit der Linse optisch mit der zweiten Lichtleiter-Anordnung mit der Linse zu koppeln; ein zweites rechtwinkliges Prisma, bei dem eine geneigte Fläche gegenüber der dritten Lichtleiter-Anordnung mit der Linse und der vierten Lichtleiter-Anordnung mit der Linse angeordnet ist, um die dritte Lichtleiter-Anordnung mit der Linse optisch mit der vierten Lichtleiter-Anordnung mit der Linse zu koppeln; und ein Prismen-Haltebauteil, welches die ersten und zweiten rechtwinkligen Prismen hält und welches von dem Linsen-Haltebauteil derart gehalten wird, daß es zwischen der Kopplungsstellung und einer zurückgezogenen Stellung in einer Richtung senkrecht zur Referenzebene bewegbar ist.
Die ersten und zweiten rechtwinkligen Prismen sind je in eine rechtwinklige V-Nut, die in dem Prismen-Haltebauteil vorgesehen ist, eingesetzt und dort eingebunden.
Das Linsen-Haltebauteil und das Prismen-Haltebauteil sind durch Kunststoff-Spritzgießen oder durch Präzisionsdruckgießen unter Verwendung einer Aluminium-Leichtmetallegierung oder dergleichen hergestellt.
In der Referenzebene des Linsen-Haltebauteils sind zwei parallele Durchgangsbohrungen vorgesehen, um die Lichtleiter mit Linsen zu halten.
In der Referenzebene des Linsen-Haltebauteils sind zwei zueinander parallele Ausrichtungs-V-Nuten vorgesehen, um die Lichtleiter mit Linsen zu halten.
Bei den Kollimatorlinsen der Lichtleiter mit Linsen handelt es sich um GRIN-Linsen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist ein geschnittener Grundriß, der eine Ausführungsform eines 2 × 2-Lichtleiter-Schalters nach der vorliegenden Erfindung in seiner ersten Betriebsstellung zeigt.
1B ist ein Längsschnitt der die Ausführungsform in der vorstehenden Betriebsstellung zeigt.
1C ist eine geschnittene Seitenansicht, die die Ausführungsform in der vorstehenden Betriebsstellung zeigt.
2A ist ein geschnittener Grundriß, der die Ausführungsform in einer zweiten Betriebsstellung zeigt.
2B ist ein Längsschnitt, der die Ausführungsform in der vorstehenden Betriebstellung zeigt.
2C ist eine geschnittene Seitenansicht, die die Ausführungsform in der vorstehenden Betriebsstellung zeigt.
3A ist eine Vorderansicht, die das Verhältnis zwischen den Lichtleitern mit Linsen und einem Linsenhalter einer zweiten Ausführungsform des 2 × 2-Lichtleiter-Schalters nach der vorliegenden Erfindung darstellt.
3B ist ein Längsschnitt der vorstehenden Ausführungsform.
4A ist eine Vorderansicht, die ein erstes Verhältnis zwischen den Lichtleitern mit Linsen und den Prismen eines konventionellen 2 × 2-Lichtleiter-Schalters darstellt.
4B ist eine Vorderansicht, die ein zweites Verhältnis zwischen den Lichtleitern mit Linsen und den Prismen eines konventionellen 2 × 2-Lichtleiter-Schalters darstellt.
5 ist eine Grundriß, der einen Positionsfehler der Prismen des konventionellen 2 × 2-Lichtleiter-Schalters darstellt.
6 ist ein Diagramm, das den Eintrittsverlust zeigt, der durch die Dezentrierung einer optischen Achse hervorgerufen wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es werden nun Ausführungsformen des 2 × 2-Lichtleiter-Schalters nach der vorliegenden Erfindung detaillierter beschrieben, und zwar vor allem unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
1A ist ein geschnittener Grundriß, der die Ausführungsform des 2 × 2-Lichtleiter-Schalters nach der vorliegenden Erfindung zeigt, und zwar in einer ersten Betriebsstellung, in der erste und zweite Lichtleiter gekoppelt und dritte und vierte Lichtleiter gekoppelt sind, wie es noch diskutiert werden soll. 1B ist ein Längsschnitt, der die Ausführungsform in der vorstehenden Betriebsstellung zeigt, und 1C ist eine geschnittene Seitenansicht, die die Ausführungsform in der vorstehenden Betriebsstellung zeigt. 2A ist ein geschnittener Grundriß, der die Ausführungsform in einer zweiten Betriebsstellung zeigt, in der erste und dritte Lichtleiter gekoppelt und zweite und vierte Lichtleiter gekoppelt sind, wie es noch diskutiert werden soll. 2B ist ein Längsschnitt, der die Ausführungsform in der vorstehenden Betriebsstellung zeigt, und 2C ist eine geschnittene Seitenansicht, die die Ausführungsform in der vorstehenden Betriebsstellung zeigt.
Ein Linsen-Haltebauteil 16 weist zwei parallele Bohrungen 17 und 18 auf, die in einer Längsrichtung (Z) verlaufen, wobei zwischen ihnen ein Abstand in einer Richtung Y eingehalten wird. Im folgenden wird eine Ebene, nämlich die YZ-Ebene, die die Mittellinien dieser Bohrungen enthält, als Referenzebene bezeichnet. Die optischen Achsen der Linsen und Lichtleiter, die später noch diskutiert werden, liegen in dieser Ebene. Eine rechteckige Durchgangsöffnung 19 ist in einer Richtung X vorgesehen, und zwar axial rechtwinklig zu den parallelen Bohrungen 17 und 18.
Eine ersten Lichtleiter-Anordnung A mit einer Linse wird dadurch hergestellt, daß ein Lichtleiter 21A und eine Hülse 22A in die zentrale Öffnung einer Kollimatorlinse 23A eingesetzt und daß eine mit dem Lichtleiter versehene Ferule koaxial daran angeordnet wird. Eine zweite Lichtleiter-Anordnung B mit einer Linse wird dadurch hergestellt, daß ein Lichtleiter 21B und eine Hülse 22B in die zentrale Öffnung einer Kollimatorlinse 23B eingesetzt und eine den Lichtleiter aufweisenden Ferule 20B koaxial daran befestigt wird. Eine dritte Lichtleiter-Anordnung C mit einer Linse und eine vierte Lichtleiter-Anordnung D mit einer Linse werden in derselben Weise hergestellt. Wie in den Zeichnungen gezeigt, sind diese vier Lichtleiter-Anordnungen A, B, C und D mit Linsen jeweils in die parallelen Bohrungen 17 und 18 des Linsen-Haltebauteils 16 eingesetzt, um eine Linsen-Halter-Anordnung zu erzeugen. Die optischen Achsen dieser jeweiligen Lichtleiter-Anordnungen mit Linsen liegen in der oben erwähnten Referenzebene. Der Lichtstrahl, der durch die Kollimatorlinse 23A hindurch ausgesendet wird, tritt parallel in eine Kollimatorlinse 23C ein, und der Lichtstrahl, der durch die Kollimatorlinse 23D hindurch ausgesendet wird, tritt parallel in eine Kollimatorlinse 23B ein.
Der Außendurchmesser eines Prismen-Haltebauteils 24 ist so gewählt, daß das Prismen-Haltebauteil präzise und gleitend in die rechteckige Durchgangsöffnung 19 des Linsen-Haltebauteils paßt. An einem Endes des Prismen-Haltebauteils 24 sind rechtwinklige V-Nuten 27 und 28 ausgebildet, in die zwei rechtwinklige Prismen 25 und 26 eingebunden sind, und an seinem anderen Ende ist ein Antriebselement 29 vorgesehen, das im Eingriff mit einem (nicht gezeigten) Betätigungselement steht. Das Antriebselement 29 ist mit einer Eingriffsnut 30 versehen, die mit einem elastischen Stift 31 oder dergleichen des (nicht gezeigten) Betätigungselements in Eingriff steht. Die rechtwink ligen Prismen 25 und 26 sind durch Kleben in die rechtwinkligen V-Nuten 27 und 28 des Prismen-Haltebauteils 24 eingebunden. Das Linsen-Haltebauteil und das Prismen-Haltebauteil können durch Kunststoff-Spritzgießen oder durch Präzisionsdruckgießen unter Verwendung einer Aluminium-Leichtmetallegierung hergestellt sein. Zum Zusammenbauen des Hauptkörpers des 2 × 2-Lichtleiter-Schalters nach der vorliegenden Erfindung wird die Prismen-Halter-Anordnung präzise in die rechteckige Durchgangsöffnung 19 der Linsen-Halter-Anordnung eingepaßt, und die Prismen-Halter-Anordnung wird von der rechteckigen Durchgangsöffnung 19 der Linsen-Halter-Anordnung derart geführt, daß sie hin und her gehende Bewegungen ausführen kann.
Die 1A bis 1C zeigen die Prismen-Halter-Anordnung mit den ersten und zweiten Lichtleiter-Anordnungen mit Linsen sowie die dritten und vierten Lichtleiter-Anordnungen mit Linsen je in einer Kopplungsstellung. Wie in 1B dargestellt, passiert ein paralleles Strahlenbündel, das durch die Kollimatorlinse 23A der ersten Lichtleiter-Anordnung A mit der Linse hindurch ausgesendet wird, eine kurze Seitenfläche 32 des rechtwinkligen Prismas 25, eine kurze Seitenfläche 33 des rechtwinkligen Prismas 25 und die Kollimatorlinse 23B der zweiten Lichtleiter-Anordnung B mit der Linse in der angegebenen Reihenfolge, bevor es den Lichtleiter 21B erreicht, wie es durch die weißen Pfeile angegeben ist. In gleicher Weise passiert ein paralleles Strahlenbündel, das durch die Kollimatorlinse 23D der vierten Lichtleiter-Anordnung D mit der Linse ausgesendet wird, eine kurze Seitenfläche 34 des rechtwinkligen Prismas 25, eine kurze Seitenfläche 35 des rechtwinkligen Prismas 26 und die Kollimatorlinse 23C der dritten Lichtleiter-Anordnung C mit der Linse in der angegebenen Reihenfolge, bevor es den Lichtleiter 21C erreicht, wie es durch die schwarzen Pfeile angegeben ist.
Die 2A bis 2C zeigen die Prismen-Halter-Anordnung mit den ersten und dritten Lichtleiter-Anordnungen mit Linsen sowie die zweiten und vierten Lichtleiter-Anordnungen mit Linsen je in einer Kopplungsposition. Wie in 2B dargestellt, passiert ein paralleles Strahlenbündel, das durch die Kollimatorlinse 23A der ersten Lichtleiter-Anordnung A mit der Linse hindurch ausgesendet wird, die Kollimatorlinse 23C der dritten Lichtleiter-Anordnung C mit der Linse und tritt in den Lichtleiter 21C ein, wie es durch den weißen Pfeil angegeben wird. In ähnlicher Weise passiert ein paralleles Strahlenbündel, das durch die Kollimatorlinse 23D der vierten Lichtleiter-Anordnung D mit der Linse ausgesendet wird, die Kollimatorlinse 23B der zweiten Lichtleiter-Anordnung B mit der Linse und tritt in den Lichtleiter 21B ein, wie es durch den schwarzen Pfeil angegeben ist.
Der 2 × 2-Lichtleiter-Schalter nach der vorliegenden Erfindung ist derart mit dem Prismen-Haltebauteil 24 verbunden, daß die langen Seiten 36 und 37 jeweils der Prismen 25 und 26 in der Längsrichtung (Y) orientiert sind. Das Prismen-Haltebauteil 24 kann hin und her gehende Bewegungen in der Richtung (X) ausführen, nämlich senkrecht zu der von den Lichtleiter-Linsen-Anordnungen A und B mit Linsen gebildeten Ebene und der von den Lichtleiter-Linsen-Anordnungen C und D mit Linsen gebildeten Ebene. Dies schafft einen Vorteil insoweit, als bei eingerückter Position der Prismen-Halter-Anordnung der Eintrittsverlust nicht erhöht wird durch einen Ausrichtfehler zwischen dem zentralen Punkt der Prismen 25 und 26 und den optischen Achsen der Lichtleiter-Linsen-Anordnungen A und B und der Lichtleiter-Linsen-Anordnungen C und D.
Genauer gesagt, wenn der Mode-Feld-Durchmesser eines von der Kollimatorlinse ausgesendeten Strahls mit Wo und die Breite des Prismas in Richtung der Y-Achse mit L bezeichnet wird, kann ein zulässiger Fehlerbereich 6 der Zentralposition der Prismen 25 und 26 durch folgende Gleichung wiedergegeben werden: δ ≤ L – W0,
Wird beispielsweise angenommen, daß der Mode-Feld-Durchmesser W₀ einer Kollimatorlinse mit einem Durchmesser von 2 mm 0,3 mm und die Breite des rechtwinkligen Prismas in Richtung der Y-Achse 3 mm beträgt, so ist ersichtlich, daß bei einge rückter Position der Prismen-Halter-Anordnung der zulässige Fehlerbereich δ der zentralen Position der Prismen 25 und 26 bei 2,7 mm liegt. Im Falle des konventionellen 2 × 2-Lichtleiter-Schalters, aufgebaut unter Verwendung der Kollimatorlinsen und Prismen, beträgt bei eingerückter Position des rechtwinkligen Prismas der Eintrittsverlust, hervorgerufen durch einen Fluchtfehler der Lichtleiterachse von 0,025 mm 0,37 dB, wie oben ausgeführt. Demgegenüber erzeugt der 2 × 2 Lichtleiter-Schalter nach der vorliegenden Erfindung bei eingerückter Position des rechtwinkligen Prismas bis zu einem Fluchfehler der optischen Achse von 2,7 mm praktisch keinen Eintrittsverlust. Dies bedeutet, daß eine komplizierte Montageeinstellung nicht mehr erforderlich ist.
3A ist einen Vorderansicht, die ein Verhältnis zwischen Lichtleitern mit Linsen und einem Linsenhalter nach einer zweiten Ausführungsform des 2 × 2-Lichtleiter-Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei die Lichtleiter-Anordnungen mit Linsen in einem Schnitt gezeigt sind. 3B ist ein Längsschnitt der vorstehenden Ausführungsform.
Auf einer Endfläche eines Linsen-Haltebauteils 38 sind parallel in der Längsrichtung (Z) V-Nuten 39 und 40 vorgesehen, um Lichtleiter-Linsen-Anordnungen E, F, G und H auszurichten, wobei zwischen den V-Nuten in der Richtung Y ein Abstand eingehalten wird. Eine rechteckige Durchgangsöffnung 41, in die die Prismen-Halter-Anordnung bewegbar hineinpaßt, ist in der Richtung (X) rechtwinklig zu den vorstehenden Ausricht-V-Nuten 39 und 40 in der Mitte des Linsen-Haltebauteils 38 ausgebildet. Die Linsen-Halter-Anordnung wird hergestellt durch Einbinden und Fixieren der ersten, zweiten, dritten und vierten Lichtleiter-Linsen-Anordnungen E, F, G und H mit Linsen in die Ausricht-V-Nuten 39 und 40.
Die erste Lichtleiter-Anordnung E mit der Linse wird zusammengebaut durch Einführen eines Lichtleiters 21E und einer Hülse 22E in eine zentrale Öffnung einer Kollimatorlinse 23E und dadurch, daß eine mit dem Lichtleiter versehene Ferule 20E koaxial daran befestigt wird. Die Stirnflächen sowohl der Fe rule 20E als auch der Linse 23E können poliert und unter einem Winkel θ relativ zu einer Ebene geneigt sein, die senkrecht zu einer optischen Achse Z verläuft. Dies dient dazu, die Lichtmenge zu minimieren, die an einer Grenzfläche reflektiert und zurückgeleitet wird.
Die zweiten, dritten und vierten Lichtleiter-Anordnungen F, G und H mit Linsen werden in derselben Weise aufgebaut, wie es oben beschrieben wurde. Der Aufbau der (nicht dargestellten) Prismen-Halter-Anordnungen ist identisch zu dem der oben beschriebenen Ausführungsform. Wie im Falle der oben erwähnten Ausführungsform, paßt die Prismen-Halter-Anordnung präzise in die rechteckige Durchgangsöffnung 41 der Linsen-Halter-Anordnung 38. Die Prismen-Halter-Anordnung ist so ausgebildet, daß sie hin und her gehende Bewegungen ausführen kann, wobei sie von der rechteckigen Durchgangsöffnung 41 der Linsen-Halter-Anordnung geführt wird. Die Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform stimmt mit der der oben beschriebenen ersten Ausführungsform überein; dementsprechend wird auf ihre Beschreibung verzichtet.
Zwar wurde die Erfindung vorstehend detailliert in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, jedoch können vielfältige Modifikationen vorgenommen werden. Beispielsweise können konvexe Linse anstelle der GRIN-Linsen eingesetzt werden.
Bei dem konventionellen 2 × 2-Lichleiter-Schalter verursachen die ungenauen Haltepositionen der Prismen den Eintrittsverlust. Der Aufbau des 2 × 2-Lichtleiter-Schalters nach der Erfindung hat das mit der konventionellen Vorrichtung verbundene Problem komplett gelöst. Zusätzlich dazu beseitigt der 2 × 2-Lichtleiter-Schalter nach der Erfindung vollständig die Notwendigkeit einer Einstellung.

Claims

Ein 2 × 2-Lichtleiter-Schalter enthaltend: erste und zweite Lichtleiter-Anordnungen (22A, 22B) mit Linsen (23A, 23B), die derart angeordnet sind, daß ihre optischen Achsen innerhalb derselben Referenzebene zueinander parallel verlaufen; eine dritte Lichtleiter-Anordnung (22C) mit einer gegenüber der ersten Lichtleiter-Anordnung und auf derselben optischen Achse angeordneten Linse, wobei dazwischen ein Abstand eingehalten ist; eine vierte Lichtleiter-Anordnung (22D) mit einer gegenüber der zweiten Lichtleiter-Anordnung und auf derselben optischen Achse angeordneten Linse, wobei dazwischen ein Abstand eingehalten ist; ein Linsen-Haltebauteil (16) zum Halten der ersten bis vierten Lichtleiter-Anordnungen mit Linsen, wobei die Lagebeziehung aufrechterhalten wird; ein erstes rechtwinkliges Prisma (25), dessen Schrägflächen den ersten und zweiten Lichtleiter-Anordnungen gegenüber angeordnet sind, um die erste Lichtleiter-Anordnung optisch mit der zweiten Lichtleiter-Anordnung zu koppeln; ein zweites rechtwinkliges Prisma (26), dessen Schrägflächen den dritten und vierten Lichtleiter-Anordnung gegenüber angeordnet sind, um die dritte Lichtleiter-Anordnungen optisch mit der vierten Lichtleiter-Anordnung zu koppeln; gekennzeichnet durch ein Prismen-Haltebauteil (24), welches die ersten und zweiten rechtwinkligen Prismen hält und welches von dem Linsen-Haltebauteil derart gehalten wird, daß es zwischen der Kopplungsstellung und einer zurückgezogenen Stellung bewegbar ist, in der keine Kopplung stattfindet, in einer Richtung senkrecht zu der Referenzebene bewegbar ist.
Ein 2 × 2-Lichtleiter-Schalter nach Anspruch 1, wobei das erste und zweite rechtwinklige Prisma jeweils in zwei rechtwinkligen V-Nuten, die in dem Prismen-Haltebauteil vorgesehen sind, eingesetzt und verklebt sind.
Ein 2 × 2-Lichtleiter-Schalter nach Anspruch 1, wobei das Linsen-Haltebauteil und das Prismen-Haltebauteil durch Kunststoff-Spritzgießen oder durch Präzisionsdruckgießen unter Verwendung einer Aluminium-Leichtmetalllegierung oder dergleichen hergestellt sind.
Ein 2 × 2-Lichtleiter-Schalter nach Anspruch 1, wobei zwei parallele Durchgangsbohrungen in der Referenzebene des Linsen-Haltebauteils vorgesehen sind, um die Lichtleiter mit Linsen zu halten.
Ein 2 × 2-Lichtleiter-Schalter nach Anspruch 1, wobei zwei zueinander parallele Ausrichtungs-V-Nuten in der Referenzebene des Linsen-Halteelements vorgesehen sind, um die Lichtleiter mit Linsen zu halten.
Ein 2 × 2-Lichtleiter-Schalter nach Anspruch 1, wobei die Linsen der Lichtleiter zum Kollimieren des Strahlbündels angeordnete Graded-Index-Linsen sind.