DE102007020138A1 - Optical frequency separating filter for transmission of optical signals with different wavelengths, has base body, receiver for connection of one or multiple polymer optical fibers - Google Patents

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Abstract

The optical frequency separating filter has a base body (1a), a receiver for connection of one or multiple polymer optical fibers. A curved dispersion grid (5) is provided for wavelength dependent splitting or summarization of each optical signal having different wavelengths. The base body has a spatial form with recess. An independent claim is also included for a method for the production of an optical frequency separating filter for the transmission of optical signals.

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Frequenzweiche für die Übertragung von optischen Signalen mit unterschiedlicher Wellenlänge aus dem Bereich des Wellenlängenspektrums des sichtbaren Lichtes zur Anwendung des Wellenlängenmultiplexverfahrens (WDM) mittels optischer Polymerfasern (POF) sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.The The invention relates to an optical crossover for transmission of optical signals of different wavelengths from the range of the wavelength spectrum of visible light for the application of wavelength division multiplexing (WDM) by means of optical polymer fibers (POF) and a method for their Production.

Moderne optische Kommunikationssysteme nutzen durch Anwendung von hochbitratigen Übertragungskanälen eine hohe Bandbreite der optischen Fasern. Um die Möglichkeit der Übertragung von Informationen über die Faser nutzen zu können, sind senderseitig Sendermodule und empfangsseitig Empfängermodule notwendig.modern use optical communication systems by using high bit rate transmission channels a high bandwidth of optical fibers. To the possibility the transmission of information about the fiber To be able to use transmitter side transmitter modules and receiver side receiver modules necessary.

Anwendungen der optischen Technologien der Kommunikationstechnik besitzen ein überaus breites Anwendungsfeld, das von großen Teilen des bestehenden Telekommunikationsnetzes über Multimediaübertragung im Automobil bis hin zur Datenübertragung im Büro- und im Heimbereich reicht. Neustes Einsatzgebiet ist weiterhin die Medizintechnik. Optische Datenübertragung bietet hohe Übertragungskapazität, ist wenig empfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen und bietet gleichzeitig elektrische Isolierung zwischen Sender und Empfänger. Auch sind optische Fasern, insbesondere Kunststofffasern, billiger und wesentlich leichter als Kupferkabel mit gleicher Kapazität und decken zudem einen größeren Entfernungsbereich ab.applications The optical technologies of communication technology have a very broad Field of application, which is used by large parts of the existing telecommunications network Multimedia transmission in the automobile up to data transmission in the office and home ranges. New application is still the medical technology. Optical data transmission offers high transmission capacity, is not very sensitive against electromagnetic interference and offers at the same time electrical insulation between transmitter and receiver. Also, optical fibers, especially plastic fibers, are cheaper and much lighter than copper cables of the same capacity and also cover a larger distance range from.

Die Mitte der 90er Jahre aufgekommene Wellenlängenmultiplex-Technik (Wavelength Division Multiplex, WDM) erlaubte es, die Übertragungskapazität der damals hauptsächlich verwendeten Glasfasern deutlich zu steigern. Beim WDM-Verfahren werden die einzelnen zu übertragenden Daten nicht mehr in einer zeitlichen Anordnung hintereinander auf dem Fasermedium übertragen, sondern gleichzeitig auf dem Lichtwellenleiter geführt.The Mid-90s emerged wavelength division multiplexing technique (Wavelength Division Multiplex, WDM) allowed the transmission capacity the then mainly used glass fibers clearly to increase. In the WDM process, the individual to be transferred Data no longer in a temporal arrangement in a row transferred to the fiber medium, but at the same time on the Fiber optics guided.

Derzeit wird daran gearbeitet, die im optischen Fernbereich (Wellenlänge λ = 1,3 ... 1,7 μm) erfolgreiche WDM-Technik in den Bereich der Nahbereichsnetze mit Übertragungslängen unter 2000 m einzuführen. Die dabei verwendeten POF erlauben aufgrund ihrer Dämpfungscharakteristik nur eine Datenübertragung im sichtbaren Spektrum des Lichtes.Currently work is being carried out in the optical long - range (wavelength λ = 1.3 ... 1.7 μm) successful WDM technology in the field short-range networks with transmission lengths below 2000 m. The POF used allow due to their damping characteristic only one data transmission in the visible spectrum of light.

Daher arbeitet man hier mit Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich und benutzt als Übertragungsmedium Polymerfasern (POF), da in dieser Anwendungsebene die Bauteile möglichst kostengünstig für den Endanwender hergestellt werden müssen.Therefore one works here with light in the visible wavelength range and uses polymer fibers (POF) as the transfer medium, because in this application level, the components as cost-effective must be made for the end user.

Besondere Bedeutung erhält der Bereich der mobilen Multimedia-Anwendungen. Neben der höheren Datenrate und der damit verbesserten Integration multimedialer Anwendungen in Bussen oder Automobilen werden zudem erhebliche Gewichtsreduzierungen des Kabelbaums zu erwarten sein.Special Importance is given to the field of mobile multimedia applications. In addition to the higher data rate and thus improved Integration of multimedia applications in buses or automobiles In addition, significant weight reductions in the wiring harness are added expect to be.

Um zu einem komplexen optischen Datenübertragungssystem unter Berücksichtigung der vorbenannten Aspekte zu kommen, müssen mehrere Einzelaufgaben gelöst werden. Hierzu gehört unter anderem die Zusammenführung wellenlängencodierter Einzelsignale zu einem multiplexten Gesamtsignal als auch die Trennung eines solchen Gesamtsignals in die ursprünglichen Einzelsignale auf derselben Seite der Übertragungsstrecke. Solche Systeme zur Trennung oder Zusammenführung der wellenlängencodierten optischen Signale bezeichnet man als optische Frequenzweiche.Around to a complex optical communication system under Consideration of the above-mentioned aspects need to come several individual tasks are solved. Which also includes including the merging of wavelength encoded Single signals to a multiplexed total signal as well as the separation such a total signal in the original individual signals on the same side of the transmission link. Such systems for Separation or merging of the wavelength-coded Optical signals are called optical crossover.

Optische Wellenlängenaufspaltung im sichtbaren Bereich des optischen Spektrums wurde bisher in Einzelbauweise genutzt durch die Verwendung von Dispersionsprismen, Beugungs-, Transmissions- oder Reflexionsgittern.optical Wavelength splitting in the visible region of the optical Spectrum has been used in individual construction by the use of Dispersion prisms, diffraction, transmission or reflection gratings.

Neben solchen allgemein bekannten Einzelbausteinen, die zumeist in großen Spektrometeraufbauten realisiert sind, existiert z. B. eine Lösung des Fraunhofer Instituts IIS in Erlangen:
In der Patentanmeldung DE000010240057A1 wird eine Anordnung vorgeschlagen, welche mit Hilfe von wellenlängenabhängigen Spiegeln Licht in seine Farbanteile aufspalten und auf einzelne Polymerfasern räumlich trennend verteilen kann. Allerdings ist der mechanische Aufbau dieser Lösung sehr anspruchsvoll und damit kostenaufwendig, so dass ein solcher Aufbau für den low-cost-Bereich des Konsumentenmarktes (Heim – und Automobil) nicht geeignet ist.In addition to such well-known individual building blocks, which are mostly realized in large Spektrometeraufbauten exists z. For example, a solution of the Fraunhofer Institute IIS in Erlangen:
In the patent application DE000010240057A1 an arrangement is proposed which, with the aid of wavelength-dependent mirrors, can split light into its color components and distribute them spatially separated to individual polymer fibers. However, the mechanical structure of this solution is very demanding and therefore expensive, so that such a structure for the low-cost range of the consumer market (home - and automobile) is not suitable.

Eine Vereinfachung der Herstellung von Modulen der optischen Datentechnik im Sinne kostengünstigerer Massenfertigung wird durch die Anwendung der Spritzgusstechnik erreicht. Hier existieren aus den Lösungen der DE 41 09 651 A1 , der DE 100 43 324 A1 , der DE 600 05 018 sowie der bereits erwähnten DE 102 40 057 A1 Hinweise zur Anwendung dieser Technologie. Das Spritzgießen wird dabei allerdings nur für die Herstellung von Einzelteilen der optischen Module vorgeschlagen, wodurch der aufwandsminimierende Effekt der Anwendung des Spritzgießens begrenzt ist.A simplification of the production of modules of the optical data technology in terms of cheaper mass production is achieved by the application of the injection molding technique. Here exist solutions of DE 41 09 651 A1 , of the DE 100 43 324 A1 , of the DE 600 05 018 as well as the already mentioned DE 102 40 057 A1 Instructions for using this technology. However, injection molding is proposed only for the production of individual parts of the optical modules, whereby the effort-minimizing effect of the application of injection molding is limited.

Die wichtigsten Nachteile des bekannten Standes der Technik, für die eine Zusammenfassung in Daum et al: "POF Optische Polymerfasern für die Datenkommunikation", Springer-Verlag, 2001 , vorliegt, bestehen in der Baugröße und in der aufwändigen Herstellungsweise, die nicht für eine konsequente Massenproduktion wirklich kostengünstiger Module geeignet ist.The main disadvantages of the known prior art, for which a summary in Daum et al: "POF Optical Polymer Fibers for Data Communication", Springer-Verlag, 2001 , exist in the size and in the complex production method, which is not suitable for a consistent mass production of really cost-effective modules.

Die Aufgabe der Erfindungen ist es daher, eine kostengünstig herzustellende integrierte optische Frequenzweiche für Polymerfaserübertragung zu entwickeln, die ohne Einbußen an Übertragungs- und Signalverarbeitungsqualität die einfache und kostenminimierte Gestaltung komplexer optischer Übertragungssysteme gestattet. Außerdem soll ein Herstellungsverfahren zur einfachen und kostengünstigen Massenherstellung optischer Module gemäß des Sachanspruches gefunden werden.The The object of the inventions is therefore a cost to manufacture integrated optical crossover for To develop polymer fiber transfer without sacrificing in transmission and signal processing quality the simple and cost-minimized design of complex optical transmission systems allowed. In addition, a manufacturing process for simple and inexpensive mass production optical Modules are found according to the claim.

Diese Aufgaben werden gelöst durch die Gestaltung einer optischen Frequenzweiche für Polymerfaserübertragung gemäß den Merkmalen des Anordnungsanspruches sowie durch ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Frequenzweiche für Polymerfaserübertragung nach den Merkmalen des Verfahrensanspruches.These Tasks are solved by the design of an optical Crossover for polymer fiber transmission according to Characteristics of the arrangement claim as well as by a method for Production of an optical crossover for polymer fiber transmission according to the features of the method claim.

In den Unteransprüchen zum Sachanspruch sind jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Sacherfindung enthalten.In the dependent claims to the claim are each particular contain advantageous embodiments of the subject invention.

Das Wesen der Anordnungs-Erfindung liegt in der überraschend einfachen und vorteilhaften Kombination der Signaleinspeisung bzw. Signalableitung durch POF aus der bzw. in die optische Frequenzweiche und der gleichzeitigen Trennung oder Zusammenführung der eingehenden optischen wellenlängendifferenzierten Signale durch ein reflektives und zugleich kollimierendes Beugungselement in Form eines Dispersionsgitters in einem einzigen integrierten optischen Modul.The Essence of the arrangement invention is in the surprising simple and advantageous combination of the signal feed or Signal derivation by POF from or into the optical crossover and the simultaneous separation or merger of the incoming optical wavelength differentiated signals by a reflective and at the same time collimating diffraction element in the form of a dispersion grating in a single integrated optical module.

Zudem äußert sich das Wesen der Erfindung auch in der erfindungsgemäß neu vorgesehenen passiven oder Selbstjustage der aus der optischen Frequenzweiche für Polymerfaserübertragung herausführenden oder in sie hineinführenden Polymerfasern und der erfindungsgemäß konsequent angewandten Anordnung aller Teilelemente in einem Spritzguss-Grundkörper als Basisaufnahme.In addition, expresses the essence of the invention is also novel in the invention provided passive or self-adjustment of the optical crossover leading to polymer fiber transfer or in leading polymer fibers and according to the invention consistently applied arrangement of all sub-elements in an injection-molded body as a basic recording.

Das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der integrierten optischen Frequenzweiche für Polymerfaserübertragung zeigt sich in der äußerst vorteilhaften zweifachen Anwendung der Spritzgusstechnik in den Verfahrensschritten zur Herstellung des Grundkörpers der optischen Frequenzweiche für Polymerfaserübertragung sowie der nachfolgenden Ein- oder Aufbringung des Dispersionsgitters ebenfalls durch Spritzgusstechnik.The Nature of the method according to the invention for the production the integrated optical crossover for polymer fiber transmission shows itself in the extremely advantageous twofold Application of the injection molding technique in the process steps for the production of the main body of the optical crossover for Polymer fiber transmission and the subsequent input or Application of the dispersion grid also by injection molding.

Die Erfindungen werden nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert, in denen sowohl die erfindungsgemäßen Anordnungsmerkmale der optischen Frequenzweiche für Polymerfaserübertragung als auch die Verfahrensschritte zu ihrer Herstellung verdeutlicht werden.The Inventions are described below in two embodiments explained in more detail, in which both the inventive Arrangement features of the optical crossover for polymer fiber transfer as well as the process steps for their preparation illustrates become.

Dabei zeigen die zugehörigen Zeichnungen inthere show the accompanying drawings in

1: die geschnittene Prinzipdarstellung einer optischen Frequenzweiche, deren Dispersionsgitter in einer Ausnehmung des Grundkörpers angeordnet ist und 1 FIG. 2: the sectional principle representation of an optical crossover whose dispersion grating is arranged in a recess of the base body and

2: die geschnittene Prinzipdarstellung einer optischen Frequenzweiche, deren Dispersionsgitter auf der Außenform des Grundkörpers angeordnet ist. 2 : The sectional principle representation of an optical crossover, the dispersion grid is arranged on the outer shape of the base body.

Gemäß 1 weist eine erfindungsgemäße optische Frequenzweiche für Polymerfaserübertragung die Bestandteile Grundkörper 1a, selbstjustierende Faserführungen 2 mit Polymerfasern 3a und 3b, eine asphärische Kuppel 4 als Bestandteil einer Ausnehmung des Grundkörpers 1a und ein Dispersionsgitter 5 in der Kuppel 4 auf.According to 1 an optical crossover according to the invention for polymer fiber transmission has the constituents basic body 1a , self-adjusting fiber guides 2 with polymer fibers 3a and 3b , an aspherical dome 4 as part of a recess of the body 1a and a dispersion grid 5 in the dome 4 on.

1 zeigt weiterhin den Strahl 7 eines optischen wellenlängendifferenzierten Eingangssignals, das durch wellenlängenabhängige Richtungswirkung des Dispersionsgitters 5 in Teilstrahlen 8; 9 und 10 mit jeweils eigenem Wellenlängebereich aufgeteilt wurde. 1 continues to show the beam 7 an optical wavelength-differentiated input signal, the wavelength-dependent directional action of the dispersion grating 5 in partial beams 8th ; 9 and 10 each with its own wavelength range was divided.

Der Grundkörper 1a ist als Spritzgussteil aus einem geeigneten Kunststoff, z. B. Polymethylmethacrylat (PMMA), gefertigt. PMMA ist ein kratzfester und klarsichtiger Werkstoff mit sehr hoher Steifigkeit, dessen Lichttransmission ca. 92% bei 1 mm Dicke beträgt und dessen Brechungszahl nach ISO 489 den Wert 1,492 aufweist.The main body 1a is as an injection molded part made of a suitable plastic, for. As polymethyl methacrylate (PMMA) manufactured. PMMA is a scratch-resistant and transparent material with very high rigidity, whose light transmission is approx. 92% at 1 mm thickness and whose refractive index is ISO 489 has the value 1,492.

Der genannte Grundkörper 1a weist in seiner Ausnehmung eine asphärische Kuppel 4 auf, die so ausgelegt ist, dass in ihr das vorzugsweise aus PMMA bestehende Dispersionsgitter 5 Aufnahme finden kann.The named basic body 1a has in its recess an aspherical dome 4 which is designed so that in it preferably consisting of PMMA dispersion grating 5 Can find admission.

Die Wirkungsweise der optischen Frequenzweiche in der Ausgestaltung der 1 kann folgende sein:
Über eine Polymerfaser 3a wird der Strahl 7 eines optischen Signals in die Ausnehmung des Grundkörpers 1a eingeleitet und trifft dort auf das in der Wölbung der asphärischen Kuppel 4 angeordnete Dispersionsgitter 5. Dieses sorgt für eine Trennung der Bestandteile des optischen Signals entsprechend ihrer Wellenlängenbereiche – auf diese Weise entstehen die dispersierten Teilstrahlen 8, 9 und 10 des nunmehr demultiplexten optischen Signals, die über die Polymerfasern 3b aus der Frequenzweiche herausgeführt werden.The mode of operation of the optical crossover in the embodiment of 1 can be the following:
About a polymer fiber 3a becomes the beam 7 an optical signal in the recess of the body 1a initiated and meets there in the vault of the aspherical dome 4 arranged dispersion grids 5 , This provides for a separation of the components of the optical signal according to their wavelength ranges - in this way, the dispersed partial beams 8th . 9 and 10 of the now demultiplexed optical signal passing through the polymer fibers 3b be led out of the crossover.

Es ist denkbar und stellt einen besonderen Vorteil der Erfindung dar, dass auch ein dem beschriebenen Signallauf entgegengesetzter Signallauf realisiert werden kann:
Mit den Polymerfasern 3b können Strahlen wellenlängenmäßig unterschiedliche optische Signale in die Frequenzweiche eingeführt und am Dispersionsgitter 5 zu einem alle eingeführten Signale mit ihren unterschiedlichen Wellenlängen enthaltenden Signal zusammengeführt werden. Dieses Signal kann als nunmehr entgegengesetzt zur ursprünglichen Richtung der Kennzeichnung in 1 laufender Strahl die Frequenzweiche über die Polymerfaser 3a verlassen.It is conceivable and represents a particular advantage of the invention that even a signal run opposite to the described signal run can be realized:
With the polymer fibers 3b For example, beams can be wavelength-wise different optical signals introduced into the crossover and the dispersion grating 5 be merged into a signal containing all the signals introduced with their different wavelengths. This signal can be considered now opposite to the original direction of the marking in 1 running beam the crossover over the polymer fiber 3a leave.

Es ist auch möglich, die beschriebenen Funktionsmöglichkeiten der Frequenzweiche dauerhaft gleichzeitig zu nutzen und dadurch quasi eine permanente Mux/Demux-Anordnung zu realisieren.It is also possible, the described functional possibilities to use the crossover permanently simultaneously and thereby to realize a permanent mux / demux arrangement.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die optische Frequenzweiche anstelle des Grundkörpers 1a mit Ausnehmung einen Grundkörper 1b auf, dessen äußere Kontur teilweise einer asphärischen Kuppel 4 nachgeformt ist.In a further embodiment of the invention, the optical crossover instead of the main body 1a with recess a body 1b on, whose outer contour is partially an aspherical dome 4 is reformed.

Die Funktionsweise dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen optischen Frequenzweiche entspricht mit allen bereits erwähnten Variationsmöglichkeiten der Funktion der Frequenzweiche gem. 1, wobei die Strahlführung nun im Grundmaterial des Grundkörpers 1b verläuft und nicht in einer luftgefüllten Ausnehmung.The operation of this embodiment of the optical crossover according to the invention corresponds with all the already mentioned variation possibilities of the function of the crossover gem. 1 , wherein the beam guide now in the base material of the body 1b runs and not in an air-filled recess.

Die asphärische Kuppel 4, die stets in ihren beiden senkrecht aufeinanderstehenden Dimensionen unterschiedliche Radien aufweisen kann, bildet quasi einen Hohlspiegel als Ein- oder Ausgangsgangsoptik zur Erzeugung von fokussierten Strahlenbündeln der ein- und austretenden Strahlen.The aspherical dome 4 , which can always have different radii in their two mutually perpendicular dimensions, forms quasi a concave mirror as input or output gating optics for generating focused beams of the incoming and outgoing beams.

Die Polymerfasern 3a und 3b werden jeweils durch selbstjustierende Faserführungen 2 so ausgerichtet, dass die optischen Ein- und Ausgangssignale optimal ein- und ausgekoppelt werden.The polymer fibers 3a and 3b are each by self-adjusting fiber guides 2 aligned so that the optical input and output signals are optimally coupled and disconnected.

Gemäß der Verfahrenserfindung erfolgt die Herstellung der integrierten optischen Frequenzweiche für Polymerfaserübertragung in Spritzgusstechnik. Im ersten Verfahrensschritt wird der Grundkörper 1a mit der Aussparung zur Aufnahme der selbstjustierenden Faserführungen 2, für die Kuppel 4 und das Dispersionsgitter 5 gespritzt.According to the process invention, the production of the integrated optical crossover for polymer fiber transfer takes place by injection molding. In the first process step, the main body 1a with the recess for receiving the self-adjusting fiber guides 2 , for the dome 4 and the dispersion grid 5 injected.

Im zweiten Verfahrensschritt wird mit einem weiteren Mikrospritzgang das dispersierende Dispersionsgitter 5 in optisch hochreiner Qualität mit hochglatten Oberflächen eingefügt.In the second process step, the dispersing dispersion grating is used with a further micro-spraying process 5 inserted in optically high-quality with smooth surfaces.

Im Falle der Variante des Grundkörpers ohne Ausnehmung und mit kuppelartig gestalteter Außenkontur wird das Dispersionsgitter 5 in optisch hochreiner Qualität mit hochglatten Oberflächen auf die kuppelartig gestaltete Außenkontur gespritzt.In the case of the variant of the basic body without recess and with dome-shaped outer contour becomes the dispersion grid 5 in optically high-purity quality with smooth surfaces sprayed on the dome-shaped outer contour.

Zur Erhöhung des Reflektionsgrades kann das Dispersionsgitter 5 eine metallische Beschichtung besitzen.To increase the degree of reflection, the dispersion grid 5 have a metallic coating.

Die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Realisierungen der optischen Frequenzweiche für Polymerfaserübertragung stellen nur einige von mehreren möglichen dar – die gewählten Anordnungen der Ausführungsbeispiele sind als vorteilhafte Ausgestaltungen für die Erfindung zu verstehen. Weitere Realisierungen der optischen Frequenzweiche für Polymerfaserübertragung sind denkbar und möglich, ohne dass der Anspruchsbereich der Erfindung verlassen wird.The Realizations described in the embodiments the optical crossover for polymer fiber transmission are just a few of several possible ones - the Selected arrangements of the embodiments are as advantageous embodiments of the invention to understand. Further realizations of the optical crossover for polymer fiber transfer are conceivable and possible without departing from the scope of the invention.

So können z. B. mehr als eine Polymerfaser 3a in die optische Frequenzweiche für Polymerfaserübertragung eingeführt werden, deren multiplexte Signale nach dem Durchlaufen des Dispersionsgitters 5 in ihre Einzelsignalanteile aufgespalten, von entsprechenden Polymerfaser-Arrays empfangen und weitergeführt werden können. Das ermöglicht eine erhöhte Übertragungskapazität.So z. B. more than one polymer fiber 3a introduced into the optical crossover for polymer fiber transmission, whose multiplexed signals after passing through the dispersion grating 5 split into their individual signal components, received by corresponding polymer fiber arrays and can be continued. This allows for increased transmission capacity.

Die Polymerfasern 3a oder 3b können auch in zwei Dimensionen im Array angeordnet sein, ohne dass die Patentidee verlassen wird.The polymer fibers 3a or 3b can also be arranged in two dimensions in the array, without leaving the patent idea.

Als besondere Vorteile der Erfindung können gelten:
Die beschriebene Herstellung der optischen Frequenzweiche für Polymerfaserübertragung gestattet eine kostengünstige Massenfertigung dieses wichtigen Bestandteils komplexer optischer Datenübertragungssysteme und legt damit eine Grundlage für deren massenhafte und kostenminimierte Einführung in breit gefächerten Anwendungsgebieten wie der Datenkommunikation in Unternehmen, Wohngebäuden und Fahrzeugen sowie in Maschinen und Anlagen der Investitionsgüterindustrie.As special advantages of the invention can apply:
The described production of the optical crossover for polymer fiber transmission allows cost-effective mass production of this important component of complex optical data transmission systems and thus provides a basis for their mass and cost-minimized introduction in a wide range of applications such as data communication in companies, residential buildings and vehicles and in machinery and equipment in the capital goods industry.

Mit der vorliegenden optischen Frequenzweiche für Polymerfaserübertragung lassen sich optische Fasern mit hoher numerischer Apertur bei geringer Dämpfung und hoher Nebensprechdämpfung als Übertragungsmedium einsetzen. Die damit in den vorgenannten Anwendungsgebieten massiv einsetzbaren Polymerfasern tragen wiederum zur Kostensenkung und Gewichtseinsparung bei den Übertragungssystemen bei.With the present optical crossover for polymer fiber transmission optical fibers with high numerical aperture can be reduced Damping and high crosstalk attenuation as transmission medium deploy. The massive in the aforementioned application areas usable polymer fibers in turn contribute to cost reduction and Weight saving in the transmission systems at.

Die Polymerfaser-Empfänger/Sender-Kopplung der erfindungsgemäßen optischen Frequenzweiche für Polymerfaserübertragung kann durch die integriert-optische Herstellungsweise justagefrei vollautomatisch erfolgen und ersetzt bisherige aufwändige Justageverfahren. Die Justagegenauigkeit durch die im Spritzgussverfahren hergestellte Faserführung ermöglicht eine Faserausrichtung im Bereich besser 10 μm und besser 1°.The Polymer fiber receiver / transmitter coupling of the invention optical crossover for polymer fiber transmission can be adjusted without adjustment thanks to the integrated optical production method fully automatic and replaces previous expensive Adjustment process. The adjustment accuracy by the injection molding Fiber guidance made possible fiber alignment in the range better 10 microns and better 1 °.

Verzeichnis der Bezugs- und Formelzeichen zur Patentanmeldung „Optische Frequenzweiche für die Übertragung von optischen Signalen mit unterschiedlicher Wellenlänge und Verfahren zu deren Herstellung"directory the reference and symbol to the patent application "Optical Crossover for the transmission of optical Signals with different wavelength and method for their production "

1a, 1b1a, 1b
Grundkörperbody
22
Faserführungfiber guide
3a, 3b3a, 3b
Polymerfaserpolymer fiber
44
Kuppeldome
55
Dispersionsgitterdispersive grating
(6(6
nicht belegt)Not busy)
77
Strahlbeam
88th
Teilstrahlpartial beam
99
Teilstrahlpartial beam
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Teilstrahlpartial beam

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - "POF Optische Polymerfasern für die Datenkommunikation", Springer-Verlag, 2001 [0012] - "POF Optical Polymeric Fibers for Data Communication", Springer-Verlag, 2001 [0012]
  • - ISO 489 [0025] - ISO 489 [0025]

Claims (7)

Optische Frequenzweiche für die Übertragung von optischen Signalen mit unterschiedlicher Wellenlänge aus dem Bereich des Wellenlängenspektrums des sichtbaren Lichtes zur Anwendung des Wellenlängenmultiplexverfahren (WDM) mittels optischer Polymerfasern (POF), 1.1. einen Grundkörper (1a; 1b) aufweisend, 1.2. der Aufnahmen (2) für den Anschluss einer oder mehrerer polymeroptischer Fasern (3) sowie 1.3. ein gekrümmtes Dispersionsgitter (5) zur wellenlängenabhängigen Aufteilung oder Zusammenfassung der jeweils unterschiedliche Wellenlängen aufweisenden optischen Signale besitzt.Optical crossover for the transmission of optical signals of different wavelengths from the range of the wavelength spectrum of visible light for the application of wavelength division multiplexing (WDM) by means of optical polymer fibers (POF), 1.1. a basic body ( 1a ; 1b ), 1.2. the recordings ( 2 ) for the connection of one or more polymer optical fibers ( 3 ) as well as 1.3. a curved dispersion grating ( 5 ) for wavelength-dependent division or summary of the respective different wavelengths having optical signals. Optische Frequenzweiche nach Anspruch 1 2.1. bei der der Grundkörper (1a) eine Raumform mit einer Ausnehmung aufweist, 2.2. wobei die innere Raumform der Ausnehmung mindestens teilweise einer asphärischen Kuppel (4) nachgeformt ist, 2.3. und bei der das Dispersionsgitter (5) im Bereich der asphärischen Kuppel (4) angeordnet ist.Optical crossover according to claim 1 2.1. in which the basic body ( 1a ) has a spatial form with a recess, 2.2. wherein the inner spatial shape of the recess at least partially an aspherical dome ( 4 ), 2.3. and in which the dispersion grid ( 5 ) in the area of the aspherical dome ( 4 ) is arranged. Optische Frequenzweiche nach Anspruch 1, 3.1. bei der Grundkörper (1b) eine Raumform aufweist, deren äußere Kontur teilweise einer asphärischen Kuppel (4) nachgeformt ist 3.2. und bei der das Dispersionsgitter (5) im Bereich der asphärischen Kuppel (4) angeordnet ist.Optical crossover according to claim 1, 3.1. at the base body ( 1b ) has a spatial shape whose outer contour is partially an aspherical dome ( 4 ) is reformed 3.2. and in which the dispersion grid ( 5 ) in the area of the aspherical dome ( 4 ) is arranged. Optische Frequenzweiche nach Anspruch 2 oder 3, 4.1. bei der die asphärische Kuppel (4) in ihren beiden senkrecht aufeinanderstehenden Dimensionen unterschiedliche Radien aufweist.Optical crossover according to claim 2 or 3, 4.1. when the aspherical dome ( 4 ) has different radii in its two mutually perpendicular dimensions. Optische Frequenzweiche nach Anspruch 2, 5.1. bei der sowohl der Grundkörper (1a; 1b) als auch das Dispersionsgitter (5) Spritzgussteile sind.Optical crossover according to claim 2, 5.1. in which both the basic body ( 1a ; 1b ) as well as the dispersion grating ( 5 ) Injection molded parts are. Optische Frequenzweiche nach Anspruch 1, 6.1. bei der zur Erhöhung des Reflektionsgrades das Dispersionsgitter (5) eine metallische Beschichtung besitzt.Optical crossover according to claim 1, 6.1. in which, to increase the degree of reflection, the dispersion grating ( 5 ) has a metallic coating. Verfahren zur Herstellung einer optischen Frequenzweiche für die Übertragung von optischen Signalen mit unterschiedlicher Wellenlänge aus dem Bereich des Wellenlängenspektrums des sichtbaren Lichtes zur Anwendung des Wellenlängenmultiplexverfahren (WDM) mittels optischer Polymerfasern (POF), 7.1. bei dem in einem ersten Verfahrensschritt ein Grundkörper (1a; 1b) als Spritzgussteil hergestellt und 7.2. in einem zweiten Verfahrensschritt das Dispersionsgitter (5) ebenfalls durch Spritzguss in die Ausnehmung des Grundkörpers (1a) eingebracht oder durch Spritzguss auf den Grundkörper (1b) aufgebracht wird.Method for producing an optical diplexer for the transmission of optical signals of different wavelengths from the range of the wavelength spectrum of visible light for the application of wavelength division multiplexing (WDM) by means of optical polymer fibers (POF), 7.1. in which, in a first method step, a basic body ( 1a ; 1b ) manufactured as an injection molded part and 7.2. in a second process step, the dispersion grating ( 5 ) also by injection into the recess of the body ( 1a ) or by injection molding on the base body ( 1b ) is applied.
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ISO 489
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