Faseroptische Schaltmodule

Gegenstand dieser Arbeit ist die Entwicklung faseroptischer Schaltmodule. Hierzu werden Einsatzgebiete beschrieben und ein systematisierender Vergleich über optische Schalter, optische Abschwächer und das Signalmonitoring für Schaltmodule beliebiger Größenordnungen gegeben. Am Beispiel eines 2x2-Schaltmoduls für Singlemodefasern wird die Optimierung durch die Funktionsintegration Schalten und variables Abschwächen dargestellt. Das entwickelte mechanische Schaltkonzept basiert auf einer Freistrahlausbreitung mit kollimierten Lichtstrahlen und einem Umschalten durch bewegte Spiegel, wobei die Abschwächung durch ein definiertes Verrücken der Spiegel und einer daraus resultierenden Fehleinkopplung realisiert wird. Ein universelles Berechnungsverfahren wird vorgestellt, mit dem sich die erforderliche Positioniergenauigkeit zur Realisierung einer beliebigen Verbindung von Singlemodefasern bestimmen lässt. Ferner wird die Abschwächung durch in die Freistrahlausbreitungsstrecke eingeführte Blenden untersucht. Gezeigt wird die Entwicklung von Linearantrieben, die beliebige Positionen einnehmen, sowie diese strom- und spannungslos halten können. Der im Schaltmodul eingesetzte elektrodynamische Linearantrieb mit einem Stellweg > 3 mm basiert auf einer Parallelführung, einer Spule mit Magnetkreis, zwei Klemmaktoren zur Selbsthaltung und einem eingebauten Positionssensor für einen geregelten Betrieb. Die Einhaltung der optischen Anforderungen des 2x2-Schaltmoduls ist weitgehend experimentell nachgewiesen. Konzepte zur Miniaturisierung des Schaltmoduls werden beschrieben