Faseroptischer 1xN-Schalter auf Basis einer Inchwormplattform

Zusammenfassung: In dieser Studienarbeit wurde ein optischer 1xN-Schalter für Multimode-Lichtwellenleiter entwickelt. Als Antrieb dient die am Institut für Elektromechanische Konstruktion entstandene Inchwormplattform. Verwendung kann der Schalter beispielsweise als optischer Multiplexer beim sequentiellen Spektroskopieren mehrerer Proben finden. In dieser Arbeit werden verschiedene Prinizipien zum Schalten von Licht mittels einer linearen Bewegung betrachtet. Das ausgewähltete Prinzip benötigt neben den Fasern keine weiteren optischen Elemente. So ist es einfach miniaturisierbar, da die Herstellung oder Beschaltung von kleinen optischen Elementen entfällt. Der Schalter basiert auf direkter Faser-Faserkopplung. Der Koppelabstand ist mit 100 µm so gewählt, dass die außerhalb der Lichtwellenleiter auftretenden Dämpfungen wellenlängenunabhängig sind. Dies ist bei Spektroskopieanwendungen wichtig, da sonst eine Verfälschung der Messung eintritt. Alle Fasern werden von derselben Seite in den Aufbau geführt, so dass sie auch nach Einbau des Schalters in einen Schrank noch zugänglich sind. Der Schalter arbeitet bidirektional, das heißt, er kann auch als Demultiplexer eingesetzt werden. Von den am Markt erhältlichen optischen Multiplexern unterscheidet sich der in dieser Arbeit entwickelte durch die hohe mögliche Anzahl an Eingängen, die nur durch den Stellweg des Antriebes und den Faserdurchmesser begrenzt ist. Die erwartete Einfügedämpfung liegt bei 2 dB, die Schaltzeiten im Bereich bis zu 2 Sekunden. Des Weiteren wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Messplatz aufgebaut, der die Charakterisierung der Einfügedämpfung des Schalters ermöglicht