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    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft einen optischen Schalter, der beispielsweise als optische Weiche betrieben werden kann. Hierbei wird über eine Übertragungsstrecke (15) mittels einer optischen Lage (16) zwischen einer optischen Schnittstelle (14) und weiteren optischen Schnittstellen (14a, 14b, 14c) geschaltet, wobei erfindungsgemäß als Schaltantrieb ein Polymeraktor (17) zum Einsatz kommt. Die optische Lage (16) und der Polymeraktor (17) bilden einen Schichtverbund, so dass vorteilhaft eine einfache Herstellung des Schaltantriebes möglich ist. Der Polymeraktor (17) kann wie dargestellt als Biegeaktor oder alternativ auch als Stapelaktor ausgeführt sein (nicht dargestellt).The invention relates to an optical switch, which can be operated, for example, as an optical switch. In this case, a transmission path (15) is connected by means of an optical layer (16) between an optical interface (14) and further optical interfaces (14a, 14b, 14c), wherein a polymer actuator (17) is used according to the invention as switching drive. The optical layer (16) and the polymer actuator (17) form a layer composite, so that advantageously a simple production of the switching drive is possible. The polymer actuator (17) can be designed as a bending reactor or, alternatively, as a stack actuator, as shown (not shown).
    公开号:DE102004011022A1
    申请号:DE200410011022
    申请日:2004-03-04
    公开日:2005-10-13
    发明作者:Frank Dr. Arndt；Arno Dr. Steckenborn；Matthias Dr. Stössel
    申请人:Siemens AG；
    IPC主号:G02B6-35
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft einen optischen Schalter mit einem Schaltantriebfür einoptisches Übertragungsglied,das beweglich zwischen Schnittstellen des Schalters für ein Lichtsignalangeordnet ist.TheThe invention relates to an optical switch with a switching drivefor aoptical transmission element,the movable between interfaces of the switch for a light signalis arranged.
    [0002] EinSchalter der eingangs genannten Art ist beispielsweise in der US 6,124,663 beschrieben. Dieseroptische Schalter besteht aus einer Grundplatte und einer gegenüber derGrundplatte verschiebbaren Schaltplatte. Beide Platten sind in Siliziumtechnologiehergestellt und weisen jeweils eine Oberfläche auf, auf der sich optischeLichtwellenleiter befinden, wobei die Oberflächen in einer Ebene angeordnetsind. Auf der Grundplatte ist weiterhin ein mikromechanisch hergestellterSchalter (MEMS) vorgesehen, der an der Schaltplatte angreift undso eine Verschiebung derselben ermöglicht, so dass durch einegezielte Parallelverschiebung der Schaltplatte gegenüber derGrundplatte jeweils verschiedene der auf der Oberfläche derPlatten befindlichen Lichtwellenleiter fluchtend gegeneinander ausgerichtetwerden können,um eine Übertragungdes Lichtes zu ermöglichen.Um die präzise,fluchtende Ausrichtung der Lichtwellenleiter zu ermöglichen,ist die Schaltplatte mittels elastischer Elemente mit der Grundplatteverbunden.A switch of the type mentioned is, for example, in the US 6,124,663 described. This optical switch consists of a base plate and a relative to the base plate slidable circuit board. Both plates are manufactured in silicon technology and each have a surface on which there are optical waveguides, wherein the surfaces are arranged in a plane. On the base plate, a micromechanically produced switch (MEMS) is further provided, which engages the shift plate and so allows the same, so aligned by a targeted parallel displacement of the circuit board relative to the base plate respectively different located on the surface of the plates optical fiber aligned against each other can be used to allow a transmission of light. In order to enable the precise alignment of the optical waveguide, the circuit board is connected by means of elastic elements to the base plate.
    [0003] DieAufgabe der Erfindung liegt darin, einen optischen Schalter miteinem optischen Übertragungsgliedanzugeben, der einfach in der Herstellung und zuverlässig imBetrieb ist.TheThe object of the invention is to provide an optical switchan optical transmission elementTo specify which is easy to manufacture and reliable inOperation is.
    [0004] DieseAufgabe wird erfindungsgemäß dadurchgelöst,dass der Schaltantrieb mit einem aus geschichteten Lagen aufgebautenPolymeraktor ausgestattet ist, wobei das Übertragungsglied aus einer optischenLage besteht, die mit den Lagen des Polymeraktors einen gemeinsamenSchichtverband bildet. Als Schnittstelle im Sinne der Erfindungwerden die jeweiligen Ein- bzw. Ausgänge des Schalters für das zu übertragendeLicht verstanden. Überdie Eingängewird somit das zu übertragendeLicht in die Übertragungsstreckeeingespeist und überdie Ausgängewieder abgegeben. Somit muss der erfindungsgemäße optische Schalter wenigstenseinen Ein- und einen Ausgang fürdas zu übertragende Lichtaufweisen, wobei in diesem Fall mit der Übertragungsstrecke ein Schaltzustandein und ein Schaltzustand aus erreicht werden kann.TheseTask is inventively characterizedsolved,that the switching drive constructed with a layered layersPolymer actuator is equipped, wherein the transmission member of an opticalLocation exists that with the layers of Polymeraktors a commonLayered dressing forms. As interface within the meaning of the inventionbe the respective inputs or outputs of the switch for the transmittedLight understood. aboutthe entranceswill thus be transferredLight in the transmission linefed and overthe exitsdelivered again. Thus, the optical switch according to the invention must at leastan input and an output forthe light to be transmittedhave, in this case with the transmission path a switching statea and a switching state can be reached from.
    [0005] AlsPolymerlage fürden Polymeraktor könnenElastomere wie z. B. Silikon verwendet werden. Hierdurch lässt sichein elektrostatischer Elastomeraktor erzeugen, bei dem die Verformungder Polymerlage aufgrund der gegenseitigen Anziehung der Elektrodenlagenbei Vorliegen eines elektrischen Feldes erfolgt. Die Polymerlagekann jedoch auch aus einem elektroaktiven Polymer wie z. B. PMMA(Polymethyl Methacrylate) bestehen. Bei elektroaktiven Polymerenwird die Verformung aufgrund der Anziehung der Elektrodenlagen zusätzlich durcheine aktive Verformung des elektroaktiven Polymers im elektrischenFeld unterstützt.Weitere Materialien fürdie Polymerlage könnendurch Mischungen der genannten Materialien untereinander oder mitanderen Materialien erhalten werden.WhenPolymer layer forthe polymer actuator canElastomers such. As silicone can be used. This is possibleproduce an electrostatic elastomer actuator, wherein the deformationthe polymer layer due to the mutual attraction of the electrode layersoccurs in the presence of an electric field. The polymer layerHowever, it can also be made of an electroactive polymer such. PMMA(Polymethyl methacrylates) exist. For electroactive polymersthe deformation is additionally due to the attraction of the electrode layersan active deformation of the electroactive polymer in the electricalField supported.Other materials forthe polymer layer canby mixtures of said materials with each other or withother materials are obtained.
    [0006] DieVerwendung eines geschichteten Polymeraktors als Schaltantrieb hatden Vorteil, dass dieser kostengünstigin großenStückzahlenhergestellt werden kann. Außerdemist durch die verhältnismäßig große realisierbarerelative Gestaltänderung von Polymeraktorenvorteilhaft eine Miniaturisierung des optischen Schalters möglich.TheUse of a layered polymer actuator as switching drive hasthe advantage of being inexpensivein bignumberscan be produced. Furthermoreis realizable by the relatively largerelative shape change of polymer actuatorsadvantageously a miniaturization of the optical switch possible.
    [0007] Zwarist der Aufbau von Polymeraktoren beispielsweise aus der WO 01/91100A1 bekannt. Jedoch offenbart dieses Dokument keine Möglichkeit, wiederartige Polymeraktoren füroptische Schalter verwendet werden könnten. Bei dem erfindungsgemäßen optischenSchalter wird der Schaltantrieb nämlich derart mit der Übertragungsstreckeverbunden, dass aus dem geschichteten Polymeraktor und der als optischeLage ausgeführten Übertragungsstreckeein gemeinsamer Schichtverband entsteht. Hierdurch lässt sichdie durch den Polymeraktor realisierte Gestaltänderung vorteilhaft direktauf die Übertragungsstrecke übertragen,wodurch eine hohe Präzisiondes Schaltvorganges auf engstem Raum verwirklicht kann. Durch dasschnelle Ansprechen der Polymeraktoren auf die elektrische Stellgröße ist zudemvorteilhaft die Realisierung vergleichsweise kurzer Schaltzeitenmöglich.Thoughis the construction of polymer actuators, for example, from WO 01/91100A1 known. However, this document does not disclose howSuch polymer actuators foroptical switches could be used. In the optical inventiveSwitch is the switching drive in such a way with the transmission lineconnected to that of the layered polymer actuator and the opticalLocation executed transmission patha common stratification arises. This is possiblethe realized by the polymer actuator shape change advantageous directlytransferred to the transmission link,resulting in high precisionthe switching process can be realized in a confined space. By therapid response of the polymer actuators on the electrical control variable is alsoadvantageous to realize comparatively short switching timespossible.
    [0008] Gemäß einerbesonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass dieoptische Lage als Teil des Polymeraktors ausgebildet ist. In diesemFall muss zumindest diejenige Polymerlage des Polymeraktors, welchegleichzeitig die optische Lage bilden soll, aus einem für das zu übertragendeLicht transparenten, elektroaktiven Material bestehen. Bevorzugtwird fürden Polymeraktor insgesamt ein zur Übertragung des Lichtes geeignetesPolymer ausgewählt,so dass vorteilhaft der bevorzugt in großen Stückzahlen hergestellte Polymeraktorohne weitere Bearbeitungsschritte (Aufbringen der optischen Lage)in dem erfindungsgemäßen optischenSchalter zum Einsatz kommen kann.According to oneparticular embodiment of the invention, it is provided that theoptical layer is formed as part of the polymer actuator. In thisCase must at least that polymer layer of the polymer actuator, whichat the same time to form the optical position, from one for the to be transmittedLight transparent, electroactive material. Prefersis forthe polymer actuator as a whole suitable for the transmission of lightPolymer selected,so that advantageously the polymer actuator preferably produced in large numberswithout further processing steps (application of the optical layer)in the optical inventiveSwitch can be used.
    [0009] Gemäß einerVariante der Erfindung ist der Polymeraktor als Biegeaktor ausgeführt. Dieswird erreicht, indem die Polymerlagen des Polymeraktors mit elektrischenFeldern unterschiedlicher Feldstärke beaufschlagtwerden können,wodurch eine unterschiedliche Dehnung in den einzelnen Polymerlagen bewirktwird, die eine Biegung des Aktors hervorrufen. Alternativ kann eineLage des Polymeraktors auch aus einem nicht elektroaktiven Materialgebildet sein, so dass in dieser Lage keine Verformung stattfindetund die Verformung der zugehörigenPolymerlagen des Schichtverbandes die Biegung hervorruft. Ein Biegeaktorkann vorteilhaft also bereits mit zwei Lagen (zuzüglich eventuellerElektrodenlagen) hergestellt werden, von denen die eine Lage dieoptische Lage zur Übertragungdes Lichtsignals sein kann. Dadurch lassen sich vorteilhaft dieKoppelverluste in den Schnittstelen minimieren.According to a variant of the invention, the polymer actuator is designed as a bending reactor. This is achieved by the polymer layers of the polymer actuator can be acted upon with electric fields of different field strength, creating an under causes different strain in the individual polymer layers, which cause a bending of the actuator. Alternatively, a layer of the polymer actuator can also be formed from a non-electroactive material, so that no deformation takes place in this layer and the deformation of the associated polymer layers of the layer structure causes the bending. Thus, a bending actuator can advantageously already be produced with two layers (plus possible electrode layers), of which one layer can be the optical layer for transmitting the light signal. This can be advantageous to minimize the coupling losses in the Schnittstelen.
    [0010] Esist vorteilhaft, wenn der Biegeaktor mindestens eine Polymerlageaufweist, bei der zumindest eine von an die Polymerlage angrenzenden Elektrodenlagenin Richtung der zu erzeugenden Biegelinie in aufeinaderfolgende,unabhängigvoneinander elektrisch kontaktierbare Elektrodenabschnitte aufgeteiltist. Durch eine Aufteilung der Elektrodenlage in einzelne Elektrodenabschnittelässt sichvorteilhaft die Biegelinie des Polymeraktors abschnittsweise beeinflussen.So lässtsich beispielsweise durch Vorsehen zweier jeweils sich über die Hälfte derBiegeaktorlängeerstreckender Elektrodenabschnitte eine S-förmige Biegelinie des Biegeaktorserzeugen, wodurch vorteilhaft erreicht wird, dass der stirnseitigeAustritt des Übertragungsgliedesfür dasoptische Signal parallel zur Schnittstelle des optischen Schaltersverschoben werden kann. Dadurch lassen sich vorteilhaft die Koppelverlustein den Schnittstellen minimieren.Itis advantageous if the bending reactor at least one polymer layerin which at least one of the electrode layers adjoining the polymer layerin the direction of the bending line to be produced in successive,independentlydivided from each other electrically contacted electrode sectionsis. By a division of the electrode layer into individual electrode sectionslet yourselfadvantageously influence the bending line of the Polymeraktors sections.So letsFor example, by providing each two over half of theBiegeaktorlängeextending electrode sections an S-shaped bend line of the bending actuatorgenerate, which is advantageously achieved that the frontalExit of the transmission linkfor theoptical signal parallel to the interface of the optical switchcan be moved. As a result, the coupling losses can be advantageousminimize in the interfaces.
    [0011] Gemäß eineranderen Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Polymeraktorals Stapelaktor ausgebildet ist. Hierbei wird ein Stapel aus mehrerenPolymerlagen gebildet, zwischen denen jeweils Polymerlagen angeordnetsind, die eine Beaufschlagung der einzelnen Polymerlagen mit einemelektrischen Feld ermöglichen.Die Verwendung eines Stapelaktors im optischen Schalter hat denVorteil, dass die Bewegung der Überragungsstreckemit einer vergleichsweise hohen Präzision erfolgen kann.According to oneAnother variant of the invention provides that the polymer actuatoris designed as a stack actuator. This is a stack of severalPolymer layers formed between which each polymer layers arrangedwhich are an impingement of the individual polymer layers with aallow electric field.The use of a stack actuator in the optical switch has theAdvantage that the movement of the overpasscan be done with a comparatively high precision.
    [0012] Esist vorteilhaft, wenn der Stapelaktor Polymerlagen aufweist, beidenen die beiden jeweils an die Polymerlagen angrenzenden Elektrodenlagenjeweils Paare von sich gegenüberliegendenSchichtelektroden bilden, deren Fläche kleiner als die der dazwischenliegendenPolymerlage ist. Die Paare der sich gegenüberliegenden Schichtelektrodendienen jeweils der Erzeugung eines elektrischen Feldes in der dazwischenliegendenPolymerlage. Da die Flächeder Schichtelektroden kleiner als die Polymerlage ist, bildet sichdieses Feld nur lokal in der Polymerlage aus, so dass auch die Verformungderselben nur in einem bestimmten Abschnitt bewirkt wird. Hierdurchlässt sichder Stapelaktor beispielsweise nur einseitig verformen, so dasssich ein in erster NäherungtrapezförmigerQuerschnitt der Polymerlagen ergibt. Auf diese Weise kann die optischeLage, die ein Schichtverband mit dem Polymeraktor bildet, in ihrerNeigung verändertwerden, wodurch vorteilhaft die Anzahl verschiedener Verschaltungsmöglichkeitender Schnittstellen erhöhtwird.Itis advantageous when the stack actuator polymer layers, atwhere the two each adjacent to the polymer layers electrode layerseach pair of opposing onesLayer electrodes form whose area smaller than that of the intermediatePolymer layer is. The pairs of opposing layer electrodeseach serve to generate an electric field in the interveningPolymer layer. Because the areathe layer electrode is smaller than the polymer layer formsThis field is only local in the polymer layer, so that the deformationthe same is effected only in a certain section. herebylet yourselfdeform the stack actuator, for example, only one side, so thatin a first approximationtrapezoidalCross section of the polymer layers results. In this way, the opticalLage, which forms a layer dressing with the polymer actuator, in theirTilt changedbe, which advantageously the number of different Verschaltungsmöglichkeitenthe interfaces increasedbecomes.
    [0013] WeitereAusgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass das Übertragungsgliedentweder mit seinem einen Ende einer festen Schnittstelle zugeordnetist und mit seinem anderen Ende mehreren Schnittstellen zugeordnetwerden kann oder alternativ auch mit seinem einen Ende mehrerenSchnittstellen zugeordnet werden kann. Hierdurch lässt sich vorteilhaftzusätzlichzum Ein- und Ausschalten der Übertragungeines Lichtsignals auch eine freie Verschaltung unterschiedlicherSchnittstellen miteinander erzielen. Der optische Schalter kannalso auch als optische Weiche betrieben werden.FurtherEmbodiments of the invention provide that the transmission membereither associated with its one end of a fixed interfaceis assigned to several interfaces with its other endor alternatively with its one more endInterfaces can be assigned. This can be advantageousadditionallyfor switching the transmission on and offa light signal and a free interconnection of differentAchieving interfaces with each other. The optical switch canSo also be operated as an optical switch.
    [0014] WeitereEinzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungbeschrieben. Hierbei zeigenFurtherDetails of the invention are described below with reference to the drawingdescribed. Show here
    [0015] 1 bis 3 Ausführungsbeispieledes erfindungsgemäßen optischenSchalters mit einem Biegeaktor im schematischen Schnitt und 1 to 3 Embodiments of the optical switch according to the invention with a bending actuator in the schematic section and
    [0016] 4 bis 5 Ausführungsbeispieledes erfindungsgemäßen optischenSchalters mit einem Stapelaktor im schematischen Schnitt. 4 to 5 Embodiments of the optical switch according to the invention with a stack actuator in a schematic section.
    [0017] Einoptischer Schalter gemäß 1 weist einGehäuse 11 auf,in dessen WändenAufnahmen fürLichtwellenleiter 12 ausgebildet sind. Die Aufnahmen bildenDurchgängein der Wandung des Gehäuses,so dass die Lichtwellenleiter zu einem Innenraum 13 desGehäuseshin Schnittstellen 14, 14a, 14b, 14c bilden.Zwischen diesen Schnittstellen ist im Innenraum 13 eine Übertragungsstrecke 15 vorgesehen, über diehinweg optische Signale zwischen der Schnittstelle 14 undeiner der Schnittstellen 14a, 14b, 14c durcheine optische Lage 16 als Übertragungsglied übertragenwerden können.Die optische Lage 16 bildet zusammen mit einem Biegeaktor 17 einen Schichtverband,wobei der Biegeaktor 17 Elektrodenlagen 18 aufweist,zwischen denen sich eine Polymerlage 19 befindet. DurchVerbindung der Elektrodenlagen 18 mit einer Spannungsquelle 20 kannabhängigvon der anliegenden Spannung U ein elektrisches Feld in der Polymerlage 19 erzeugtwerden, welches zu einer Längungdes Biegeaktors 17 führt. Dadie optische Lage keine Längungerfährt,resultiert hieraus eine Biegung des aus der optischen Lage 16 undder Polymerlage 19 zusammengesetzten Schichtverbandes.Je nach Biegung des Biegeaktors 17 korrespondiert die optischeLage 16 jeweils mit einer bestimmten der Schnittstellen 14a, 14b, 14c.An optical switch according to 1 has a housing 11 on, in whose walls recordings for optical fibers 12 are formed. The receptacles form passages in the wall of the housing, so that the optical fibers to an interior 13 of the housing towards interfaces 14 . 14a . 14b . 14c form. Between these interfaces is in the interior 13 a transmission path 15 provided across the optical signals between the interface 14 and one of the interfaces 14a . 14b . 14c through an optical position 16 can be transmitted as a transmission element. The optical position 16 forms together with a bending actuator 17 a stratification, wherein the bending actuator 17 electrode layers 18 between which there is a polymer layer 19 located. By connecting the electrode layers 18 with a voltage source 20 may be an electric field in the polymer layer depending on the voltage U applied 19 are generated, which leads to an elongation of the bending actuator 17 leads. Since the optical layer undergoes no elongation, this results in a bending of the out of the optical position 16 and the polymer layer 19 composite layer dressing. Depending on the bending of the bending actuator 17 corresponds to the optical position 16 each with a specific one of the interfaces 14a . 14b . 14c ,
    [0018] DieAusführungsbeispielein den folgenden Figuren zeigen weitere Varianten des optischen Schalters.Soweit sich zum optischen Schalter gemäß 1 Übereinstimmungenergeben, sind diese durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet undwerden nicht nähererläutert.Erläutertwerden jedoch die sich ergebenden Unterschiede.The exemplary embodiments in the following figures show further variants of the optical switch. As far as the optical switch according to 1 Matching, these are identified by the same reference numerals and are not explained in detail. However, the differences are explained.
    [0019] Beidem optischen Schalter gemäß 2 ist derzum Einsatz kommende Biegaktor 17 durch zwei Polymerlagen 19 gebildet,von denen die obere gleichzeitig die optische Lage 16 (Übertragungsglied) bildet.Zwischen den Polymerlagen 19 befindet sich eine Elektrodenlage 18,die mit einer Erdung 21 verbunden ist. Auf der jeweilsanderen Seite der Polymerlagen 19 sind die Elektrodenlagenin je zwei Elektrodenabschnitte 22 geteilt, die sich gesehenin Richtung einer Biegelinie 23 des Biegeaktors über dieerste Hälftebzw. überdie zweite Hälfteder Polymerlagen hin erstrecken. Durch wechselseitiges Anlegen einesPotentials P1 und P2 inder in 2 dargestellten Weise an die Elektrodenabschnitte 22 lassensich in der ersten Hälfteund in der zweiten Hälftedes Biegeaktors 17 jeweils entgegengesetzte Krümmungen erzeugen,so dass die Biegelinie eine s-förmigeGestalt annimmt. Hierdurch fluchtet die optische Lage 16 inihrer Übertragungsrichtungfür dasLicht genau mit dem Lichtwellenleiter 12 an der Schnittstelle 14a. DurchAnlegen geeigneter Potentiale P an die Elektrodenabschnitte 22 lässt sichin gleicher Weise eine fluchtende Ansteuerung der Schnittstellen 14b, 14c erreichen(nicht dargestellt).In the optical switch according to 2 is the upcoming Biegaktor 17 through two polymer layers 19 formed, of which the upper simultaneously the optical position 16 (Transmission element) forms. Between the polymer layers 19 there is an electrode layer 18 that with a grounding 21 connected is. On the other side of the polymer layers 19 the electrode layers are each in two electrode sections 22 divided, which are seen towards a bend line 23 of the bending actuator extend over the first half or over the second half of the polymer layers. By mutual application of a potential P 1 and P 2 in the in 2 shown manner to the electrode sections 22 can be in the first half and in the second half of the bending actuator 17 each generate opposite curvatures, so that the bending line assumes an s-shaped configuration. As a result, the optical position is aligned 16 in their transmission direction for the light exactly with the optical fiber 12 at the interface 14a , By applying suitable potentials P to the electrode sections 22 can be in the same way a flush control of the interfaces 14b . 14c reach (not shown).
    [0020] Deroptische Schalter gemäß 3 weistzusätzlichzu den drei Schnittstellen 14a, 14b, 14c am einenEnde der Übertragungsstrecke 15 dreiweitere optische Schnittstellen 14d, 14e, 14f amanderen Ende auf, wobei mittels der optischen Lage 16 als Übertragungsgliedeine frei kombinierbare Verbindung zwischen jeweils den Schnittstellen 14a, 14b, 14c und 14d, 14e, 14f hergestelltwerden kann. Zu diesem Zweck ist der Biegeaktor 17 in einerZwischenwand 24 im Innenraum 13 festgelegt, wobeidie Zwischenwand 24 die Übertragungsstrecke 15 in zweigleichlange Abschnitte unterteilt. Der Biegeaktor besteht in beidenAbschnitten aus zwei Polymerlagen 19, zwischen denen dieoptische Lage 16 verläuft.Zwischen der optischen Lage 16 und den Polymerlagen 19 sindElektrodenlagen 18 angeordnet, die mit der Erdung 21 verbundensind. Jeweils zu beiden Seiten der Zwischenwand 24 sinddie Polymerlagen 19 weiterhin mit einer abschließenden Elektrodenlage 18 versehen,wobei das Anlegen eines Potentials P an jeweils eine dieser Lagenzu einer Verbiegung des Biegeaktors 17 und damit auch deroptischen Lage 16 führt.The optical switch according to 3 indicates in addition to the three interfaces 14a . 14b . 14c at one end of the transmission path 15 three additional optical interfaces 14d . 14e . 14f at the other end, wherein by means of the optical position 16 as a transfer link a freely combinable connection between each of the interfaces 14a . 14b . 14c and 14d . 14e . 14f can be produced. For this purpose, the bending actuator 17 in an intermediate wall 24 in the interior 13 set, with the intermediate wall 24 the transmission path 15 divided into two equal sections. The bending actuator consists of two polymer layers in both sections 19 between which the optical position 16 runs. Between the optical position 16 and the polymer layers 19 are electrode layers 18 arranged with the grounding 21 are connected. On both sides of the partition 24 are the polymer layers 19 furthermore with a final electrode layer 18 The application of a potential P to one of these layers in each case leads to a bending of the bending reactor 17 and therefore also the optical position 16 leads.
    [0021] Beidem optischen Schalter gemäß 4 ist aufeiner Bodenfläche 25 desInnenraumes 13 ein Stapelaktor 26 befestigt. DieBodenfläche 25 erstrecktsich zwischen den Wändenmit den Schnittstellen 14, 14a, 14b, 14c,so dass die oberste Polymerlage 19 des Stapelaktors alsoptische Lage 16 zum Einsatz kommen kann. Der Stapelaktor 26 weist zwischenden Polymerlagen 16 jeweils in der Mitte und auf der Seiteder Schnittstellen 14a, 14b, 14c Schichtelektroden 27 auf,die als Teilflächenaus Elektrodenlagen gebildet wurden (nicht dargestellt). Daher besitzendie Schichtelektroden 27 eine kleine re Fläche alsdie Polymerlagen 19, wobei durch Anlegen eines geeignetenPotentials mittels der Spannungsquellen 20 eine asymmetrischeVerformung des Stapelaktors möglichwird (die Schichtelektroden 27 in der Mitte der Polymerlagenwerden mit einem geringerem Potential beaufschlagt als die Schichtelektroden 27 amRand der Polymerlagen). Mit anderen Worten bleibt die Stapelhöhe auf derSeite der Schnittstelle 14 immer gleich hoch, während durch Variationender Stapelhöheauf der Seite der Schnittstellen 14a, 14b, 14c dieoptische Lage 16 zwischen diesen Schnittstellen bewegtwerden kann.In the optical switch according to 4 is on a floor surface 25 of the interior 13 a stacking actuator 26 attached. The floor area 25 extends between the walls with the interfaces 14 . 14a . 14b . 14c so that the topmost polymer layer 19 of the stack actuator as an optical layer 16 can be used. The stack actuator 26 points between the polymer layers 16 in each case in the middle and on the side of the interfaces 14a . 14b . 14c film electrodes 27 on, which were formed as partial surfaces of electrode layers (not shown). Therefore, the layer electrodes have 27 a smaller area than the polymer layers 19 , wherein by applying a suitable potential by means of the voltage sources 20 an asymmetric deformation of the stack actuator is possible (the layer electrodes 27 in the middle of the polymer layers are subjected to a lower potential than the layer electrodes 27 at the edge of the polymer layers). In other words, the stack height stays on the side of the interface 14 always the same height, while due to variations in the stack height on the side of the interfaces 14a . 14b . 14c the optical position 16 can be moved between these interfaces.
    [0022] Beidem optischen Schalter gemäß 5 ist derStapelaktor 26 mit einer gesonderten optischen Lage 16 als Übertragungsgliedversehen, welche selbst keine elektroaktiven Eigenschaften aufweist. Nebenden optischen Schnittstellen 14a, 14b, 14c aufder einen Seite der Übertragungsstrecke 15 sind auchauf der anderen Seite der Übertragungsstrecke 15 diedrei optischen Schnittstellen 14d, 14e, 14f angeordnet.In the optical switch according to 5 is the stacking factor 26 with a separate optical layer 16 provided as a transmission member, which itself has no electroactive properties. In addition to the optical interfaces 14a . 14b . 14c on one side of the transmission line 15 are also on the other side of the transmission link 15 the three optical interfaces 14d . 14e . 14f arranged.
    [0023] DerStapelaktor ist in der Position dargestellt, in der keine der Schichtelektroden 27 miteinem Potential beaufschlagt ist. Werden die Schichtelektroden 27 durchdie Spannungsquellen 20 jeweils mit einem gleich hohenPotential beaufschlagt, so lässt sichhierdurch die optische Lage 16 parallel verschieben, sodass jeweils eine optische Verbindung zwischen den Schnittstellen 14d und 14a, 14e und 14b oder 14f und 14c möglich ist.Durch die Beaufschlagung der Spannungsquellen 20 mit unterschiedlichen Potentialenlässt sichjedoch der Stapelaktor 26 auch asymmetrisch verformen,so dass sich beispielsweise eine Verformung gemäß 4 ergibt.Daher lassen sich zwischen den Schnittstellen 14a, 14b, 14c und 14d, 14e, 14f auchdiagonale Verbindungen herstellen.The stack actuator is shown in the position in which none of the layer electrodes 27 is subjected to a potential. Be the layer electrodes 27 through the voltage sources 20 each acted upon by an equal potential, so this allows the optical position 16 move in parallel, so that in each case an optical connection between the interfaces 14d and 14a . 14e and 14b or 14f and 14c is possible. By applying the voltage sources 20 however, the stack actuator can be used with different potentials 26 also deform asymmetrically, so that, for example, a deformation according to 4 results. Therefore, can be between the interfaces 14a . 14b . 14c and 14d . 14e . 14f also make diagonal connections.
    权利要求:
    Claims (8)
    [1]
    Optischer Schalter mit einem Schaltantrieb für ein optisches Übertragungsglied,das beweglich zwischen Schnittstellen (14, 14a, 14b, 14c)des Schalters fürein Lichtsignal angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dassder Schaltantrieb mit einem aus geschichteten Lagen (18, 19)aufgebauten Polymeraktor (17, 26) ausgestattetist, wobei das Übertragungsgliedaus einer optischen Lage (16) besteht, das mit den Lagen(18, 19) des Polymeraktors (17, 26)einen gemeinsamen Schichtverband bildet.Optical switch with a switching drive for an optical transmission element, which is movable between interfaces ( 14 . 14a . 14b . 14c ) of the switch is arranged for a light signal, characterized in that the switching drive with a layered layers ( 18 . 19 ) constructed polymer actuator ( 17 . 26 ), whereby the transmis from an optical position ( 16 ), with the layers ( 18 . 19 ) of the polymer actuator ( 17 . 26 ) forms a common layer structure.
    [2]
    Optischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die optische Lage (16) als Teil des Polymeraktors(17, 26) ausgebildet ist.Optical switch according to claim 1, characterized in that the optical position ( 16 ) as part of the polymer actuator ( 17 . 26 ) is trained.
    [3]
    Optischer Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Polymeraktor als Biegeaktor (17)ausgeführtist.Optical switch according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer actuator as a bending reactor ( 17 ) is executed.
    [4]
    Optischer Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass der Biegeaktor (17) mindestens eine Polymerlage (19)aufweist, bei der zumindest eine von an die Polymerlage (19)angrenzenden Elektrodenlagen (18) in Richtung der zu erzeugendenBiegelinie (23) in aufeinander folgende, unabhängig voneinanderelektrisch kontaktierbare Elektrodenabschnitte (22) aufgeteiltist.Optical switch according to claim 3, characterized in that the bending actuator ( 17 ) at least one polymer layer ( 19 ), wherein at least one of the polymer layer ( 19 ) adjacent electrode layers ( 18 ) in the direction of the bending line to be produced ( 23 ) in successive, independently electrically contactable electrode sections ( 22 ) is divided.
    [5]
    Optischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, dass der Polymeraktor als Stapelaktor(26) ausgebildet ist.Optical switch according to one of claims 1 or 2, characterized in that the polymer actuator as stack actuator ( 26 ) is trained.
    [6]
    Optischer Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass der Stapelaktor (26) Polymerlagen (19) aufweist,bei denen die beiden jeweils an die Polymerlagen (19) angrenzendenElektrodenlagen (18) jeweils Paare von sich gegenüberliegenden Schichtelektroden(27) bilden, deren Flächekleiner als die der dazwischen liegenden Polymerlage (19) ist.Optical switch according to claim 5, characterized in that the stacking actuator ( 26 ) Polymer layers ( 19 ), in which the two in each case to the polymer layers ( 19 ) adjacent electrode layers ( 18 ) pairs of opposing layer electrodes ( 27 ) whose area is smaller than that of the intermediate polymer layer ( 19 ).
    [7]
    Optischer Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Übertragungsgliedmit seinem einen Ende einer festen Schnittstelle (14) zugeordnetist und mit seinem anderen Ende mehreren Schnittstellen zugeordnetwerden kann.Optical switch according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission element has with its one end a fixed interface ( 14 ) and with its other end can be assigned to several interfaces.
    [8]
    Optischer Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Übertragungsgliedmit seinen beiden Enden jeweils mehreren Schnittstellen zugeordnetwerden kann.Optical switch according to one of the preceding claims, characterizedcharacterized in that the transmission membereach with its two ends associated with multiple interfacescan be.
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    DE102004011022B4|2009-04-09|
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410011022|DE102004011022B4|2004-03-04|2004-03-04|Optical switch with optical transmission path|DE200410011022| DE102004011022B4|2004-03-04|2004-03-04|Optical switch with optical transmission path|
    PCT/DE2005/000348| WO2005085924A2|2004-03-04|2005-02-28|Optischer schalter mit polymeraktor|
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