WO2008128678A1 - Device and method for coupling light in a fiber - Google Patents

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WO2008128678A1
WO2008128678A1 PCT/EP2008/002987 EP2008002987W WO2008128678A1 WO 2008128678 A1 WO2008128678 A1 WO 2008128678A1 EP 2008002987 W EP2008002987 W EP 2008002987W WO 2008128678 A1 WO2008128678 A1 WO 2008128678A1
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fiber
optical
light
light source
lens
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PCT/EP2008/002987
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Inventor
Bernd Offenbeck
Wladimir Tschekalinskij
Stephan Junger
Norbert Weber
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Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4206Optical features

Definitions

  • the present invention relates to devices and methods for coupling light into a fiber, such as may be used to increase eye safety in optical data transmission.
  • Fig. 6 shows schematically a typical coupling of light beams into an optical waveguide and m an optical fiber.
  • a light beam of a point light source 100 is typically collimated with a launching optics 110 and optionally refocused, as shown in FIG. 6, in order to couple as much light as possible into an optical fiber 120.
  • a classical coupling optics 110 includes, for example, a collimating lens and possibly also a condensing lens.
  • a direct, mostly magnifying, image of the light source 100 on the fiber 120 is often used.
  • a so-called blunt coupling between the fiber 120 and a light-emitting component is often used (shock coupling). This means that when the light from the light-emitting component 100 is transferred onto the fiber 120, an end face of the light-emitting component 100 and an end face of the optical fiber 120 directly oppose each other
  • an optical fiber 120 is not connected to an optical transmitter or a light source, or if an optical connection between transmitter (eg light source) and a corresponding fiber leading to a corresponding receiver (eg photodiode) has been unintentionally interrupted, for example the coupling technologies mentioned above pose significant risks to eye safety. If, for example, an optical continuous wave power of more than 1 mW from the transmitter strikes the retina of the human eye, (in the case of visible radiation) not only glare but also lasting damage must be expected. Since lasers and laser diodes in optical transmission systems emit such power, protective measures must be taken. The measures to be taken depend on the respective laser protection class, which in turn depends on the emitted power and the wavelength.
  • FIG. 1 An illustration of a point light source 100 on the retina of a viewer is sketched schematically in FIG.
  • FIG. 7 shows a point light source 100 whose light radiation passes through the classic emitter optics 110 and has the intensity distribution shown in FIG. 7 in its focal plane 150. From the focal plane 150, the concentrated radiation emerges in the form of divergent radiation beams and finally strikes an eye 160 of an observer, where the light beams are re-focused and thereby depict the point light source 100 to scale on the retina of the eye 160.
  • the laid-open specification DE 4231919 A1 describes an electrical protection circuit for switching off an electro-optical transducer, e.g. a laser diode, with no optical fiber connected.
  • the published patent application DE 4414862 A1 discloses an optical waveguide connector with monitoring device, wherein the connector is equipped with an optical transmitting and / or receiving element. This element is coupled to the receiver or transmitter connected to the connector and arranged such that it is optically covered when the connector is produced. This will determine if the fiber optic cable is connected or not, or if the connector is installed incorrectly or incompletely.
  • DE 4444569 A1 discloses an electro-optical module with a transmitter which emits energy-rich radiation when electrically driven and with a receptacle into which a connecting part for coupling a coupling element to the transmitter can be introduced.
  • a light barrier beam of a light barrier penetrates the receptacle in such a way that the light barrier beam is interrupted when the connecting element is inserted.
  • the control of the transmitter is only enabled when the light beam is interrupted.
  • a laser safety shutdown is usually provided on the Counter direction of the Ubertragungsshake is controlled, and in the absence of signal in the opposite direction also shuts off the laser in the transmitter direction. Directed operation lacks a jerk channel.
  • the patent EP 0296427 A1 proposes optically coupling a monitor photodiode to a fiber piece (pigtail) of a laser diode via an optical feeder whose output current, after comparison with a reference current, actuates a controlled switch when a predetermined limit value of the light output is exceeded so that the supply current for the laser diode interrupts.
  • the object of the present invention is therefore to provide an apparatus and a method for improving the eye safety in a light coupling into optical fibers. This object is achieved by a device having the features of patent claim 1 and a method according to claim 12.
  • the present invention is based on the finding that the eye safety can be improved in a light coupling into optical fibers by the light from a light source, in particular from a point light source, is divided into a plurality of individual beam sources. That is, a light beam emanating from a light source, instead of being directly or bundled into an optical fiber, e.g. a polymer fiber or a polymer optical fiber, to be coupled, previously transformed into a plurality of separate beam bundles, which are then coupled into the optical fiber.
  • a total radiation power can be distributed to a plurality of beam sources, so that the light output can be increased as a whole, wherein a single light power each of verre. - Th rays sources is eye safe.
  • a higher eye safety can be achieved with staked optical fiber, without significantly affecting the efficiency of the light coupling into the light guide.
  • an optically transparent component whose one side, which faces the optical fiber, comprises an arrangement of optical beam forming units, which can be defined or regularly arranged and / or arranged in a completely random or irregular manner.
  • the optical arrangement is a lens array, in particular a microlens array, ie the beam shaping units are lenses.
  • the side of the optical component facing the light source can be designed as a converging lens in order to maximize a coupling efficiency between the light source and the fiber and to compensate for lateral alignment tolerances.
  • the side facing the light source can also be structured as a plane or otherwise.
  • the optical component can also be part of a housing of a light source or a larger unit, or cast on a side facing the fiber of a potting compound, such as plastic Sprit, be structured, wherein in the potting compound, the light source and optionally other components are included ,
  • An advantage of the present invention is that with a Faspr not connected to the light source and a view into the plurality of light beams, no single light spot can be imaged on the retina of an eye, so that a harmful effect is considerably lower than with a point light source. Thus, the eye safety can be increased.
  • a further advantage of the present invention is that a higher total optical power can be used and thus the range of a transmission link can be increased while at the same time guaranteeing eye safety directly at the light source.
  • FIG. 1 shows a schematic flow diagram of a method for coupling light into a fiber according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a device for coupling light into a fiber according to an embodiment of the present invention
  • 4a is a schematic representation of a coupling of a plurality of light beams in an optical fiber according to an exemplary embodiment of the present invention
  • 4b is a schematic representation of a coupling of a plurality of light beams in a multi-core optical fiber according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 5 is a schematic representation of an image of the plurality of light rays on the retina of an eye
  • Fig. 6 is a schematic representation of a conventional fiber coupling with high Augengefahrdung.
  • FIG. 7 is a schematic representation of a scaled image of a point light source on the retina of an eye.
  • Fig. 1 shows a schematic flow diagram of a method for coupling light into a fiber according to one.
  • a first step Sl a light beam or a radiation beam is generated by means of a light source.
  • a plurality of radiation beams is generated from the one beam bundle, which can be coupled into the optical fiber.
  • the plurality of radiation beams are coupled into the optical fiber.
  • a device 200 for coupling light into a fiber which can be used to carry out the method described with reference to FIG. 1, is shown schematically in FIG.
  • the device 200 has a light source 100 for generating a light beam or a beam bundle 202. Further, the apparatus 200 includes an optical assembly 204 having a plurality of laterally adjacent beam forming units 206-1 through 206-N for generating the plurality of beam bundles 208-1 through 208-N from the light beam 202, the beam bundles 208-1 to 208-N can be coupled into an optical fiber.
  • the light source 100 is a point light source, such as a laser.
  • the beamforming units 206-1 through 206-N of the device 200 face the optical fiber (not shown).
  • the beam-shaping units 206-1 to "1" , N are lenses, in particular converging lenses, which are designed to form a collimated light beam in a radius of beam bends 208-1 to 208 -N divide.
  • the condenser lenses may be arranged completely arbitrarily defined 206-1 to 206-N or aui ⁇ i.
  • the lenses 206-n (n l, ..., N) in the form of a planar Lens arrays or Mi krol i nsenarrays arranged.
  • the light source 100 facing side of the optical arrangement 204 as a lens can be configured to collimate the divergent light beams of the radiation beam 202 and the coupling efficiency between the light source 100 and the fiber, in particular in the case of light beams emanating divergently from the light source 100 (not shown) to maximize and compensate for lateral adjustment tolerances.
  • the light source side facing may also be structured as a transparent plane. The impingement of already collimated beams is, however, not mandatory, although this may be advantageous in terms of the coupling-in effectiveness.
  • Embodiments of the optical arrangement 204 are shown schematically in FIGS. 3a and 3b.
  • FIG. 3a shows the transparent optical arrangement 204 in the form of a one-piece optical component with a first side 302, which is formed as a plane, and a second side 304, which lies opposite the first side and in which a plurality of adjacent beamforming units or lenses Elementals 306-1 to 306-N are formed.
  • Elementals 306-1 to 306-N are formed.
  • the beam shaping units 306-1 to 306-N have mutually laterally spaced optical axes, which may for example run parallel to each other. Further, beam forming units 306-1 through 306-N may be formed to be along a plane parallel to their optical Axis have a shorter focal length than in a plane perpendicular thereto. A same focal length is of course also possible.
  • the beamforming units 306-1 through 306-N cover the majority of the lateral dimension of the assembly 204 in a laterally flat fashion.
  • the lateral dimensions of the beam-forming units 306-1 to 306-N are, for example, maximally selected in order to find space next to one another.
  • FIG. 3b A front view of the second side 304 of the optical assembly 204 shown in FIG. 3a is shown in FIG. 3b.
  • An embodiment of the first side 302 of the optical arrangement 204 as a plane is advantageous, for example, when collimated light beams from the direction of the light source 100 (not shown) strike the component or the optical arrangement 204.
  • the collimated light beams are split by the lenses 306-1 to 306-N into N beam bundles, which for example can be coupled into an optical fiber.
  • FIG. 3 c shows an optical component 204 according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • a converging lens 308 is formed to collimate outgoing from the light source 100 divergent rays and a
  • light source 100 is in a focal plane of Conveying lens 308 arranged. Furthermore, lateral adjustment tolerances can thus be compensated.
  • the components 204 shown in FIGS. 3a-c can be implemented, for example, in plastic injection molding, so that the optical components 204 can be realized relatively inexpensively.
  • a monolithic production of the component 204 is conceivable.
  • the optical assembly 204 according to exemplary embodiments of glass, in particular quartz glass, consist.
  • the lenslets 306-1 through 306-N may be fabricated using microfabrication techniques such as photolithography and high optical vibration etching techniques.
  • microfabrication techniques such as photolithography and high optical vibration etching techniques.
  • synthetic quartz glass or calcium fluoride can be used as the lens material.
  • a typical application example of embodiments of the present invention is high speed data transmission over polymer optical fibers or multi-core optical fibers.
  • Such fibers generally have a relatively large core diameter or fiber diameter (usually greater than 100 microns, typically, for example, 1 mm), so that the fiber itself provides a relatively high eye safety (large radiating surface with large numerical aperture).
  • a laser with a small radiating surface for example 1 to 3 ⁇ m
  • the power of the laser must be selected so low that eye safety is maintained even when the fiber is staked and the laser is sighted .
  • This may mean, for example, that a fiber may carry up to 4 mW (milliWatts) of optical power in order to be classified in laser protection class 1, but the laser may radiate a maximum of 0.39 mW in order to be classified in this class. the.
  • FIG. 4a shows a coupling of a plurality of radiation beams 208-1 to 208-3 into an optical fiber line 120 according to an embodiment of the present invention.
  • the light or the light beam 202 from the laser 100 is collimated by the first converging lens 308 on the first side 302 of the optical component 204 and again by the lens array 306-n on the second side 304 of the component 204 at N locations through lens elements 306-n. 1 to 306-N are converted into convergent beams 208 of short focal length. Due to the size and numerical aperture of the lens array, the coupling of the light source 100 to the optical fiber 120 can be optimized.
  • the optical member or lens array may be configured to convert the light beam 202 into divergent rays on the fiber side, i.
  • the lens array can have scattering lenses.
  • FIG. 5 shows an apparatus 200 for coupling light into a fiber having a laser 100 and an optical assembly 204, wherein a plurality of radiation beams 208 are imaged onto the retina of an eye 160.
  • an intensity distribution is obtained in a focal plane 550 of the elementary lenses 306-1 through 306-N, as shown schematically in FIG. 5.
  • the light output of the radiation beam 202 is distributed (aperture judgment) so that even when using an external imaging optics, the total beam power can not be collected in one point.
  • the distribution can take place in individual points, circular rings or even arbitrary patterns.
  • the optical coupling of the optical arrangement 204 to the fiber 120 and the light source 100 can be adjusted so that the achieved coupling efficiency can be similarly good like a conventional fiber optic.
  • the optical arrangement or the optical component 204 can, as has already been described above, be realized, for example, in plastic injection molding, so that the optical component can furthermore also be very cost-effective.
  • the fiber 120 comprises a plurality of fiber cores 402, which in turn may each have a fiber core diameter D.
  • Such a multi-core fiber is used as a single core fiber, i. the light is coupled in at the end face of the fiber 120 without specific assignment to the cores.
  • FIG. 4b shows an optical arrangement 204 with the plurality of laterally adjacent beamforming units 306, which form a lens array on the fiber side, for producing a plurality of convergent or divergent bundles of rays 208 from the light beam 202 of the light source 100, which is in the fiber 120 a plurality of fiber cores 402 can be coupled.
  • Optical axes 307 of the lenses 306 are opposite optical axes or axes of symmetry 403 of the lenses Serkerne 402 arranged uncorrelated with respect to their spatial position.
  • Light, starting from the lenses or beam shaping units 306, is coupled into the fiber cores 402 at the end face of the fiber 120 without specific association between the beam shaping units 306 and the fiber cores 402.
  • optical axes 307 of the beamforming units 306 and axes of symmetry 403 of the fiber cores 402 do not coincide, so that accurate tuning of the optical assembly 204 to the fiber 120 is not necessary.
  • the optical axes 307 of the lenses 306 may even be outside of the lenses (random) associated fiber cores 402. That is to say, a distance d between some optical axes 307 of the lenses 306 and some axes of symmetry 403 of the fiber cores 402 is greater than a radius D / 2 of the fiber cores 402.
  • a mean distance d 'between an optical axis 307 of a beam shaping unit 306 and an optical axis 403 of a (randomly) associated fiber core 402 is smaller than D / 2, for example in a range between D / 8 and D / 4 , ie D / 8 ⁇ d ' ⁇ D / 4.
  • the aim of some exemplary embodiments is to form light beams 202 from a (point) light source 100 in such a way that on the one hand a good coupling efficiency to one or more fiber cores 402 is achieved, ie numerical aperture and diameter of the optical arrangement 204 and beam shaping units 306 are adapted to the fiber, but on the other hand, when viewed accidentally in a light beam manipulated by the optical arrangement 204 when the fibers are staked off, focusing on a point and thus on an eye is excluded.
  • honeycomb condensers for slide and film projections are used, for example, in projection and microscopy.
  • the task of a honeycomb condenser is completely different from that of a device according to exemplary embodiments of the present invention, namely the homogenization of light and imaging in an entrance pupil of a projection optics, for example, to illuminate a screen evenly without depicting the structure of the light source (eg Gluhchtl) - the.
  • the eye safety of the system is not in the foreground with honeycomb condensers and is not necessarily ensured by a honeycomb condenser, depending on the design.
  • the homogenization of light is not necessary, but the priority is the distribution of light on many individual sources.
  • a honeycomb condenser is also relatively complicated, consisting of at least three optical components, constructed and its dimensions are relatively large, which is very unfavorable in the fiber coupling, especially in optical transceivers.
  • an adjustment of the components to each other is necessary, which makes a honeycomb condenser generally very expensive.
  • an optical arrangement 204 or an optical component according to exemplary embodiments only consists of a structured optical part.

Abstract

The invention relates to a device (200) for coupling light in a fiber (120), comprising a light source (100) for generating a light beam (202) and an optical arrangement (20A) comprising a plurality of laterally adjacent beam shaping units (206; 306), forming a lens array (306-1,..., 306-N) on the fiber side for generating from the light beam (202) a plurality of convergent or divergent beam bundles (208) that can be coupled in the fiber (120).

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Einkopplung von Licht in eineDevice and method for coupling light into a
Faserfiber
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen und Verfahren zum Emkoppeln von Licht in eine Faser, wie sie beispielsweise zur Erhöhung einer Augensicherheit bei optischer Datenübertragung eingesetzt werden können.The present invention relates to devices and methods for coupling light into a fiber, such as may be used to increase eye safety in optical data transmission.
Fig. 6 zeigt schematisch eine typische Einkopplung von Lichtstrahlen in einen optischen Wellenleiter bzw. m eine optische Faser.Fig. 6 shows schematically a typical coupling of light beams into an optical waveguide and m an optical fiber.
Bei einer optischen Fasereinkopplung wird typischerweise ein Lichtstrahl einer Punktlichtquelle 100 mit einem Ein- kopplungsoptik 110 kollimiert und, wie in Fig. 6 gezeigt, gegebenenfalls wieder fokussiert, um möglichst viel Licht in eine optische Faser 120 zu koppeln. Das heißt, eine klassische Einkopplungsoptik 110 umfasst beispielsweise eine Kollimationslinse und eventuell zusätzlich eine Sammellinse. Auch eine direkte, meist vergrößernde, Abbildung der Lichtquelle 100 auf die Faser 120 wird oft angewendet. Bei preissensitiven Anwendungen wird häufig auch eine sogenannte stumpfe Kopplung zwischen der Faser 120 und einem Licht- emittierenden Bauteil verwendet (Stoßkopplung). Dies bedeutet, dass sich beim Übergang des Lichts von dem licht- emittierenden Bauteil 100 auf die Faser 120 eine Stirnfla- che des licht-emittierenden Bauteils 100 und eine Stirnflache der optischen Faser 120 unmittelbar gegenüberliegenIn the case of an optical fiber coupling, a light beam of a point light source 100 is typically collimated with a launching optics 110 and optionally refocused, as shown in FIG. 6, in order to couple as much light as possible into an optical fiber 120. That is, a classical coupling optics 110 includes, for example, a collimating lens and possibly also a condensing lens. A direct, mostly magnifying, image of the light source 100 on the fiber 120 is often used. In price-sensitive applications, a so-called blunt coupling between the fiber 120 and a light-emitting component is often used (shock coupling). This means that when the light from the light-emitting component 100 is transferred onto the fiber 120, an end face of the light-emitting component 100 and an end face of the optical fiber 120 directly oppose each other
Ist eine optische Faser 120 nicht an einen optischen Sender bzw. eine Lichtquelle angeschlossen, oder ist eine optische Verbindung zwischen Sender (z.B. Lichtquelle) und einer entsprechenden Faser, die zu einem entsprechenden Empfanger (z.B. Fotodiode) fuhrt, beispielsweise unabsichtlich unterbrochen worden, so können die oben erwähnten Koppeltechni- ken erhebliche Risiken bezüglich einer Augensicherheit darstellen. Trifft beispielsweise eine optische Dauerstrichleistung von mehr als 1 mW von dem Sender auf die Netzhaut des menschlichen Auges, muss (bei sichtbarer Strahlung) nicht nur mit Blendung, sondern auch mit bleibenden Schaden gerechnet werden. Da Laser und Laserdioden in optischen U- bertragungssystemen derartige Leistungen abstrahlen, müssen Schutzvorkehrungen getroffen werden. Die zu treffenden Maßnahmen hangen mit der jeweiligen Laserschutzklasse zusam- men, die wiederum von der emittierten Leistung und der Wellenlange abhangt.If an optical fiber 120 is not connected to an optical transmitter or a light source, or if an optical connection between transmitter (eg light source) and a corresponding fiber leading to a corresponding receiver (eg photodiode) has been unintentionally interrupted, for example the coupling technologies mentioned above pose significant risks to eye safety. If, for example, an optical continuous wave power of more than 1 mW from the transmitter strikes the retina of the human eye, (in the case of visible radiation) not only glare but also lasting damage must be expected. Since lasers and laser diodes in optical transmission systems emit such power, protective measures must be taken. The measures to be taken depend on the respective laser protection class, which in turn depends on the emitted power and the wavelength.
Eine Abbildung einer Punktlichtquelle 100 auf die Netzhaut eines Betrachters ist schematisch in Fig. 7 skizziert.An illustration of a point light source 100 on the retina of a viewer is sketched schematically in FIG.
Fig. 7 zeigt eine Punktlichtquelle 100, deren Lichtstrahlung die klassische Emkopplungsoptik 110 durchlauft und in deren Brennebene 150 die in Fig. 7 gezeigte Intensitatsver- teilung aufweist. Aus der Brennebene 150 tritt die konzent- rierte Strahlung in Form von divergenten Strahlenbundeln aus und trifft schließlich auf ein Auge 160 eines Betrachters, wo die Lichtstrahlen wieder gebündelt werden und dadurch die Punktlichtquelle 100 maßstäblich auf der Netzhaut des Auges 160 abbilden.FIG. 7 shows a point light source 100 whose light radiation passes through the classic emitter optics 110 and has the intensity distribution shown in FIG. 7 in its focal plane 150. From the focal plane 150, the concentrated radiation emerges in the form of divergent radiation beams and finally strikes an eye 160 of an observer, where the light beams are re-focused and thereby depict the point light source 100 to scale on the retina of the eye 160.
Es kann also unter Umstanden eine akute Personengefahrdung bestehen, da in Fallen sendeseitig gelöster Fasersteckverbindungen bzw. abgefallener Faserleitungsenden oder aber auch in Fallen sendenah unterbrochener Faserleitungen eine verwendete Punktlichtquelle, wie beispielsweise ein Laser, maßstäblich auf der Netzhaut eines Betrachters abgebildet werden kann, der in den Sender bzw. die Einkopplungsopt ik schaut. Um eine solche Personengefahrdung zu reduzieren, kann beispielsweise die Leistung eines Lasers reduziert werden, was allerdings zu Perfomanceeinbußen der optischen Übertragungsstrecke fuhrt, da somit lediglich geringere Distanzen uberbruckbar sind. Die Veroffentlichungsschrift DE 4229511 Al beschreibt eine Abschattungseinrichtung bzw. eine Steckverbindung für Lichtwellenleitersteckverbindungen, mit der eine Abschattung einer Laserstrahlung durch eine Mechanik erreicht wer- den kann, sobald eine angekoppelte Faser abgezogen wird. Dies bedeutet allerdings einen erhöhten mechanischen Aufwand, wie beispielsweise komplexe mechanische Verschlussmechanismen.It may therefore be an acute Personengefahrdung under circumstances, as in the case of transmitting side solved fiber connectors or fallen fiber cable ends or even in cases sendah interrupted fiber lines used a point light source, such as a laser scale on the retina of an observer can be mapped in the Transmitter or the coupling Opt ik looks. In order to reduce such a risk of personal injury, for example, the power of a laser can be reduced, which, however, leads to performance losses of the optical transmission path, since thus only smaller distances can be crossed. The publication DE 4229511 A1 describes a shading device or a plug-in connection for optical waveguide plug-in connections, with which shading of a laser radiation by a mechanism can be achieved as soon as a coupled fiber is drawn off. However, this means increased mechanical complexity, such as complex mechanical locking mechanisms.
Die Offenlegungsschrift DE 4231919 Al beschreibt eine e- lektrische Schutzschaltung zur Abschaltung eines elektro- optischen Wandlers, z.B. eine Laserdiode, bei nicht angeschlossener optischer Faser.The laid-open specification DE 4231919 A1 describes an electrical protection circuit for switching off an electro-optical transducer, e.g. a laser diode, with no optical fiber connected.
Die Offenlegungsschrift DE 4414862 Al offenbart einen Lichtwellenleitersteckverbinder mit Uberwachungseinrich- tung, wobei der Steckverbinder mit einem optischen Sende- und/oder Empfangselement ausgestattet ist. Dieses Element ist mit dem an den Steckverbinder angeschlossenen Empfanger bzw. Sender gekoppelt und so angeordnet, dass es bei hergestellter Steckverbindung optisch abgedeckt ist. Dadurch lasst sich feststellen, ob der Lichtwellenleiter angeschlossen ist oder nicht bzw. der Steckverbinder fehlerhaft oder unvollständig installiert wurde.The published patent application DE 4414862 A1 discloses an optical waveguide connector with monitoring device, wherein the connector is equipped with an optical transmitting and / or receiving element. This element is coupled to the receiver or transmitter connected to the connector and arranged such that it is optically covered when the connector is produced. This will determine if the fiber optic cable is connected or not, or if the connector is installed incorrectly or incompletely.
Die DE 4444569 Al offenbart ein elektro-optisches Modul mit einem Sender, der bei elektrischer Ansteuerung energiereiche Strahlung emittiert und mit einer Aufnahme, in die ein Verbindungsteil zum Ankoppeln eines Kopplungselements an den Sender einfuhrbar ist. Ein Lichtschrankenstrahl einer Lichtschranke durchdringt die Aufnahme derart, dass der Lichtschrankenstrahl bei eingeführtem Verbindungselement unterbrochen ist. Die Ansteuerung des Senders ist nur bei unterbrochenem Lichtschrankenstrahl freigegeben.DE 4444569 A1 discloses an electro-optical module with a transmitter which emits energy-rich radiation when electrically driven and with a receptacle into which a connecting part for coupling a coupling element to the transmitter can be introduced. A light barrier beam of a light barrier penetrates the receptacle in such a way that the light barrier beam is interrupted when the connecting element is inserted. The control of the transmitter is only enabled when the light beam is interrupted.
Zur Sicherung gegen Personengefahrdung z.B. beim Bruch von laserlichtfuhrenden Lichtwellenleitern ist üblicherweise eine Lasersicherheitsabschaltung vorgesehen, die über die Gegenrichtung der Ubertragungsstrecke gesteuert wird, und bei fehlendem Signal in der Gegenrichtung auch den Laser in der Senderrichtung abschaltet. Bei gerichtetem Betrieb fehlt ein Ruckkanal. Für diesen Fall wird in der Offenle- gungsschrift EP 0296427 Al vorgeschlagen, an ein Faserstuck (Pigtail) einer Laserdiode über einen optischen Abzweiger eine Monitorphotodiode optisch anzukoppeln, deren Ausgangsstrom nach Vergleich mit einem Referenzstrom bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts der Lichtleistung einen gesteuerten Schalter betätigt und damit die Speisestrome für die Laserdiode unterbricht. Diesen Schutzmechanismen ist ein erheblicher zusatzlicher Elektronikaufwand gemeinsam. Durch das Zwischenschalten eines Faserstucks (Mikropigtail ) wird die Baugroße teils erheblich erhöht.To protect against personal injury, for example, the breakage of laserlichtfuhrenden optical waveguides, a laser safety shutdown is usually provided on the Counter direction of the Ubertragungsstrecke is controlled, and in the absence of signal in the opposite direction also shuts off the laser in the transmitter direction. Directed operation lacks a jerk channel. In this case, the patent EP 0296427 A1 proposes optically coupling a monitor photodiode to a fiber piece (pigtail) of a laser diode via an optical feeder whose output current, after comparison with a reference current, actuates a controlled switch when a predetermined limit value of the light output is exceeded so that the supply current for the laser diode interrupts. These protective mechanisms have a considerable additional electronic expenditure in common. By interposing a fiber stucco (micropigtail), the structural size is partly increased considerably.
Aus der deutschen Offenlegungsschπft DE 19654600 Al ist eine Laserdiode mit einer ringförmigen aktiven Abstrahlflache bekannt, die mit einem derartigen Treiberstrom beaufschlagt ist, dass das abgegebene Licht ein ringförmiges In- tensitatsprofil mit geringer Lichtmtensitat im Zentrum aufweist. Eine Veränderung der strahlenden Laserapertur erfordert ein spezielles Laserdesign und hat beispielsweise nachteilige Auswirkungen auf die Bandbreite.From German Offenlegungsschπft DE 19654600 Al a laser diode with an annular active Abstrahlflache is known, which is acted upon by such a drive current, that the emitted light has an annular intensity profile with low Lichtmtensitat in the center. A change in the radiating laser aperture requires a special laser design and has, for example, adverse effects on the bandwidth.
Es gibt bei optischen Datenubertragungsemrichtungen noch eine Reihe weiterer bekannter Schutzeinrichtungen, mit denen die Augensicherheit gewahrleistet werden kann.There are a number of other known protective devices in optical Datenubertragungsemrichtungen with which the eye safety can be ensured.
Wünschenswert wäre eine Verbesserung der Augensicherheit ohne aufwandige und komplizierte mechanische Steckverbindungen und elektronische Schutzschaltungen.It would be desirable to improve the eye safety without complicated and complicated mechanical connectors and electronic protection circuits.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verbesserung der Au- gensicherheit bei einer Lichteinkopplung in optische Fasern bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren gemäß Patentanspruch 12 gelost.The object of the present invention is therefore to provide an apparatus and a method for improving the eye safety in a light coupling into optical fibers. This object is achieved by a device having the features of patent claim 1 and a method according to claim 12.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Augensicherheit bei einer Lichteinkopplung in optische Fasern verbessert werden kann, indem das Licht aus einer Lichtquelle, insbesondere aus einer Punktlichtquelle, auf eine Mehrzahl von einzelnen Strahlquellen aufgeteilt wird. Das heißt, ein von einer Lichtquelle ausgehender Lichtstrahl wird, anstatt ihn direkt oder gebündelt in eine optische Faser, wie z.B. eine Polymerfaser bzw. eine polymeroptische Faser, einzukoppeln, vorher in eine Mehrzahl von separaten Strahlbundeln transformiert, welche dann in die optische Faser einkoppelbar sind. Damit kann eine Ge- samtstrahlungsleistung auf mehrere Strahlquellen verteilt werden, so dass die Lichtleistung insgesamt erhöht werden kann, wobei eine einzelne Lichtleistung jeder der verre. - ten Strahlquellen für sich aber augensicher ist. Dadurch kann eine höhere Augensicherheit bei abgestecktem Lichtleiter erreicht werden, ohne die Effizienz der Lichteinkopplung in den Lichtleiter wesentlich zu beeinträchtigen.The present invention is based on the finding that the eye safety can be improved in a light coupling into optical fibers by the light from a light source, in particular from a point light source, is divided into a plurality of individual beam sources. That is, a light beam emanating from a light source, instead of being directly or bundled into an optical fiber, e.g. a polymer fiber or a polymer optical fiber, to be coupled, previously transformed into a plurality of separate beam bundles, which are then coupled into the optical fiber. Thus, a total radiation power can be distributed to a plurality of beam sources, so that the light output can be increased as a whole, wherein a single light power each of verre. - Th rays sources is eye safe. As a result, a higher eye safety can be achieved with staked optical fiber, without significantly affecting the efficiency of the light coupling into the light guide.
Gemäß Ausfuhrungsbeispielen wird ein optisch transparentes Bauteil verwendet, dessen eine Seite, die der optischen Faser zugewandt ist, eine Anordnung von optischen Strahlfor- mungsemheiten umfasst, die definiert bzw. regelmaPi i q oder auch völlig willkürlich bzw. unregelmäßig angeordnet und strukturiert sein können. Gemäß einem Ausf uhrungsbeisμ i e L ist die optische Anordnung ein Linsenarray, insbesondere ein Mikrolinsenarray, d.h. die Strahlformungseinheiten sind Linsen. Die der Lichtquelle zugewandte Seite des optischen Bauteils kann gemäß Ausfuhrungsbeispielen als Sammellinse ausgestaltet sein, um einen Koppelwirkungsgrad zwischen Lichtquelle und Faser zu maximieren und laterale Justageto- leranzen auszugleichen. Die der Lichtquelle zugewandte Seite kann auch als Ebene oder andersartig strukturiert sein. Gemäß Ausfuhrungsbeispielen kann das optische Bauteil auch Bestandteil eines Gehäuses einer Lichtquelle bzw. einer größeren Einheit sein, oder auf einer der Faser zugewandten Seite einer Vergussmasse, z.B. Kunststoff-Sprit zguss, strukturiert sein, wobei in der Vergussmasse die Lichtquelle und gegebenenfalls weitere Baugruppen eingeschlossen sind.According to exemplary embodiments, an optically transparent component is used whose one side, which faces the optical fiber, comprises an arrangement of optical beam forming units, which can be defined or regularly arranged and / or arranged in a completely random or irregular manner. According to one embodiment, the optical arrangement is a lens array, in particular a microlens array, ie the beam shaping units are lenses. According to exemplary embodiments, the side of the optical component facing the light source can be designed as a converging lens in order to maximize a coupling efficiency between the light source and the fiber and to compensate for lateral alignment tolerances. The side facing the light source can also be structured as a plane or otherwise. According to exemplary embodiments, the optical component can also be part of a housing of a light source or a larger unit, or cast on a side facing the fiber of a potting compound, such as plastic Sprit, be structured, wherein in the potting compound, the light source and optionally other components are included ,
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass bei einer nicht an die Lichtquelle angeschlossenen Faspr und einem Blick in die Mehrzahl von Lichtstrahlen kein einzelner Lichtspot auf der Netzhaut eines Auges abgebildet werden kann, so dass eine Schadwirkung wesentlich geringer ist als bei einer Punktlichtquelle. Somit kann die Augensi- cherheit erhöht werden.An advantage of the present invention is that with a Faspr not connected to the light source and a view into the plurality of light beams, no single light spot can be imaged on the retina of an eye, so that a harmful effect is considerably lower than with a point light source. Thus, the eye safety can be increased.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine höhere optische Gesamtleistung verwendet werden kann und damit die Reichweite einer Ubertragungs- strecke bei gleichzeitig gewährleisteter Augensicherheit direkt an der Lichtquelle gesteigert werden kann.A further advantage of the present invention is that a higher total optical power can be used and thus the range of a transmission link can be increased while at the same time guaranteeing eye safety directly at the light source.
Bevorzugte Ausfuhrungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen naher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Einkoppeln von Licht in eine Faser gemäß ei- nem Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;1 shows a schematic flow diagram of a method for coupling light into a fiber according to an exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 2 eine Vorrichtung zur Einkopplung von Licht in eine Faser gemäß einem Ausführungsbeispi el der vor- liegenden Erfindung; Fig. 3a-c Ausführungsbeispiele von optischen Bauteilen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;2 shows a device for coupling light into a fiber according to an embodiment of the present invention; 3a-c embodiments of optical components according to embodiments of the present invention;
Fig. 4a eine schematische Darstellung einer Einkopplung einer Mehrzahl von Lichtstrahlen in eine optische Faser gemäß einem Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;4a is a schematic representation of a coupling of a plurality of light beams in an optical fiber according to an exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 4b eine schematische Darstellung einer Einkopplung einer Mehrzahl von Lichtstrahlen in eine optische Mehrkernfaser gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;4b is a schematic representation of a coupling of a plurality of light beams in a multi-core optical fiber according to an embodiment of the present invention;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Abbildung der Mehrzahl von Lichtstrahlen auf die Netzhaut eines Auges ;Fig. 5 is a schematic representation of an image of the plurality of light rays on the retina of an eye;
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Fasereinkopplung mit hoher Augengefahrdung; undFig. 6 is a schematic representation of a conventional fiber coupling with high Augengefahrdung; and
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer maßstäblichen Abbildung einer Punktlichtquelle auf die Netzhaut eines Auges.7 is a schematic representation of a scaled image of a point light source on the retina of an eye.
Bezüglich der nachfolgenden Beschreibung sollte beachtet werden, dass bei den unterschiedlichen Ausfuhrungsbe ispi e- len gleich oder gleich wirkende Funktionselemente gleiche Bezugszeichen aufweisen und somit die Beschreibungen dieser Funktionselemente in den verschiedenen im Nachfolgenden dargestellten Ausführungsbeispielen untereinander austauschbar sind.With regard to the following description, it should be noted that in the case of the different embodiments, identical or identically functioning functional elements have the same reference symbols, and thus the descriptions of these functional elements in the various exemplary embodiments illustrated below are interchangeable.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Einkoppeln von Licht in eine Faser gemäß eineir. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem ersten Schritt Sl wird mittels einer Lichtquelle ein Lichtstrahl bzw. ein Strahlenbundel erzeugt. In einem zweiten Schritt S2 wird aus dem einen Strahlenbundel eine Mehrzahl von Strahlenbundeln erzeugt, welche in die opti- sehe Faser einkoppelbar sind. In einem dritten Schritt S3 wird die Mehrzahl von Strahlenbundeln in die optische Faser eingekoppelt .Fig. 1 shows a schematic flow diagram of a method for coupling light into a fiber according to one. Embodiment of the present invention. In a first step Sl, a light beam or a radiation beam is generated by means of a light source. In a second step S2, a plurality of radiation beams is generated from the one beam bundle, which can be coupled into the optical fiber. In a third step S3, the plurality of radiation beams are coupled into the optical fiber.
Eine Vorrichtung 200 zum Emkoppeln von Licht in eine Fa- ser, welche zur Durchfuhrung des anhand von Fig. ] beschriebenen Verfahrens eingesetzt werden kann, ist schematisch in Fig. 2 dargestellt.A device 200 for coupling light into a fiber, which can be used to carry out the method described with reference to FIG. 1, is shown schematically in FIG.
Die Vorrichtung 200 weist eine Lichtquelle 100 zum Erzeugen eines Lichtstrahls bzw. eines Strahlenbundels 202 auf. Ferner umfasst die Vorrichtung 200 eine optische Anordnung 204 mit einer Mehrzahl von lateral benachbarten Strahl formungs- emheiten 206-1 bis 206-N zum Erzeugen der Mehrzahl von Strahlenbundeln 208-1 bis 208-N aus dem Lichtstrahl 202, wobei die Strahlenbundel 208-1 bis 208-N in eine optische Faser einkoppelbar sind.The device 200 has a light source 100 for generating a light beam or a beam bundle 202. Further, the apparatus 200 includes an optical assembly 204 having a plurality of laterally adjacent beam forming units 206-1 through 206-N for generating the plurality of beam bundles 208-1 through 208-N from the light beam 202, the beam bundles 208-1 to 208-N can be coupled into an optical fiber.
Gemäß Ausfuhrungsbeispielen handelt es sich bei der Lichtquelle 100 um eine Punktlichtquelle, wie beispielsweise ei- nen Laser.According to exemplary embodiments, the light source 100 is a point light source, such as a laser.
Die Strahlformungseinheiten 206-1 bis 206-N der Vorrichtung 200 sind der optischen Faser bzw. dem Lichtwellenleiter (nicht gezeigt) zugewandt. Gemäß Ausfuhrungsbei spielen han- delt es sich bei den Strahlformungsemheiten 206-1 bis "1Of,- N um Linsen, insbesondere Sammellinsen, die ausgebildet sind, um einen kollimierten Lichtstrahl in eine M^hr^aM von Strahlenbundeln 208-1 bis 208-N aufzuteilen. Dabei können die Sammellinsen 206-1 bis 206-N definiert oder aui μi völlig willkürlich angeordnet sein. Gemäß einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel sind die Linsen 206-n (n=l,...,N) in Form eines planaren Linsenarrays bzw. Mi krol i nsenarrays angeordnet . Insbesondere bei von der Lichtquelle 100 divergent ausgehenden Lichtstrahlen kann gemäß Ausfuhrungsbeispielen dio der Lichtquelle 100 zugewandte Seite der optischen Anord- nung 204 als Linse, insbesondere Sammellinse, ausgestaltet sein, um die divergenten Lichtstrahlen des Strahlenbundels 202 zu kollimieren und den Koppelwirkungsgrad zwischen Lichtquelle 100 und Faser (nicht gezeigt) zu maximieren und laterale Justagetoleranzen auszugleichen. Treffen auf der der Lichtquelle 100 zugewandten Seite der optischen Anordnung 204 exemplarisch bereits kollimierte Lichtstrahlen auf die optische Anordnung 204, so kann die der Lichtquelle zugewandte Seite auch als transparente Ebene strukturiert sein. Das Auftreffen bereits kollimierter Strahlen ist da- bei aber nicht zwingend, wenngleich dies im Hinblick auf die Einkopplungseffektivitat aber vorteilhaft sein kann.The beamforming units 206-1 through 206-N of the device 200 face the optical fiber (not shown). According to embodiments h, the beam-shaping units 206-1 to "1" , N are lenses, in particular converging lenses, which are designed to form a collimated light beam in a radius of beam bends 208-1 to 208 -N divide. in this case, the condenser lenses may be arranged completely arbitrarily defined 206-1 to 206-N or aui μ i. According to a preferred exemplary embodiment, the lenses 206-n (n = l, ..., N) in the form of a planar Lens arrays or Mi krol i nsenarrays arranged. According to exemplary embodiments, the light source 100 facing side of the optical arrangement 204 as a lens, in particular condenser lens, can be configured to collimate the divergent light beams of the radiation beam 202 and the coupling efficiency between the light source 100 and the fiber, in particular in the case of light beams emanating divergently from the light source 100 (not shown) to maximize and compensate for lateral adjustment tolerances. Meet on the light source 100 side facing the optical assembly 204 by way of example already collimated light rays on the optical assembly 204, the light source side facing may also be structured as a transparent plane. The impingement of already collimated beams is, however, not mandatory, although this may be advantageous in terms of the coupling-in effectiveness.
Ausfuhrungsformen der optischen Anordnung 204 sind in den Fig. 3a und 3b schematisch dargestellt.Embodiments of the optical arrangement 204 are shown schematically in FIGS. 3a and 3b.
Fig. 3a zeigt die transparente optische Anordnung 204 in Form eines einstuckigen optischen Bauteils mit einer ersten Seite 302, die als Ebene ausgebildet ist, und einer zweiten Seite 304, die der ersten Seite gegenüber liegt und in der eine Mehrzahl von benachbarten Strahlformungseinheiten bzw. Linsen bzw. Elementarlmsen 306-1 bis 306-N gebildet sind. Obwohl in der Fig. 3a lediglich vier lateral angeordnete Elementarlmsen 306-n dargestellt sind, wird einem Fachmann klar sein, dass dies lediglich eine schematische Seitenan- sieht eines Linsenarrays ist, welcher eine Vielzahl von in einer Ebene angeordneten Linsen, insbesondere Sammellinsen, aufweisen kann. Dabei kann es sich beispielsweise um quadratische, runde oder hexagonale Mikrolinsen handeln. Die Strahlformungseinheiten 306-1 bis 306-N weisen zueinander lateral beabstandete optische Achsen auf, die beispielsweise parallel zueinander verlaufen können. Ferner können die Strahlformungseinheiten 306-1 bis 306-N so gebildet sein, dass sie entlang einer Ebene parallel zu ihrer optischen Achse eine kürzere Brennweite aufweisen als in einer hierzu senkrechten Ebene. Eine gleiche Brennweite ist natürlich ebenfalls möglich. Vorteilhafter Weise decken die Strahl- formungseinheiten 306-1 bis 306-N in lateraler Hinsicht flachenmaßig den Großteil der lateralen Abmessung der Anordnung 204 ab. Anders ausgedruckt sind die lateralen Abmessungen der Strahlformungsemheiten 306-1 bis 306-N beispielsweise maximal gewählt, um nebeneinander Platz zu finden.3a shows the transparent optical arrangement 204 in the form of a one-piece optical component with a first side 302, which is formed as a plane, and a second side 304, which lies opposite the first side and in which a plurality of adjacent beamforming units or lenses Elementals 306-1 to 306-N are formed. Although only four laterally arranged elementary arms 306-n are shown in FIG. 3a, it will be clear to a person skilled in the art that this is merely a schematic side view of a lens array which can have a multiplicity of lenses arranged in a plane, in particular converging lenses , These may be, for example, square, round or hexagonal microlenses. The beam shaping units 306-1 to 306-N have mutually laterally spaced optical axes, which may for example run parallel to each other. Further, beam forming units 306-1 through 306-N may be formed to be along a plane parallel to their optical Axis have a shorter focal length than in a plane perpendicular thereto. A same focal length is of course also possible. Advantageously, the beamforming units 306-1 through 306-N cover the majority of the lateral dimension of the assembly 204 in a laterally flat fashion. Expressed differently, the lateral dimensions of the beam-forming units 306-1 to 306-N are, for example, maximally selected in order to find space next to one another.
Eine Frontansicht der zweiten Seite 304 der in Fig. 3a gezeigten optischen Anordnung 204 ist in Fig. 3b dargestellt.A front view of the second side 304 of the optical assembly 204 shown in FIG. 3a is shown in FIG. 3b.
Fig. 3b zeigt beispielhaft ein 4 x 3 Linsenarray mit vier Zeilen und drei Spalten. Es weist also hier exemplarisch insgesamt N = 12 Linsenelemente 306-n (n=l,...,12) auf. Auch hier gilt natürlich, dass die Anzahl und auch die Regelmäßigkeit der Anordnung der Linsenelemente lediglich exemplarischer Natur ist.Fig. 3b shows by way of example a 4 x 3 lens array with four rows and three columns. In this case, for example, it has a total of N = 12 lens elements 306-n (n = 1,..., 12). Again, of course, that the number and also the regularity of the arrangement of the lens elements is merely exemplary in nature.
xEme Ausgestaltung der ersten Seite 302 der optischen Anordnung 204 als Ebene ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn aus Richtung der Lichtquelle 100 (nicht gezeigt) bereits kollimierte Lichtstrahlen auf das Bauteil bzw. die optische Anordnung 204 treffen. Die kollimierten Lichtstrahlen werden von den Linsen 306-1 bis 306-N in N Strah- lenbundel aufgeteilt, welche beispielsweise in eine optische Faser eingekoppelt werden können.An embodiment of the first side 302 of the optical arrangement 204 as a plane is advantageous, for example, when collimated light beams from the direction of the light source 100 (not shown) strike the component or the optical arrangement 204. The collimated light beams are split by the lenses 306-1 to 306-N into N beam bundles, which for example can be coupled into an optical fiber.
Fig. 3c zeigt ein optisches Bauteil 204 gemäß einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.FIG. 3 c shows an optical component 204 according to a further exemplary embodiment of the present invention.
Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel ist in der ersten SeiteIn this embodiment is in the first page
(302), d.h. der der Lichtquelle 100 zugewandten Seite, eine Sammellinse 308 ausgebildet, um von der Lichtquelle 100 ausgehende divergente Strahlen zu kollimieren und einen(302), i. the light source 100 side facing, a converging lens 308 is formed to collimate outgoing from the light source 100 divergent rays and a
Koppelwirkungsgrad zwischen Lichtquelle und Faser zu maxi- mieren. Dazu ist Lichtquelle 100 in einer Brennebene der Sammellinse 308 angeordnet. Des Weiteren können damit laterale Justagetoleranzen ausgeglichen werden.To maximize coupling efficiency between light source and fiber. For this purpose, light source 100 is in a focal plane of Conveying lens 308 arranged. Furthermore, lateral adjustment tolerances can thus be compensated.
Gemäß Ausfuhrungsbeispielen weisen Elementarlinsen 306-n (n=l,...,N) der zweiten Seite 304 jeweils eine maximale laterale Ausdehnung auf, welche kleiner als ein Drittel der maximalen lateralen Ausdehnung der Sammellinse 308 der ersten Seite 302 ist. Lateral bedeutet in diesem Zusammenhang senkrecht zur Lichtausbreitungsrichtung. In anderen Worten ausgedruckt ist ein Durchmesser einer Elementarlinse 306-n (n=l,...,N) der zweiten Seite 304 beispielsweise höchstens eine Hälfte oder alternativ sogar höchstens ein Drittel des Durchmessers der Linse 308 der ersten Seite 302 groß.According to exemplary embodiments, lenslets 306-n (n = 1,..., N) of the second side 304 each have a maximum lateral extent that is less than one-third of the maximum lateral extent of the first-lenslamping lens 308. Lateral in this context means perpendicular to the light propagation direction. In other words, a diameter of an elementary lens 306-n (n = 1,..., N) of the second side 304 is, for example, at most one half or alternatively even at most one third of the diameter of the lens 308 of the first side 302.
Die m Fig. 3a-c dargestellten Bauteile 204 lassen sich beispielsweise in Kunststoff-Spritzguss realisieren, so dass die optischen Bauteile 204 relativ kostengünstig realisiert werden können. Die Linse 308 und/oder der Lmsenar- ray aus den Linsen 306-n (n=l,...,N) können zum Beispiel mittels Spπtzguss auf Vorder- und Ruckseiten eines transparenten, planaren Kunststoffteils aufgebracht werden, so wie es in den Fig. 3a und 3c durch die gestrichelten Linien angedeutet ist. Selbstverständlich ist auch eine monolithische Herstellung des Bauteils 204 denkbar. Für die Anwen- düng in der Lasertechnik kann die optische Anordnung 204 gemäß Ausfuhrungsbeispielen auch aus Glas, insbesondere Quarzglas, bestehen. Die Elementarlinsen 306-1 bis 306-N können unter Verwendung mikrotechnischer Herstellungsverfahren wie Photolithographie und Atzverfahren mit hoher op- tischer Qualltat hergestellt werden. Für Laseranwendungen im ultravioletten, sichtbaren und nah-infraroten Wellenlan- genbereich bietet sich beispielsweise synthetisches Quarzglas oder Kalziumfluorid als Linsenmaterial an.The components 204 shown in FIGS. 3a-c can be implemented, for example, in plastic injection molding, so that the optical components 204 can be realized relatively inexpensively. The lens 308 and / or the lens ray from the lenses 306-n (n = 1,..., N) can be applied to the front and rear sides of a transparent, planar plastic part by means of injection molding, for example Fig. 3a and 3c is indicated by the dashed lines. Of course, a monolithic production of the component 204 is conceivable. For the application düng in laser technology, the optical assembly 204 according to exemplary embodiments of glass, in particular quartz glass, consist. The lenslets 306-1 through 306-N may be fabricated using microfabrication techniques such as photolithography and high optical vibration etching techniques. For laser applications in the ultraviolet, visible and near-infrared wavelength range, for example, synthetic quartz glass or calcium fluoride can be used as the lens material.
Ein typisches Anwendungsbeispiel von Ausfuhrungsbeispi e] en der vorliegenden Erfindung ist die Hochgeschwi ndigkeits- Datenubertragung über Polymer-optische Fasern oder vielkernige Lichtwellenleiter . Solche Fasern weisen im Allgemeinen einen relativ großen Kerndurchmesser bzw. Lichtleiterdurchmesser (üblicherweise größer als 100 μm, typisch beispielsweise 1 mm) auf, so dass die Faser an sich eine relative hohe Augensicherheit bietet (große strahlende Fläche mit großer numerischer Apertur) . Benötigt man jedoch für die schnelle Datenübertragung zum Beispiel einen Laser mit kleiner strahlenden Fläche (z.B. 1 bis 3 μm) , so muss die Leistung des Lasers so gering gewählt werden, dass auch bei abgesteckter Faser und bei direktem Blick in den Laser die Augensicherheit gewahrt bleibt. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass eine Faser bis 4 mW (Milli-Watt) an optischer Leistung führen darf, um in Laserschutzklasse 1 eingeordnet zu werden, der Laser aber maximal 0,39 mW abstrahlen darf, um ebenfalls in dieser Klasse eingeordnet zu wer- den.A typical application example of embodiments of the present invention is high speed data transmission over polymer optical fibers or multi-core optical fibers. Such fibers generally have a relatively large core diameter or fiber diameter (usually greater than 100 microns, typically, for example, 1 mm), so that the fiber itself provides a relatively high eye safety (large radiating surface with large numerical aperture). However, if, for example, a laser with a small radiating surface (for example 1 to 3 μm) is required for fast data transmission, then the power of the laser must be selected so low that eye safety is maintained even when the fiber is staked and the laser is sighted , This may mean, for example, that a fiber may carry up to 4 mW (milliWatts) of optical power in order to be classified in laser protection class 1, but the laser may radiate a maximum of 0.39 mW in order to be classified in this class. the.
Fig. 4a zeigt eine Einkopplung von einer Mehrzahl von Strahlenbündeln 208-1 bis 208-3 in eine optische Faserleitung 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.FIG. 4a shows a coupling of a plurality of radiation beams 208-1 to 208-3 into an optical fiber line 120 according to an embodiment of the present invention.
Das Licht bzw. das Lichtbündel 202 aus dem Laser 100 wird von der ersten Sammellinse 308 auf der ersten Seite 302 des optischen Bauteils 204 kollimiert und von dem Linsenarray 306-n auf der zweiten Seite 304 des Bauteils 204 wieder an N Stellen durch Linsenelemente 306-1 bis 306-N definiert in konvergente Strahlen 208 mit kurzer Brennweite umgewandelt. Durch die Größe und numerische Apertur des Linsenarrays kann die Ankopplung der Lichtquelle 100 an die optische Fa- ser 120 optimiert werden.The light or the light beam 202 from the laser 100 is collimated by the first converging lens 308 on the first side 302 of the optical component 204 and again by the lens array 306-n on the second side 304 of the component 204 at N locations through lens elements 306-n. 1 to 306-N are converted into convergent beams 208 of short focal length. Due to the size and numerical aperture of the lens array, the coupling of the light source 100 to the optical fiber 120 can be optimized.
Alternativ kann das optische Bauteil bzw. der Linsenarray so ausgebildet sein, dass das Lichtbündel 202 faserseitig in divergente Strahlen umgewandelt wird, d.h. das Linsenar- ray kann Streulinsen aufweisen.Alternatively, the optical member or lens array may be configured to convert the light beam 202 into divergent rays on the fiber side, i. The lens array can have scattering lenses.
Bei direktem Blick mit dem Auge in die Lichtquelle aber auch bei Blick in die Lichtquelle über eine weitere abbil- dende Optik, wie z.B. ein Brennglas, kann dieses, gemäß Ausfuhrungsbeispielen, auf viele scheinbare Quellen verteilte Licht 202 der Lichtquelle nicht mehr auf einen einzelnen Punkt auf der Netzhaut abgebildet werden. Dieser Zu- sammenhang ist schematisch in Fig. 5 skizziert.When looking directly into the light source with the eye but also when looking into the light source via another image end optics, such as a burning glass, this, according to embodiments, distributed to many apparent sources light 202 of the light source can not be mapped to a single point on the retina. This connection is sketched schematically in FIG.
Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung 200 zum Einkoppeln von Licht in eine Faser mit einem Laser 100 und einer optischen Anordnung 204, wobei eine Mehrzahl von Strahlenbundeln 208 auf die Netzhaut eines Auges 160 abgebildet wird. Für einen exemplarischen 3 x 3 Linsenarray auf der zweiten Seite des Bauteils 204 ergibt sich in einer Brennebene 550 der EIe- mentarlinsen 306-1 bis 306-N eine Intensitatsverteilung, wie sie in Fig. 5 schematisch gezeigt ist.5 shows an apparatus 200 for coupling light into a fiber having a laser 100 and an optical assembly 204, wherein a plurality of radiation beams 208 are imaged onto the retina of an eye 160. For an exemplary 3 × 3 lens array on the second side of the component 204, an intensity distribution is obtained in a focal plane 550 of the elementary lenses 306-1 through 306-N, as shown schematically in FIG. 5.
Durch eine große Anzahl der Elementarlinsen 306-1 bis 306-N wird die Lichtleistung des Strahlenbundels 202 so verteilt (Aperturteilung) , dass selbst bei Verwendung einer externen, abbildenden Optik nicht die gesamte Strahlleistung in einem Punkt gesammelt werden kann. Die Verteilung kann im einfachen Fall in Einzelpunkte, Kreisringe oder aber auch willkürliche Muster erfolgen. Bei nicht angeschlossener Faser kann daher beim Blick in die Strahlen 208, mit oder ohne zusätzliche Optiken, kein einzelner Spot auf der Netz- haut des Auges 160 abgebildet werden, so dass die Schadwirkung der Lichtstrahlen 208 wesentlich geringer ist, als bei einer Punkt-Lichtquelle. Aufgrund der Laserschut zverordruig DIN EN 60825-1/VDE0837-1, „Sicherheit von Laser- Einrichtungen" kann der gesamte Aufbau nun im Idealfall, also bei genügend großem Abstand der Elementarlinsen 306-1 bis 306-N als eine Vielzahl von Einzelquellen betrachtet werden, so dass nun im Vergleich zu einer einzelnen Punktquelle auch ein Vielfaches der optischen Leistung emittiert werden kann. Falls die Elementarlinsen 306-1 bis 306-N sehr dicht beieinander liegen, muss hinsichtlich der Augensicherheit möglicherweise auch die Kombination der Elementarlinsen 306-1 bis 306-N betrachtet werden, was aber immer noch höhere Leistungen ermöglicht als eine Einzelquelle. Durch eine höhere optische Leistung kann eine Reichweite einer optischen Ubertragungsstrecke gesteigert werden, bei gleichzeitig gewährleisteter Augensicherheit direkt an der Lichtquelle. Weiterhin kann durch Verandern der numerischen Apertur, also der Große und Form der beiden optischen Flachen bzw. Seiten 302 und 304 die optische Kopplung der optischen Anordnung 204 an die Faser 120 und die Lichtquelle 100 angepasst werden, so dass der erreichte Koppelwirkungsgrad ähnlich gut sein kann wie bei einer herkömmlichen Fa- seroptik. Die optische Anordnung bzw. das optische Bauteil 204 kann, wie im Vorhergehenden bereits beschrieben wurde, zum Beispiel in Kunststoff-Spritzguss realisiert werden, so dass das optische Bauteil darüber hinaus auch noch sehr kostengünstig sein kann.By a large number of the lenslets 306-1 to 306-N, the light output of the radiation beam 202 is distributed (aperture judgment) so that even when using an external imaging optics, the total beam power can not be collected in one point. In the simple case, the distribution can take place in individual points, circular rings or even arbitrary patterns. When the fiber is not connected, therefore, when looking into the beams 208, with or without additional optics, no single spot can be imaged on the retina of the eye 160, so that the harmful effect of the light beams 208 is significantly lower than with a point light source , Due to the laser protection zverordruig DIN EN 60825-1 / VDE0837-1, "safety of laser devices", the entire structure can now be considered in the ideal case, so with a sufficiently large distance of the lenslets 306-1 to 306-N as a variety of individual sources so that a multiple of the optical power can now also be emitted in comparison with a single point source If the lenslets 306-1 to 306-N are very close to one another, the combination of the lenslets 306-1 to 306 may also have to be considered in terms of eye safety -N, but which still allows higher performance than a single source. By a higher optical power, a range of an optical transmission link can be increased, while ensuring eye safety directly at the light source. Furthermore, by changing the numerical aperture, ie the size and shape of the two optical surfaces or sides 302 and 304, the optical coupling of the optical arrangement 204 to the fiber 120 and the light source 100 can be adjusted so that the achieved coupling efficiency can be similarly good like a conventional fiber optic. The optical arrangement or the optical component 204 can, as has already been described above, be realized, for example, in plastic injection molding, so that the optical component can furthermore also be very cost-effective.
Obwohl im Vorhergehenden beschrieben wurde, dass mehrere Strahlenbundel 208 in ein und dieselbe Faser 120 eingekoppelt werden, wird darauf hingewiesen, dass dies insbesondere bedeuten kann, dass die Strahlenbundel 208 m ein und denselben Faserkern 122 eingekoppelt werden, der von einem Mantel 124 umgeben ist und zusammen mit diesem die Faser 120 bildet.Although it has been described above that a plurality of beam bundles 208 are coupled into one and the same fiber 120, it should be noted that this may in particular mean that the beam bundles 208 are coupled to one and the same fiber core 122, which is surrounded by a jacket 124 and together with this forms the fiber 120.
Ferner ist es auch naturlich denkbar, dass die Faser 120 eine Mehrzahl von Faserkernen 402 umfasst, die wiederum jeweils einen Faserkerndurchmesser D aufweisen können. Eine derartige Mehrkernfaser wird dabei wie eine Einkernfaser verwendet, d.h. das Licht wird an der Endflache der Faser 120 ohne bestimmte Zuordnung zu den Kernen eingekoppelt.Furthermore, it is of course also conceivable that the fiber 120 comprises a plurality of fiber cores 402, which in turn may each have a fiber core diameter D. Such a multi-core fiber is used as a single core fiber, i. the light is coupled in at the end face of the fiber 120 without specific assignment to the cores.
Dazu zeigt Fig. 4b eine optische Anordnung 204 mit der Mehrzahl von lateral benachbarten Strahlformungseinheiten 306, die faserseitig einen Linsenarray bilden, zum Erzeugen einer Mehrzahl von konvergenten oder divergenten Strahlen- bundein 208 aus dem Lichtstrahl 202 der Lichtquelle 100, die in die Faser 120 mit einer Mehrzahl von Faserkernen 402 einkoppelbar sind. Optische Achsen 307 der Linsen 306 sind gegenüber optischen Achsen bzw. Symmetrieachsen 403 der Fa- serkerne 402 unkorreliert bezüglich ihrer räumlichen Lage angeordnet. Licht, ausgehend von den Linsen bzw. Strahlfor- mungseinheiten 306, wird an der End- bzw. Stirnflache der Faser 120 in die Faserkerne 402 ohne bestimmte Zuordnung zwischen den Strahlformungseinheiten 306 und den Faserkernen 402 eingekoppelt. D.h., im Allgemeinen fallen optische Achsen 307 der Strahlformungseinheiten 306 und Symmetrieachsen 403 der Faserkerne 402 nicht zusammen, so dass eine genaue Abstimmung der optischen Anordnung 204 auf die Faser 120 nicht notwendig ist. Gemäß Ausfuhrungsbeispielen können die optischen Achsen 307 der Linsen 306 sogar außerhalb von den Linsen (zufällig) zugeordneten Faserkernen 402 liegen. D.h., ein Abstand d zwischen manchen optischen Achsen 307 der Linsen 306 und manchen Symmetrieachsen 403 der Faser- kerne 402 ist großer als ein Radius D/2 der Faserkerne 402. Da dies nicht notwendigerweise für die räumliche Lage aller optischen Achsen 307 und Symmetrieachsen 404 gilt, ist ein mittlerer Abstand d' zwischen einer optischen Achse 307 einer Strahlformungseinheit 306 und einer optischen Achse 403 eines ihr (zufällig) zugeordneten Faserkerns 402 gemäß Aus- fuhrungsbeispielen kleiner als D/2, beispielsweise in einem Bereich zwischen D/8 und D/4, d.h. D/8 < d' < D/4.4b shows an optical arrangement 204 with the plurality of laterally adjacent beamforming units 306, which form a lens array on the fiber side, for producing a plurality of convergent or divergent bundles of rays 208 from the light beam 202 of the light source 100, which is in the fiber 120 a plurality of fiber cores 402 can be coupled. Optical axes 307 of the lenses 306 are opposite optical axes or axes of symmetry 403 of the lenses Serkerne 402 arranged uncorrelated with respect to their spatial position. Light, starting from the lenses or beam shaping units 306, is coupled into the fiber cores 402 at the end face of the fiber 120 without specific association between the beam shaping units 306 and the fiber cores 402. That is, in general, optical axes 307 of the beamforming units 306 and axes of symmetry 403 of the fiber cores 402 do not coincide, so that accurate tuning of the optical assembly 204 to the fiber 120 is not necessary. According to embodiments, the optical axes 307 of the lenses 306 may even be outside of the lenses (random) associated fiber cores 402. That is to say, a distance d between some optical axes 307 of the lenses 306 and some axes of symmetry 403 of the fiber cores 402 is greater than a radius D / 2 of the fiber cores 402. This does not necessarily apply to the spatial position of all the optical axes 307 and symmetry axes 404 , a mean distance d 'between an optical axis 307 of a beam shaping unit 306 and an optical axis 403 of a (randomly) associated fiber core 402 according to embodiments is smaller than D / 2, for example in a range between D / 8 and D / 4 , ie D / 8 <d '<D / 4.
Generell wird also mit der optischen Anordnung 204 Licht nicht auf bestimmte Fasern bzw. Faserkerne oder Segmente einer Faserendflache abgebildet. Ziel von manchen Ausfuh- rungsbeispielen ist es vielmehr, Lichtstrahlen 202 aus einer ( Punkt-) Lichtquelle 100 so zu formen, dass einerseits ein guter Koppelwirkungsgrad zu einem bzw. mehreren Faser- kernen 402 erzielt wird, also numerische Apertur und Durchmesser der optischen Anordnung 204 und der Strahlformungseinheiten 306 an die Faser angepasst werden, andererseits aber bei zufälligem Blick in einen durch die optische Anordnung 204 manipulierten Lichtstrahl bei abgesteckter Fa- ser eine Fokussierung auf einen Punkt und damit auf ein Auge ausgeschlossen ist. Zur Homogenisierung von Lichtstrahlen werden beispielsweise bei Projektion und Mikroskopie so genannte Wabenkondensoren für Dia- und Filmprojektionen eingesetzt. Die Aufgabe eines Wabenkondensors ist jedoch eine völlig andere als die einer Vorrichtung gemäß Ausfuhrungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, nämlich die Homogenisierung von Licht und Abbildung in eine Emtrittspupille einer Projektionsoptik, um beispielsweise eine Leinwand gleichmäßig zu beleuchten ohne die Struktur der Lichtquelle (z.B. Gluhwendel) mit abzubil- den. Die Augensicherheit des Systems steht bei Wabenkondensoren nicht im Vordergrund und wird durch einen Wabenkondensor, je nach Auslegung, auch nicht zwingend sichergestellt. Bei Ausfuhrungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist die Homogenisierung von Licht nicht notwendig, sondern vorrangig ist die Verteilung des Lichts auf viele Einzelquellen. Ein Wabenkondensor ist außerdem relativ kompliziert, nämlich aus mindestens drei optischen Bauteilen, aufgebaut und seine Abmessungen sind relativ groß, was bei der Fasereinkopplung, speziell in optischen Transceivern, sehr ungunstig ist. Dazu kommt, dass eine Justage der Bauteile zueinander notwendig ist, was einen Wabenkondensor im Allgemeinen sehr teuer macht. Wie im Vorhergehenden bereits beschrieben wurde, besteht eine optische Anordnung 204 bzw. ein optisches Bauteil gemäß Ausfuhrungsbeispielen hingegen lediglich aus einem strukturierten optischen Teil.In general, therefore, light is not imaged onto specific fibers or fiber cores or segments of a fiber end surface with the optical arrangement 204. On the contrary, the aim of some exemplary embodiments is to form light beams 202 from a (point) light source 100 in such a way that on the one hand a good coupling efficiency to one or more fiber cores 402 is achieved, ie numerical aperture and diameter of the optical arrangement 204 and beam shaping units 306 are adapted to the fiber, but on the other hand, when viewed accidentally in a light beam manipulated by the optical arrangement 204 when the fibers are staked off, focusing on a point and thus on an eye is excluded. For the homogenization of light beams, so-called honeycomb condensers for slide and film projections are used, for example, in projection and microscopy. However, the task of a honeycomb condenser is completely different from that of a device according to exemplary embodiments of the present invention, namely the homogenization of light and imaging in an entrance pupil of a projection optics, for example, to illuminate a screen evenly without depicting the structure of the light source (eg Gluhwendel) - the. The eye safety of the system is not in the foreground with honeycomb condensers and is not necessarily ensured by a honeycomb condenser, depending on the design. In embodiments of the present invention, the homogenization of light is not necessary, but the priority is the distribution of light on many individual sources. A honeycomb condenser is also relatively complicated, consisting of at least three optical components, constructed and its dimensions are relatively large, which is very unfavorable in the fiber coupling, especially in optical transceivers. In addition, an adjustment of the components to each other is necessary, which makes a honeycomb condenser generally very expensive. As already described above, however, an optical arrangement 204 or an optical component according to exemplary embodiments only consists of a structured optical part.
Abschließend ist noch darauf hinzuweisen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung oder die erläuterte Vorgehensweise beschrankt ist, da diese Bauteile und Verfahren variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausfuhrungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn in der Beschreibung und in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, beziehen sich diese auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas anderes deutlich macht. Dasselbe gilt in umgekehrter Richtung. Finally, it should be pointed out that the present invention is not limited to the respective components of the device or the explained procedure, since these components and methods may vary. The terms used herein are intended only to describe particular embodiments and are not used in a limiting sense. When the singular or indefinite articles are used in the specification and claims, these also refer to the majority of these elements unless the context clearly makes otherwise clear. The same applies in the opposite direction.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung (200) zur Einkopplung von Licht in eine Faser (120) , mit1. Device (200) for coupling light into a fiber (120), with
einer Lichtquelle (100) zum Erzeugen eines Lichtstrahls (202) ; unda light source (100) for generating a light beam (202); and
einer optischen Anordnung (204) mit einer Mehrzahl von lateral benachbarten Strahlformungseinheiten (206; 306), die faserseitig einen Linsenarray (306-1, ..., 306-N) bilden, zum Erzeugen einer Mehrzahl von konvergenten oder divergenten Strahlbündeln (208) aus dem Lichtstrahl (202), die in die Faser (120) einkoppelbar sind.an optical assembly (204) having a plurality of laterally adjacent beamforming units (206; 306) forming a lens array (306-1, ..., 306-N) on the fiber side for generating a plurality of convergent or divergent beam bundles (208). from the light beam (202) which can be coupled into the fiber (120).
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Lichtquelle2. Device according to claim 1, wherein the light source
(100) einen Laser umfasst.(100) comprises a laser.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Faser3. Device according to claim 1 or 2, wherein the fiber
(120) ein Lichtwellenleiter mit einem Durchmesser größer als 50 μm ist.(120) is an optical waveguide with a diameter greater than 50 microns.
4. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Anordnung (204) lichtquellenseitig eine Sammellinse (308) bildet, in deren Brennweite die Lichtquelle (100) angeordnet ist.4. Device according to one of the preceding claims, wherein the optical arrangement (204) light source side forms a converging lens (308), in whose focal length, the light source (100) is arranged.
5. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Anordnung (204) aus einem transparenten Kunststoff gebildet ist.5. Device according to one of the preceding claims, wherein the optical arrangement (204) is formed of a transparent plastic.
6. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Anordnung (204) einstückig gebildet ist. 6. Device according to one of the preceding claims, wherein the optical assembly (204) is integrally formed.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei die optische Anordnung (204) mittels Spritzguss-Technik gefertigt ist.7. Apparatus according to claim 5 or 6, wherein the optical assembly (204) is made by injection molding technique.
8. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Faser eine Polymerfaser ist.A device according to any one of the preceding claims, wherein the fiber is a polymer fiber.
9. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die optische Anordnung (204) als einstückiges optisches Bauteil ausgebildet ist.9. Device according to one of the preceding claims, wherein the optical arrangement (204) is formed as a one-piece optical component.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, bei der die optische Anordnung (204) eine erste, der Lichtquelle (100) zugewandte Seite (302) aufweist, in der eine erste Sammel- linse (308) ausgebildet ist, und10. Device according to claim 9, wherein the optical arrangement (204) has a first side (302) facing the light source (100), in which a first collection lens (308) is formed, and
eine zweite, der Faser (120) zugewandte Seite (304) aufweist, die der ersten Seite (302) gegenüber liegt und in der eine Mehrzahl von zweiten benachbarten Sam- mellinsen (306) ausgebildet ist, wobei eine lateralea second side (304) facing the fiber (120) facing the first side (302) and in which a plurality of second adjacent collection lenses (306) are formed, one lateral
Abmessung der ersten Sammellinse (308) größer ist als eine laterale Abmessung der zweiten SammellinsenDimension of the first converging lens (308) is greater than a lateral dimension of the second converging lenses
(306) .(306).
11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die zweiten Sammellinsen (306) jeweils eine maximale laterale Ausdehnung aufweisen, die kleiner als eine Hälfte der maximalen lateralen Ausdehnung der ersten Sammellinse (308) ist.The device of claim 10, wherein the second collection lenses (306) each have a maximum lateral extent that is less than one half the maximum lateral extent of the first collection lens (308).
12. Verfahren zum Einkoppeln von Licht in eine Faser (120), mit folgenden Schritten:12. A method for coupling light into a fiber (120), comprising the following steps:
Anordnen einer Mehrzahl von lateral benachbarten Strahlformungseinheiten (206; 306) , die faserseitig einen Linsenarray (306-1, ..., 306-N) bilden;Arranging a plurality of laterally adjacent beamforming units (206; 306) which form a lens array (306-1, ..., 306-N) on the fiber side;
Erzeugen eines Lichtstrahls (202) ; und Erzeugen, mit der Mehrzahl der lateral benachbarten Strahlformungseinheiten (206; 306) , einer Mehrzahl von konvergenten oder divergenten Strahlbündeln (208) aus dem Lichtstrahl (202), die in die Faser (120) einkop- pelbar sind. Generating a light beam (202); and Generating, with the plurality of laterally adjacent beamforming units (206; 306), a plurality of convergent or divergent beam bundles (208) from the light beam (202) that are injectable into the fiber (120).
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