NL8602425A

NL8602425A - Reflector voor optische vezels.

Info

Publication number: NL8602425A
Application number: NL8602425A
Authority: NL
Original assignee: Exxon Production Research Co
Priority date: 1985-09-25
Filing date: 1986-09-25
Publication date: 1987-04-16
Also published as: FR2587810A1; GB2180950A; NO863776D0; GB8623045D0; NO863776L; AU6311586A; JPS62195620A

Description

4 it k VO 8376

Reflector voor optische vezels.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het reflecteren van een gedeelte van een lichtgolf wanneer de lichtgolf zich langs een optische vezel voortplant. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze en inrich-5 ting, waarbij wordt veroorzaakt, dat twee akoestische golven zich onder zodanig gekozen hoeken in de vezel voortplanten, dat een gedeelte van een lichtgolf, welke zich in een eerste richting langs de vezel voortplant, met de twee akoestische golven zal samenwerken en tengevolge van een dergelijke samenwerking zal worden terugge-10 kaatst in een richting, tegengesteld aan de eerste richting. Er kunnen een of meer reflectoren volgens de uitvinding met een optische vezel worden verbonden om op commando gereflecteerde lichtsignalen op te wekken doordat gekozen reflectoren van de reflectoren worden geactiveerd teneinde te veroorzaken, dat de door de geactiveerde reflec-15 toren opgewekte akoestische golven in de vezel worden voortgeplant.

Voor een groot aantal verschillende vezelaftast- en informa-tieoverdrachtstoepassingen, waarbij een optische vezel wordt gebruikt, is het gewenst te beschikken over een inrichting, welke langs de optische vezel kan worden opgestald om, wanneer deze op 20 commando wordt geactiveerd een reflectie te veroorzaken, en welke wanneer deze niet wordt geactiveerd praktisch geen verliezen vertoont. Bij een groot aantal inrichtingen met deze eigenschappen, die langs de vezel zijn opgesteld, kunnen tijddomeinreflectometrie-methoden worden gebruikt om informatie uit een groot aantal aftast-25 inrichtingen aan een multiplexbewerking met tijdverdeling te onder werpen.

Men heeft conventionele vezelkoppelinrichtingen gebruikt om een gereflecteerde lichtsignaal in omgekeerde richting in een vezel te verkrijgen door bij de niet-gebruikte uitgangspoort van 30 de koppelinrichting een spiegel op te stellen. De overschotverliezen in een dergelijke koppelinrichting en de verdere verliezen, welke een gevolg zijn van de bevestiging van de koppelinrichting aan de vezel zijn evenwel te groot om het mogelijk te maken, dat bij een enkele vezel een significant aantal van dergelijke reflectiepunten .35 wordt gevormd.

8.602*° 3 * * 3 \ -2-

Voorts zijn deze verliezen in die zin permanent, dat de koppelinrich-tingen niet kunnen worden gedeactiveerd om de verliezen op gewenste tijdstippen te elimineren.

Een andere methode voor het verkrijgen van een reflectie 5 in een optische vezel is beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvra ge Serial No. 596.889. Bij deze methode wordt gebruik gemaakt van een evanescente koppeling tussen twee vezelsegmenten, welke door een vezellussectie van elkaar zijn gescheiden teneinde te veroorzaken, dat een gedeelte van het licht, dat langs de vezel wordt voortge-10 plant, vanuit ëên segment naar het andere segment wordt gekoppeld teneinde langs de vezel in tegengestelde richting terug te worden voortgeplant. De vezel kan bij deze methode ononderbroken zijn. . * Ofschoon de overschotverliezen bij deze constructie aanmerkelijk ; kleiner zijn dan bij een koppelinrichting, zijn zij nog steeds te 15 groot om honderden van dergelijke reflectiepunten bij een enkele vezel mogelijk te maken. Bovendien zijn de reflectoren van de Amerikaanse octrooiaanvrage Serial No. 596.889 in die zin permanent, dat het overschotverlies elke keer, dat licht de reflectoren doorloopt optreedt en deze verliezen beïnvloeden de werking van alle 20 ' stroomafwaarts ten opzichte van een bepaalde reflecto-r bij een enkele vezel gevormde reflectoren op een schadelijke wijze.

Andere bekende methoden voor het verkrijgen van een reflectie in een optische vezel omvatten; het introduceren van een discontinuïteit in de vezel, bv. door de vezel te onderbreken en de 25 afgebroken uiteinden onder gebruik van een verbindingsinrichting met geringe kwaliteit opnieuw met elkaar te verbinden; het mechanisch introduceren van een microscopische afschuining bij de vezel; en het blootstellen van een gedeelte van de vezel aan ruimtelijk periodieke verstoringen van de optische brekingsindex van de bekle-30 ding, welke de vezelkern omgeeft. Laatstgenoemde methode is beschre ven in de Britse octrooiaanvrage 2.145.237A, op pag. 5, regel 65 t/m pag. 6, regel 35. Deze bekende methoden voor het vormen van een reflector bij een vezel hebben alle het bezwaar, dat zij tot een permanente reflector leiden. Er is bij elke permanente reflector 35 een optisch verlies wanneer licht de reflector passeert, en deze verliezen beïnvloeden alle aftastinrichtingen, behorende bij alle 8602425 -3- *- k reflectoren, die stroomafwaarts ten opzichte van een bepaalde reflector bij een vezel zijn opgesteld, op een schadelijke wijze. Tengevolge van de verliezen kan bij een enkele vezel geen groot aantal van dergelijke permanente reflectoren worden ondergebracht.

5 In tegenstelling daarmede induceert de inrichting volgens de uitvinding een reflectie in een optische vezel wanneer deze op commando wordt geactiveerd, met een overschotverlies dat in wezen gelijk is aan nul bij gedeaetiveerde toestand. Het principe van de werking volgens de uitvinding is gebaseerd op de akoesto-optische 10 samenwerking van licht en geluidsgolven. Omdat geen bekledingsmate- riaal bij de vezelkern behoeft te worden verwijderd, kunnen de over-schotverliezen bijzonder gering worden gemaakt. Evenals bij de re-, flectieinrichting volgens de uitvinding gebruikt de bekende inrichting, bekend staande als de akoesto-optische cel van Bragg, een 15 akoesto-optische samenwerking. Fig. 1 is een schema waarin de ken merken van een cel volgens Bragg zijn weergegeven. In Fig. 1 ontmoet een lichtbundel 1, welke in een optisch medium 3, van bv. glas of kwarts, wordt voortgeplant, een akoestische golfreeks 2 onder een hoek Θ ten opzichte van de planaire golffronten van de golfreeks.

20 De golfreeks 2 leidt tot een modulatie van de brekingsindex van het optische medium 3. Wanneer de omstandigheden zodanig zijn, dat U) Sta 9 - Jj- waarbij λ de golflengte van het licht in het medium 3 is en Λ de golflengte van de akoestische golfreeks is, wordt de lichtgolf 4 25 (welke een gedeelte van de energie van de lichtbundel 1 omvat) onder een hoek 2 Θ ten opzichte van de lichtbundel 1 gebroken. De akoestische golven in een cel van Bragg worden opgewekt door een transducent (zoals de transducent 5 volgens Fig. 1), die akoestisch met het optische medium 3 is gekoppeld. Er zijn lasermodulatoren 30 en bundelafbuiginrichtingen opgebouwd onder gebruik van cellen vol gens Bragg. Bij het conventionele gebruik wordt het licht evenwel over een zeer kleine hoek ten opzichte van de oorspronkelijke voort-plantingsrichting daarvan afgebogen.

De gewenste reflectie in teruggaande zin in een vezel komt 35 overeen met Θ = 90° in vergelijking (1) . Indien A = λ /2, verkrijgt men een teruggaande reflectie (waarbij Θ * 90°). De amplitude van 8602425 ·* » ^ « -4- de in terugwaartse richting gereflecteerde optische golf is maximaal wanneer de periodieke optische brekingsindexvariaties, die door de akoestische energie worden geïnduceerd, op een halve optische golflengte van elkaar zijn gelegen. Er zijn in het algemeen maxima aan-5 wezig wanneer Λ * Μ λ/2, waarbij M een willekeurig niet-negatief on even geheel getal is (d.w.z. M = 1, 3, 5 ....). Het hoofdmaximum treedt op bij Λ = λ/2, of Μ = 1. Aangezien V ~Α£, waarbij V de snelheid van de akoestische golf en f de akoestische frequentie is, en aangezien λ = XQ/n waarbij XQ de golflengte van het licht in de 10 vrije ruimte is en n de brekingsindex is van het medium waarin de akoesto-optische samenwerking plaatsvindt, geldt (2) t-ψ λο* bit stelt de frequentie van de akoestische golf voor, welke nodig is om een gereflecteerd signaal met een significante amplitude 15 op te wekken in het geval, dat de lichtbundel zich colineair met de akoestische golf voortplant. De optische frequentie van het verstrooide of gereflecteerde licht wordt of naar boven of naar beneden verschoven over een bedrag, dat gelijk is aan f afhankelijk van het feit of de akoestische golf zich naar de lichtgolf of van de licht-20 golf af beweegt. Bij de meeste optische vezels bestaat de kern uit gesmolten silicium^oxyde, waarvoor n = 1,46 en V » 5,96 X 103 meters/ sec. Voor licht met een golflengte in de vrije ruimte XQ - 1,3 X 10“^ meter is de vereiste akoestische frequentie om de breking van de laagste orde in de teruggaande richting te induceren f * 13,38 GHz.

25 De moeilijkheid bij het ontwerpen van een inrichting, welke een teruggaande reflectie levert gebaseerd op een akoesto-optische samenwerking is het gevolg van de hoge frequentie, welke nodig is bij het bovenbeschreven directe colineaire Bragg-regime. Het is zeer lastig akoestische transducenten te vervaardigen en te ver-30 binden, welke bij deze frequenties werken en de meeste materialen hebben bij deze hoge frequentie bijzonder grote verliezen. Het eerste probleem, dat bij een dergelijke inrichting, waarin het licht zich door een optische vezel voortplant, moet worden opgelost is te veroorzaken, dat de geluidsgolf zich vanuit de transducent 35 via een substraat naar het vezelkerngebied met een zo gering moge lijk verlies voortplant.

8802425 <* ... * -5-

Een onjuiste aanpassing van de akoestische impedantie, p V, waarbij p * dichtheid en V akoestische snelheid, van de substraat en de vezel veroorzaakt ook een akoestisch reflectieverlies bij het scheidingsvlak. Een methode om het akoestische reflectieverlies .

5 te vermijden zou daarin bestaan, dat zowel de vezel als de substraat uit gesmolten siliciumoxyde werden gevormd. Eet ultrasone verlies van gesmolten siliciumoxyde bedraagt echter l2dB/cm- GHz2 volgens D.A. Pinnow, "Guidelines for the Selection of Acousto-Optic Material", IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. QE-6, Nr. 4, april 1970.

10 Dit verlies bedraagt 2Q28dB/cm bij een frequentie van 13 GHz. Dit zeer grote verlies maakt het zeer lastig een configuratie te ontwerpen, welke een ultrasone golf colineair met de vezelkern kan injecteren. Een injectie onder zeer kleine hoeken of focuserings-inrichtingen vereisen alle lange wegen in de substraat. Er zijn 15 kristallen gevonden, welke veel minder demping dan gesmolten sili ciumoxyde veroorzaken doch deze kristallen hebben een akoestische impedantie, welke aanmerkelijk verschilt van die van uit gesmolten siliciumoxyde bestaande optische vezels en bezitten de vereiste akoestische voortplantingseigenschappen slechts langs bepaalde 20 assen. Ook_hier weer wordt de injectie van de akoestische golven in de vezelkern onder kleine hoeken tot zeer grote verliezen tengevolge van de onjuiste impedantie-aanpassing, en focusering voldoet in de praktijk niet in verband met de anisotropie.

De inrichting volgens de uitvinding is een inrichting, welke 25 bij een optische vezel kan worden opgesteld en daarmede kan worden verbonden om een gedeelte van een lichtgolf te reflecteren wanneer de lichtgolf zich langs de longitudinale hartlijn van de vezel voortplant. De inrichting omvat organen voor het opwekken van twee akoestische golven, welke zich in de vezel onder zodanig gekozen 30 hoeken zullen voortplanten, dat elke golf zich voortplant in een samenwerkingsgedeelte van de vezel in een richting, welke 45° insluiten ten opzichte van de hartlijn en ioodrecht staat op de richting van de andere.

Bij een uitvoeringsvorm omvat de inrichting volgens de uit-35 vinding twee akoestische transducenten, welke zijn verbonden met een substraat, via welke substraat akoestische signalen, die door 8602425 t ** -6- de transducenten worden opgewekt, zich kunnen voortplanten. De trans-ducenten zijn zodanig georiënteerd, dat wanneer de substraat bij een optische vezel wordt opgesteld en daarmede wordt verbonden, een eerste akoestische golf, welke afkomstig is uit een van de transducenten, 5 zich in de vezel zal voortplanten en zich in de vezel in een eerste richting onder een hoek van 45° ten opzichte van de longitudinale hartlijn van de vezel zal voortplanten, en een tweede akoestische golf, welke bij de andere van de transducenten wordt opgewekt, naar de vezel zal worden voortgeplant en zich in de vezel zal voortplanten 10 in een tweede richting, welke een hoek van 45° maakt ten opzichte van de hartlijn en loodrecht staat op de eerste richting. Licht, dat zich langs de hartlijn van de vezel voortbeweegt zal samenwerken met het akoestische veld, dat het gevolg is van de superpositie van de eerste en tweede akoestische golven en gedeeltelijk over 180° in 15 terugwaartse richting langs de hartlijn van de vezel worden gereflec teerd. Het vezelgebied, waarin de akoesto-optische samenwerking plaatsvindt, zal hier worden betiteld als het "samenwerkingsgebied" (of het "samenwerkingsgedeelte").

Bij voorkeur zal de substraat met de optische vezel worden 20 verbonden en een zodanig gekozen akoestische impedantie hebben, dat deze zo dicht mogelijk is aangepast aan die van de vezel teneinde een akoestisch reflectieverlies te reduceren, dat optreedt wanneer de akoestische golven zich vanuit de substraat naar en in de vezel voortplanten. Bij een voorkeursuitvoeringsvorm zal de sub-25 . straat twee gebieden omvatten, die elk een verschillende transducent van de vezel scheiden. De twee gebieden zijn bij voorkeur van elkaar gescheiden door een akoestisch absorberend element.

Bij een tweede uitvoeringsvorm wordt een enkele akoestische transducent gebruikt voor het opwekken van de twee akoestische gol-30 ven. Evenals bij de eerste uitvoeringsvorm zullen de twee akoesti sche golven zich in de vezel in richtingen, welke een hoek van 45° maken t.o.v. de longitudinale hartlijn van de vezel en onder 90° t.o.v. elkaar voortplanten. De eerste akoestische golf is een gedeelte van de akoestische golfenergie, welke wordt opgewekt door de 35 enkele transducent, en welke zich via de substraat direct naar en in de vezel voortplant.

8602425 -7-

De tweede akoestische golf bestaat uit een ander gedeelte van de akoestische golf^energie, welke door de enkele transducent wordt opgewekt, welke golf bij een oppervlak van de substraat wordt gereflecteerd en daarna in de vezel wordt gebroken. Omdat de tweede uit-5 voeringsvorm slechts een enkele transducent vereist, kan deze op een meer eenvoudige wijze worden vervaardigd dan de eerste uitvoeringsvorm. Bovendien maakt de tweede uitvoeringsvorm een meer gunstige geometrie van het samenwerkingsgebied mogelijk, waardoor een gereduceerd akoestisch verlies in de vezelbekleding voor een samenwerkingsgebied 10 met een voldoende lengte langs de longitudinale hartlijn van de vezel mogelijk is hetgeen derhalve leidt tot een hoger brekingsrendement.

Een bezwaar is, dat de twee akoestische golven (d.w.z. de gereflecteerde en niet-gereflecteerde gedeelten van de akoestische golfenergie, welke door de enkele transducent wordt opgewekt) dezelfde frequentie 15 hebben, zodat de tweede uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding slechts als een reflector en niet als een optische fre-quentieverschuiver kan worden gebruikt.

Overeenkomstig de werkwijze volgens de uitvinding worden de akoestische transducenten (of de transducent) behorende bij een samen-20 werkingsgedeelte van een vezel geactiveerd om de beschreven eerste en tweede akoestische golven op gewenste tijdstippen in het samenwerkings-gedeelte te introduceren. De transducent (of transducenten) kunnen op gekozen tijdstippen worden gedeactiveerd, zodat licht ongehinderd via het samenwerkingsgedeelte kan worden voortgeplant. Indien gewenst, 25 worden de eerste en tweede akoestische golven zodanig opgewekt, dat zij een in hoofdzaak gelijke frequentie, f hebben, waarbij f = (2nV>/kAQ (cos 45°), waarbij XQ de golflengte in de vrije ruimte van licht is, waarvan men wenst, dat dit wordt gereflecteerd wanneer het licht door de vezel wordt voortgeplant, V de snelheid van de eerste akoestische 30 golf in de vezel is, n de optische brekingsindex van de vezel is, en M een positief oneven geheel getal is. Bij een andere uitvoeringsvorm zal de eerste akoestische golf zodanig worden opgewekt, dat deze een frequentie heeft, welke verschilt van die van de tweede akoestische golf. Zoals later meer gedetailleerd zal worden toegelicht, zal de 35 frequentie van het gereflecteerde lichtsignaal naar boven of naar beneden worden verschoven over een bedrag, dat evenredig is met het ver- 1602425 -8- schil tussen de frequenties van de eerste en tweede akoestische golven.

Langs een enkele optische vezel kunnen een of meer samenwerkings-gedeelten (of reflectiepunten), elk behorende bij een akoesto-optische reflector bij elk van de hierbeschreven uitvoeringsvormen worden aan-· 5 gebracht. Teneinde ongewenste lichtreflecties te elimineren, wordt elke reflector in een gedeactiveerde toestand gehouden behalve tijdens gekozen perioden, gedurende welke de reflector wordt geactiveerd.

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij toont: 10 fig. 1 een schema waarin de wijze van werken van een conventione le cel van Bragg is aangegeven, waarbij een binnenkomende lichtgolf onder een invalshoek (Θ) een akoestische golf ontmoet. Een gedeelte . van de lichtgolf wordt in een richting onder een hoek 2 Θ ten opzichte van de ingangslichtgolf gebroken; 15 fig. 2 een dwarsdoorsnede van een uitvoeringsvorm van een reflec tor volgens de uitvinding en een bijbehorende optische vezel, beschouwd in een vlak, waarin de longitudinale hartlijn van de vezel ligt; fig. 3 een vergroot aanzicht van het akoesto-optisch samenwerkingsgebied van de reflector volgens fig. 2, waarin de akoestische golffron-20 ten zijn aangegeven, welke een invallende lichtgolf ontmoet , die zich door het samenwerkingsgebied langs de kern van de vezel voortplant; fig. 4A een dwarsdoorsnede van een optische vezel, welke is verbonden met een plaat, beschouwd in een vlak loodrecht op de longitu-25 dinale hartlijn van de optische vezel; fig, 4B een dwarsdoorsnede van de in fig. 4A afgeheelde eenheid nadat het bovenvlak van de eenheid is geslgpen en gepolijst. Het geslepen en gepolijste bovenvlak van de eenheid volgens fig. 4B is gereed om met de substraat van de reflector volgens de uitvinding te 30 worden verbonden; fig. 5 een dwarsdoorsnede van een andere uitvoeringsvorm van een reflector volgens de uitvinding en een bijbehorende optische vezel, beschouwd in een vlak, waarin de longitudinale hartlijn van de vezel ligt; en 35 fig. 6 een vergroot aanzicht van het akoesto-optische samenwer kingsgebied van de reflector volgens fig. 5, waarin de akoestische 8602428 *- “ί -9- golffronten zijn aangegeven, welke worden ontmoet door een invallende lichtgolf, die zich door het samenwerkingsgebied langs de hartlijn van de vezel voortplant.

In fig. 2 vindt men een dwarsdoorsnede van een voorkeursuitvoe-5 ringsvorm van een reflector volgens de uitvinding. De reflector omvat een eerste akoestische transducent 10, een tweede akoestische trans-ducent 11 en een substraat 12. Substraat 12 is met de bekleding 17 van een optische vezel 16 verbonden. De kern 18 van de vezel 16 strekt zich langs de centrale longitudinale hartlijn van de vezel 16 uit.

10 Substraat 12 omvat een eerste gebied 13 via welk gebied een eerste akoestische golf 19, opgewekt door de transducent 10, zich naar de vezel 16 kan voortplanten, een tweede gebied 14, via welk gebied een tweede akoestische golf 20, opgewekt door de transducent 11 zich naar de vezel 16 kan voortplanten en een akoestisch absorberend element 15, 15 dat tussen het eerste gebied 13 en het tweede gebied 14 is opgesteld.

Substraat 12 is eenvoudig het medium via welk medium de akoestische golven naar de vezel worden getransporteerd en heeft bij voorkeur geringe akoestische dempingseigenschappen. Geschikte materialen met kleine demping voor de eerste en tweede gebieden van de substraat 20 12 omvatten Li Nb03, YIG, AI2Q3, Ti O2, YAG of MgAla 0^.

Geschikte materialen om in de substraat volgens de uitvinding te worden toegepast omvatten die anisotropische materialen welke zijn gebruikt bij conventionele cellen van Bragg. Tengevolge van hun aniso-tropie zullen deze materialen een voorkeursoriëntatie ten opzichte van 25 de transducent in de vezel hebben om akoestische dempingen tot een minimum terug te brengen. Studies van materialen voor conventionele cellen van Bragg zijn geconcentreerd op die met geschikte optische eigenschappen. Bij de reflector volgens de uitvinding echter behoeft de substraat geen bepaalde optische eigenschappen te hébben en kan 30 deze optisch ondoorlaatbaar zijn. Derhalve kunnen er ook andere meer geschikte substraatmaterialen aanwezig zijn, die isotrope materialen omvatten. Om fig. 2 te omschrijven zal worden aangenomen, dat de substraat bestaat uit lithiumniobaat (Li Nb03>. Het absorberende element 15 kan het materiaal zijn, dat gebruikt wordt om de twee substraat-35 componenten met elkaar te verenigen, zoals een epoxyhars.

De transducenten 10 en 11 kunnen conventionele ultrasone trans-ducenten van het voor cellen volgens Bragg gebruikte type zijn.

8502425

* * V

-10-

Dergelijke transducenten kunnen zijn vervaardigd uit Li Nb O3 of een ander piezoelektrisch materiaal. Bij een uitvoeringsvorm, waarbij de eerste en tweede transducenten identieke ultrasone transducenten zijn, zal door het toevoeren van een RF-puls met een frequentie f en een 5 duur t aan de eerste transducent aan de substraat een ultrasone golf 19 met de frequentie f en een duur t worden toegevoerd en zal door het toevoeren van een soortgelijke puls aan de tweede transducent aan de substraat een ultrasone golf 20 met een frequentie f en een duur t worden toegevoerd. De ultrasone golven 19 en 20 zullen zich 10 door de substraat naar de vezel voortplanten, als aangegeven in fig. 2. De ultrasone golven snijden elkaar onder een rechte hoek in de vezel en de golffronten in de vezel vormen beide een hoek van 45° ten opzichte van de hartlijn van de vezel. Het gedeelte van de vezel, waarin de akoestische golven elkaar snijden, zal hier worden betiteld als het.

15 "samenwerkingsgedeelte" (of "samenwerkingsgebied") van de vezel.

Opdat de golven 19 en 20 zich in een uit siliciumoxyde bestaande vezel voortbewegen onder een hoek van 45° ten opzichte van de hart-. lijn van de vezel, moet de hoek α tussen de hartlijn van de vezel en het substraatoppervlak waarop de ultrasone transducent is gemon-20 teerd, gelijk zijn aan: (3) α « sin-1 (VL sin 45e/Vg) waarbij en Vg respectievelijk de geluidssnelheden in lithiumniobaat en siliciumoxyde zijn. Deze relatie volgt uit de Wet van Snell's.

Omdat VL = 6.57 X 103 M/S en Vs = 5.96X 103 M/S dient α bij deze 25 uitvoeringsvorm volgens de uitvinding 51,2° te zijn.

Fig. 3 toont een vergroot aanzicht van het samenwerkingsgebied van de in fig. 2 afgeheelde uitvoeringsvorm. Fig. 3 toont de geometrie van de akoesto-optische samenwerking, welke leidt tot de gewenste reflectie in de achterwaartse richting. De golffronten van de 30 akoestische golven 19 en 20, welke zich door het samenwerkingsgebied in de vezel voortplanten, dienen in hoofdzaak planair te zijn,zodat licht, dat zich door het samenwerkingsgebied voortplant, in hoofdzaak vlakke akoestische golffronten zal ontmoeten, zoals het golffront X van de golfreeks 19 en het golffront Y van de golfreeks 20. Eerst zal 35 de lichtstraal 21 met de golflengte λ in de vezel, welke zich langs de hartlijn van de vezel naar rechts in fig. 3 voortplant en de snij- 8502425 -11- punten R, S, enz. van de twee akoestische golfreeksen ontmoet, worden beschouwd. De brekingsindexgradiënt in de vezel in. deze punten verloopt in de richting waarin de lichtgolf zich voortbeweegt en derhalve zal een reflectie bij 180° (d.w.z. een reflectie in achterwaartse 5 richting) plaatsvinden. De reflectieamplitude is maximaal wanneer L, de afstand tussen R en S, gelijk is aan λ/2. Maxima van hogere orde treden op bij de afstanden, overeenkomende met L 3 3λ/2, 5A/2, ...

Μλ/2 (waarbij M een willekeurig positief oneven geheel getal is). Voorts blijkt, dat aangezien L = Λ/cos 0, waarbij Λ de akoestische 10 golflengte in de vezel is, 0 3 45° en Λ 3 V/f, waarbij V de akoestische snelheid in de vezel is, f 3 2V/MA cos 0, of ^ ^ Μ λ o cos 0 waarbij n de gemiddelde optische brekingsindex van dé vezel is (d.w.;z. de optische brekingsindex van de vezel in afwezigheid van een akoes-15 tische golf, die zich door de vezel voortplant) en λ Q de golflengte is in de vrije ruimte van de lichtgolf 21 . Indien λ 0 3 1,3 X 10”^M, n 3 1,46 en V 3 5,96 X 103 M/S, dan is f 3 (1/M) 18,93 GHz. De ultrasone belasting heeft de invloed van een brekingsrooster op de lichtgolf 21. De mogelijke bedrijfsfrequenties van de inrichting volgens 20 de uitvinding zijn f 3 18,93 GHz, 6,31 GHz, 3,78 GHz enz., bij het beschreven voorbeeld. In verband met de moeilijkheden, welke inherent zijn aan een werking bij de hogere GHz-frequenties (waaronder trans-ducentvervaardigingsproblemen en het feit, dat de demping met het kwadraat van de frequentie toeneemt) en omdat de intensiteit van de 25 gereflecteerde lichtgolf bij de hogere brekingsorden zeer snel afneemt, moet men een compromis gebruiken bij het kiezen van de beste bedrijfsfrequentie. Een bedrijfsfrequentie van 6,31 GHz bij het beschreven voorbeeld is ëên keuze. Deze komt overeen met een weglengte-verschil van 3X/2. Er bestaat nog een mogelijke benadering en die is 3D uit te gaan van een transducent met een lagere grondfrequentie en deze bij een hogere even harmonische te bedrijven. Het is bekend, dat cellen volgens Bragg op deze wijze kunnen worden bedreven doch dat de bandbreedten waarover zij werkzaam zijn op een dienovereenkomstige wijze bij de hogere harmonischen worden gereduceerd. Volgens de uit-35 vinding is geen grote bandbreedte nodig. Derhalve kan men bij het beschreven voorbeeld werken bij 18,93 GHz onder gebruik van transdu- 3602425

A

-12- centen met een grondfrequentie van 2,7 GHz, welke echter worden aangedreven bij de zevende harmonische of 18,93 GHz.

Opnieuw verwijzende naar fig. 3 blijkt, dat het weglengtever-schil voor de lichtstraal 22 na twee reflecties hetzelfde is als het 5 weglengteverschil voor de lichtstraal 21 en derhalve zijn de omstandigheden voor reflectiemaxima dezelfde voor alle lichtstralen, welke zich langs de hartlijn van de vezel in het samenwerkingsgebied voortplanten. Het akoestische veld, dat het gevolg is van de superpositie in het samenwerkingsgebied van de akoestische golven, welke daarin 10 worden geïnjecteerd, werkt ongeveer als eenPorro-prisma, dat de eigenschap heeft om licht in een vlak in achterwaartse richting te reflecteren.

Bij een conventionele cel van Bragg wordt de gebroken optische. bundel in frequentie door een Dopplerverschuiving verschoven met een 15 bedrag, dat gelijk is aan de akoestische frequentie. Bij een variant van een conventionele cel van Bragg, waarin een breking van 180° optreedt, zal bij dezelfde λQ, n en 7, welke boven zijn gebruikt, de resulterende optische frequentieverschuiving gelijk zijn aan 18,93 GHz.

Bij de inrichting volgens de uitvinding treedt geen optische 20 frequentieverschuiving op indien de frequenties van de akoestische golven, welke uit de twee transducenten worden geëmitteerd, dezelfde zijn. Dit blijkt onder verwijzing naar fig. 3. In fig. 3 wordt een eerste akoestische golfreeks 19 voortgeplant in de vezelbekleding 17 en de vezelkern 18 en wel in de richting van de pijl 30 en wordt een 25 tweede akoestische golfreeks 20 in de bekleding 17 en de kern 18 in de richting van de pijl 31 voortgeplant. De golfreeksen 19 en 20 hebben gelijke frequenties. De '’spiegel" in het punt R wordt gevormd door de snijding van het golffront X van de golf 19 en het golffront Y van de golf 20 op een bepaald moment. Enige tijd later zal het punt 30 R zich naar beneden in de richting van de pijl 35 (d.w.z. loodrecht op de longitudinale hartlijn van de vezel) hebben bewogen. Derhalve bezit de "spiegel" geen snelheidscomponent in de richting evenwijdig aan de lichtstraal 21.

De inrichting volgens de uitvinding verschaft evenwel een opti-35 sche frequentieverschuiving in de gereflecteerde lichtbundel indien de frequenties van de twee akoestische bundels niet aan elkaar gelijk zijn.

8602425 -13-

Bij deze uitvoeringsvorm volgens de uitvinding zal indien de frequentie van de eerste akoestische golfreeks 19 de grootste is, de door de snijding van twee golffronten gevormde "spiegel" een snelheidscomponent,

Vp, in een richting vanaf het naderende licht hebben en derhalve 5 treedt een neerwaartse verschuiving in de gereflecteerde lichtbundel op. De gereflecteerde lichtbundel zal naar boven worden verschoven indien de frequentie van de tweede akoestische golfreeks 20 het grootst is. De grootte van de optische frequentieverschuiving wordt gegeven door; 10 C5) 9 waarbij f^ de frequentie in de vezel van de eerste akoestische golfreeks 19, f2 de frequentie in de vezel van de tweede akoestische golfreeks 20 is, en alle andere symbolen zijn, zoals eerder gedefinieerd. De gereflecteerde lichtfrequentie, welke bij de reflector vol-15 gens de uitvinding wordt verkregen, kan worden geregeld door het frequentieverschil, fj^-f2 te regelen bv. door de eerste en tweede trans-ducenten bij gekozen ongelijke frequenties aan te drijven. Dit vermogen geeft aanleiding tot toepassingen van de uitvoeringsvorm volgens fig. 2 van de reflector volgens de uitvinding op het terrein van de 20 telecommunicatie.

De eerste en tweede akoestische transducenten van de uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding volgens fig. 2 moeten zodanig zijn georiënteerd en de substraat moet zodanig zijn gevormd, dat akoestische golven, welke uit de eerste en tweede akoestische 25 translucent worden geëmitteerd, elk de vezel onder de vereiste hoek zullen binnen treden teneinde in het vezelsamenwerkingsgebied een akoestisch veld van het boven onder verwijzing naar fig. 3 beschreven type op te wekken. Bij voorkeur zal de substraat een akoestisch absorberend element, bv. van epoxyhars, omvatten, dat tussen de twee 30 gebieden van het substraatmateriaal met kleine akoestische dempings- eigenschappen is verbonden. Een dergelijk absorberend element zal ongewenste reflecties in de substraat en bij het scheidingsvlak tussen de substraat en de vezel reduceren.

Fig. 5 toont een dwarsdoorsnede van een tweede voorkeursuitvoe-35 ringsvorm van de reflector volgens de uitvinding. Een akoestische transducent 101 voert akoestische golfenergie. toe aan een substraat S 6 0 2 4 2 d —14— 100 en wel zodanig, dat de akoestische golf zich initieel in de richting van de stralen 108, 109 en 110 voortplant. Het gedeelte van de akoestische golf, dat initieel door de substraat 100 in het gebied tussen de stralen 109 en 110 wordt voortgeplant, wordt in de bekle-5 ding 105 van de optische vezel 104 direct gebroken teneinde zich in de bekleding 105 van de kern 106 van de vezel 104 in de richting van de stralen 112 voort te planten. Deze niet-gereflecteerde golfenergie zal worden betiteld als de eerste akoestische golf aangezien deze zich in de vezel voortplant. Het gedeelte van de akoestische golf, dat zich 10 initieel door de substraat 100 in het gebied tussen de stralen 108, en 109 voortplant, wordt bij het oppervlak 102 van de substraat 100 gereflecteerd en wordt daarna in de vezel 104 gebroken teneinde zich _ -in de vezel 104 in de richting van de stralen 111 voort te planten..

Dit gereflecteerde gedeelte zal worden betiteld als de tweede akoes^· 15 tische golf wanneer deze zich in de vezel voortplant.De richting van de stralen 111 dient een hoek van 45° te maken met de longitudinale hartlijn van de vezel en de richting van de stralen 112 dient een hoek van in hoofdzaak 45° in te sluiten met de longitudinale hartlijn van de vezel en loodrecht te staan op de richting van de stralen 111.

20 De transducent 101 en de substraat 100 kunnen resp. van hetzelfde «gebied type zijn als de transducent 10 en het substraatr13 van de uitvoeringsvorm volgens fig. 2 en kunnen met elkaar en met de vezels zijn verbonden op dezelfde wijze als in fig. 2. Er moet zorg worden betracht, dat de substraat 100 op de juiste wijze is georiënteerd en de transdu-25 cent 101 en het oppervlak 102 op de juiste wijze ten opzichte van de vezel 104 zijn gepositioneerd, zodat de gereflecteerde en niet-gere-flecteerde gedeelten van de akoestische golfenergie onder de juiste hoek bij het scheidingsvlak tussen de substraat en de vezel arriveren waardoor op deze wijze akoestische verliezen in de substraat 30 (welke in het algemeen afhankelijk zullen zijn van de oriëntatie van de substraat ten opzichte van de voortplantingsrichting van een akoestische golf daarin) tot een minimum worden teruggebracht.

Fig. 6 is een vergroting van het samenwerkingsgebied van de uitvoeringsvorm volgens fig. 5. De akoestische golfenergie wordt via 35 de substraat 100 in de richting van de stralen 108, 109, 110 voortgeplant. Het gedeelte van de akoestische golfenergie, dat zich voort- 8602425 -15- plant in het gebied tussen de stralen 108 en 109, zal bij het oppervlak 102 van de substraat 100 worden gereflecteerd. Het oppervlak 102 vormt deel van het scheidingsvlak tussen de substraat 102 en het omgevende medium 116. Het omgevende medium bestaat in het bijzonder uit 5 lucht. De gereflecteerde akoestische straling zal in de vezelbekleding 117 worden gebroken teneinde zich daarin als een tweede golf 120 in de richting van de stralen 111 en 112 voort te planten. Een gedeelte van de akoestische golfenergie, welke zich in de substraat 100 in het gebied tussen de stralen 109 en 110 voortplant, zal in de vezelbekle-10 ding 117 worden gebroken teneinde zich daarin als de eerste golf 121 in de richting van de stralen 122 en 123 voort te planten. De lichtgolf 130, welke zich langs de vezel voortplant, zal het samenwerking's-gedeelte ontmoeten, waarin zowel de eerste golf 121 als de tweede golf 120 zich voortplanten.

15 Het voordeel van de uitvoeringsvorm volgens de figuren 5 en 6 is, dat slechts een enkele transducent nodig is, zodat de vervaardiging van de inrichting meer eenvoudig is. Er zijn ook andere belangrijke voordelen. Het brekingsrendement van de reflector (d.w.z. het percentage licht, dat per toegevoerde eenheid van akoestisch vermogen wordt 20 gebroken) neemt toe bij een toenemende lengte van het samenwerkingsgebied. Bovendien neemt het akoestische vermogensverlies in de vezelbekleding 117 bij een groter wordende akoestische weglengte via de bekleding 117 toe. Uit fig. 6 blijkt, dat wanneer de vezelkem zich naar boven ten opzichte van de substraat beweegt (d.w.z., dat de dikte 25 van de bekleding wordt gereduceerd) de lengte van het samenwerkingsgebied toeneemt. Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 2 geldt het tegengestelde aangezien bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 2 de lengte van het samenwerkingsgebied afneemt wanneer de kern zich naar boven beweegt, omdat daardoor de dikte van de bekleding wordt gereduceerd.

30 Derhalve maakt de uitvoeringsvorm volgens fig. 6 een groter brekingsrendement mogelijk wanneer de bekledingsdikte wordt gereduceerd.

De figuren 4A en 4B tonen een methode voor het verschaffen van . een plat vlak op de vezel waarmede de substraat (bij elk van de uitvoeringsvormen daarvan) kan worden verbonden. Zoals aangegeven in 35 fig. 4A is de optische vezel 40 (welke de bekleding 44 en de kern 45 omvat) verbonden metfpfaat 41 in een groef 42, welke in de plaat 41 3802425 -16- is gesneden. De plaat 41 kan uit gesmolten siliciumoxyde bestaan. Het bovenvlak van het stelsel volgens fig. 4A wordt dan geslepen en gepolijst om het in fig. 4B afgeheelde stelsel te verkrijgen. Een typerende vezel heeft een buitendiameter van ongeveer 125 micron en een enkele-5 modusvezel, welke bij een optische golflengte van 1,3 micron werkt, heeft meer in het bijzonder een kerndiameter van ongeveer 10 micron.

Bij voorkeur blijft na het slijpen en polijsten een dunne bekledings-laag tussen de kern 45 en het bovenvlak 46 achter. Bij een vezel met typerende afmetingen, dient deze dunne bekledingslaag bij de uitvoe-10 ringsvorm volgens fig. 2 een dikte van bij benadering 30 micron te hebben. Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 6 zal bij een vezel met typerende afmetingen de optimale bekledingslaagdikte kleiner zijn dan 30 micron en bij voorkeur zijn gelegen in het gebied van bij benader ring 5-10 micron. Wanneer de substraat tegen het bovenvlak 46 van het 15 stelsel volgens fig. 4B wordt geplaatst, treedt indien een bekledingslaag tussen de substraat en de kern achterblijft, geen overschot aan optische verliezen, behorende bij de inrichting, op. Indien de akoestische golven zich over een afstand van niet meer dan ongeveer 30 micron in de bekleding van siliciumoxyde bewegen om de kern te berei-20 ken, is het bijbehorende dempingsverlies in akoestische energie minder dan 3 dB indien de bedrijfsfrequentie 6,3 GHz is.

De substraat van de reflector volgens de uitvinding kan worden verbonden door het bovenvlak 46 van de eenheid volgens fig. 4 te slijpen en te polijsten en wel onder gebruik van dezelfde methoden, als 25 die, welke worden gebruikt voor het verbinden van GHz-transducenten met cellen van Bragg. De substraat, het verbindingsmateriaal en de bekleding 44 en de kern 45 dienen bij voorkeur een dicht aan elkaar aangepaste akoestische impedantie te hebben teneinde akoestische re-flectieverliezen te reduceren, welke zich voordoen wanneer akoesti-30 sche golven zich uit de substraat in de vezel voortplanten.

Men kan meer dan een van de reflectoren volgens de uitvinding langs een enkele optische vezel opstellen. Bij een dergelijke configuratie wordt belet, dat een optisch verlies bij één reflector het gedeflecteerde lichtsignaal, dat bij elke andere reflector, behorende 35 bij de enkele vezel, wordt opgewekt, beïnvloedt. Om dit gewenste resultaat te bereiken kunnen de in de reflectoren toegepaste transdu- 8602425 -17- centen worden gekozen uit die, welke in de handel verkrijgbaar zijn en welke op commando tussen een geactiveerde toestand en een gedeac-tiveerde toestand kunnen worden omgeschakeld. Tijdens het bedrijf zal een lichtgolf (zoals een laserpuls) aan de vezel worden toegevoerd en 5 zal een gekozen reflector worden geactiveerd door de bijbehorende transducent (of het bijbehorende paar transducenten) in te schakelen. Alle andere reflectoren, welke langs de vezel tussen de lichtbron en de gekozen reflector zijn opgesteld (d.w.z.’ de "stroomopwaartse" reflectoren) dienen te zijn uitgeschakeld om de demping van de licht-10 golf wanneer deze deze stroomopwaartse reflectoren passeert, tot een ïïiTTvf.nnim terug te brengen. Later, eventueel nadat een volgende lichtgolf aan de vezel is toegevoerd, kan elke gewenste combinatie van actieve reflectoren worden verkregen door de individuele reflectoren op een geschikte wijze te activeren of te deactiveren.

15 Het is duidelijk, dat ter illustratie een optische frequentie van 1300 nm is gebruikt doch dat de huidige optische vezels ook een gering optisch verlies bij 850 en 1550 nm vertonen. Er zijn uitgebreide proeven gedaan om vezels met nog veel kleinere verliezen bij grotere golflengten te verschaffen. Indien deze vezels worden gereali-20 seerd, zullen de beschreven akoesto-optische reflectorinrichtingen gemakkelijker worden vervaardigd in verband met de lagere bedrijfs-frequenties.

3602425

Claims

1. Optische reflector, bestemd om te worden opgesteld bij en te worden verbondenmet een optische ve2el met een longitudinale hartlijn A om een gedeelte van een lichtgolf te reflecteren wanneer de lichtgolf zich langs de hartlijn via een samenwerkingsgedeelte van de vezel bij 5 de reflector voortplant, gekenmerkt door een substraat, via welke akoes tische signalen kunnen worden voortgeplant, en organen voor het opwekken van een eerste akoestische golf, welke zich vanuit de substraat in het samenwerkingsgebied zal voortplanten teneinde zich in de vezel in een eerste richting onder een hoek van bij benadering 45° ten op-10 zichte van de hartlijn voort te planten, en tweede akoestische golfj welke zich vanuit de substraat in het samenwerkingsgedeelte zal voortplanten teneinde zich in de vezel in een tweede richting onder een hoek die bij benadering 45° insluit met de hartlijn en bij benadering loodrecht op de eerste richting staat, voort te planten.

2. Reflector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de sub straat een zodanig gekozen akoestische impedantie heeft, dat deze is aangepast aan die van de vezel teneinde een akoestisch reflectie-verlies te reduceren, dat zich voordoet wanneer de eerste akoestische golf en de tweede akoestische golf zich vanuit de substraat naar en in 20 de vezel voortplanten.

3. Reflector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de organen v voorhet opwekken van de akoestische golven zijn voorzien van een eerste transducent en een tweede transducent, die elk met de substraat zijn verbonden en in staat zijn om op een selectieve wijze tussen 25 een actieve toestand, waarin de transducent akoestische golfenergie opwekt, en een inactieve toestand, waarin de transducent geen akoestische golfenergie opwekt, te worden omgeschakeld.

4. Reflector volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het gedeelte van de eerste akoestische golf, dat zich door het samenwer- 30 kingsgedeelte van de vezel voortplant, een planaire akoestische golf met de frequentie fj is, en het gedeelte van de tweede akoestische golf, dat zich door het samenwerkingsgedeelte van de vezel voortplant een planaire akoestische golf met een frequentie f2 is, waar- 8602425 -19- bij f2 verschilt van f^.

5. Reflector volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de eerste transducent een grondfrequentie f3 heeft, waarbij f^ een harmonische van f3 is en de tweede transducent een grondfrequentie f^ heeft, waar- 5 bij f2 een harmonische van f^ is.

6. Reflector volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de substraat is voorzien van een eerste gebied waarmede de eerste transducent is verbonden en door welk gebied de eerste akoestische golf zich voortplant, een tweede gebied waarmede de tweede transducent is ver- 10 bonden en door welk gebied zich de tweede akoestische golf voortplant, en een akoestisch absorberend element, dat tussen het eerste gebied en het tweede gebied is opgesteld.

7. Reflector volgens conclusie 1, met het'kenmerk, dat de organen voor het opwekken van de akoestische golven zijn voorzien van een 15 transducent, welke met de substraat is verbonden en op een selectieve wijze tussen een actieve toestand, waarin de transducent akoestische golfenergie opwekt, en een inactieve toestand, waarin de transducent geen akoestische golfenergie opwekt, kan worden omgeschakeld, waarbij de eerste akoestische golf een eerste gedeelte van de akoestische 20 golfenergie is, welke door de transducent wordt opgewekt,, welke zich in het samenwerkingsgedeelte voortplant, en de substraat een oppervlak bezit, waarbij een tweede gedeelte van de akoestische golfenergie, welke door de transducent wordt opgewekt, wordt gereflecteerd en zich daarna in het samenwerkingsgedeelte voortplant, waarbij de 25 tweede akoestische golf het tweede gedeelte van de akoestische golfenergie vormt.

8. Reflector volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het gedeelte van de eerste akoestische golf, dat zich door het samenwerkingsgedeelte van de vezel voortplant, een planaire akoestische golf 30 met de frequentie f^ is, en het gedeelte van de tweede akoestische golf, dat zich door het samenwerkingsgedeelte van de vezel voortplant, bestaat uit een planaire akoestische golf, die eveneens de frequentie ίγ heeft, waarbij f^ = (2nV)/Μ λ Q (cos 45°), waarbij n de optische brekingsindex van de vezel is, V de snelheid van de eerste akoestische 35 golf in de vezel is, de golflengte in de vrije ruimte van licht is, waarvan men wenst, dat dit door de reflector wordt gereflecteerd wan- S 6 0 2 4 2 5 -20- neer het licht zich door het samenwerkingsgedeelte van de vezel voortplant, en M een positief oneven geheel getal is.

9. Reflector volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat M = 3.

10. Reflector volgens conclusie 8, waarbij f^ een harmonische 5 van de grondfrequentie van de transducent is.

11. Reflector volgens conclusie 1 of 3, met het kenmerk, dat het gedeelte van de eerste akoestische golf, dat zich door het samenwer-kingsgedeelte van de vezel voortplant, een planaire akoestische golf met de frequentie f^ is, en het gedeelte van de tweede akoestische 10 golf, dat zich door het samenwerkingsgedeelte van de vezel voortplant, bestaat uit een planaire akoestische golf, die eveneens de frequentie f·^ heeft, waarbij f^ =» (2η\)/Μλ0 (cos 45°) waarbij n de optische brekingsindex van de vezel is, V de snelheid van de eerste akoestische.: golf in de vezel is, XQ de golflengte in de vrije ruimte van licht is, 15 waarvan men wenst, dat dit door de reflector wordt gereflecteerd wanneer het licht zich door het samenwerkingsgedeelte van de vezel voortplant, en M een positief oneven geheel getal is.

12. Reflector volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat M = 3.

13. Reflector volgens conclusie 11, waarbij f^ een harmonische 20 van de grondfrequentie van de eerste transducent is, en f^ tevens een harmonische van de grondfrequentie van de tweede transducent is.

14. Optische reflector, bestemd om te worden opgesteld bij en te worden verbonden met een optische vezel met een longitudinale hartlijn teneinde een gedeelte van een lichtgolf te reflecteren wanneer deze 25 lichtgolf zich langs de hartlijn via een samenwerkingsgedeelte van de vezel bij de reflector voortplant, gekenmerkt door een substraat door welke akoestische golven zich kunnen voortplanten, een eerste transducent, welke met de substraat is verbonden en een eerste akoestische golf kan opwekken, welke zich via de substraat naar het samen-30 werkingsgedeelte zodanig kan voortplanten, dat de eerste akoestische golf zich in de vezel in een eerste richting onder een hoek, welke bij benadering 45° ten opzichte van de hartlijn maakt, voortplant, en een tweede transducent, welke met de substraat is verbonden en een tweede akoestische golf kan opwekken, welke zich Via de substraat 35 in het samenwerkingsgedeelte zodanig kan voortplanten, dat de tweede akoestische golf zich in de vezel voortplant in een tweede richting 0602425 c -21- onder een hoek, welke bij benadering 45° insluit met de hartlijn en bij benadering loodrecht op de eerste richting staat.

15. Reflector volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de eerste transducent en de tweede transducent elk op een selectieve wijze 5 tussen een actieve toestand, waarin de transducent een akoestische golf opwekt, en een inactieve toestand, waarin de transducent geen akoestische golf opwekt, kunnen worden omgeschakeld.

16. Reflector volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat het gedeelte van de eerste akoestische golf, dat zich door het samenwerkings- 10 gedeelte van de vezel voortplant, een plenaire akoestische golf met een frequentie f^ is en het gedeelte van de tweede akoestische golf, dat zich door het samenwerkingsgedeelte van de vezel voortplant, een planaire akoestische golf met de frequentie f2 is, waarbij f2 van f verschilt.

17. Reflector volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de eerste transducent een grondfrequentie f3 heeft, waarbij f^ een harmonische van f3 is, en de tweede transducent een grondfrequentie f* V heeft, waarbij fz eenharmonische van f^ is.

18. Reflector volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat het 20 gedeelte van de eerste akoestische golf, dat zich door het samenwerkingsgedeelte van de vezel voortplant, bestaat uit een planaire akoestische golf met de frequentie f^, en het gedeelte van de tweede akoestische golf, dat zich door het samenwerkingsgedeelte van de vezel voortplant, bestaat uit een planaire akoestische golf, welke eveneens 25 de frequentie f^ heeft, waarbij f^ = (2nV)/MXQ (cos 45°), waarbij n de optische brekingsindex van de vezel is, V de snelheid van de eerste akoestische golf in de vezel is, XQ de golflengte in de vrije ruimte van licht is, waarvan men wenst, dat dit door de reflector wordt gereflecteerd wanneer het licht zich door het samenwerkingsge- 30 deelte van de vezel voortplant, en M een positief oneven geheel getal is.

19. Reflector volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat M = 3.

20. Reflector volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat f^ een harmonische van de grondfrequentie van de eerste transducent is, en 35 fj^ tevens een harmonische van de grondfrequentie van de tweede transducent is. 8602425 -22-

21. Reflector volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de substraat is voorzien van een eerste gebied, via welk gebied zich de eerste akoestische golf voortplant, een tweede gebied, via welk tweede gebied zich de tweede akoestische golf voortplant, en een akoestisch 5 absorberend element, dat tussen het eerste gebied en het tweede gebied is aangebracht.

22. Reflector volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de substraat een akoestische impedantie heeft, welke zodanig is gekozen, dat deze is aangepast aan die van de vezel teneinde een akoestisch 10 reflectieverlies tè reduceren, dat zich voordoet wanneer de eerste akoestische golf en de tweede akoestische golf zich vanuit de substraat naar en in de vezel voortplanten.

23. Optische reflector gekenmerkt door een optische vezel met ; een optische brekingsindex, n, en een longitudinale hartlijn, een 15 substraat, welke met de vezel is verbonden, een eerste akoestische transducent, welke met de substraat is verbonden en een eerste planaire akoestische golf kan opwekken, welke zich door de substraat naar en in de vezel voortplant, teneinde zich in de vezel voort te planten in een eerste richting, welke bij benadering een hoek van 45° insluit 20 met de hartlijn, waarbij deze eerste akoestische golf in de vezel een frequentie f^ heeft, en een tweede akoestische transducent, welke met de substraat is verbonden en een tweede akoestische golf kan opwekken, welke zich via de substraat naar en in de vezel voortplant teneinde zich in de vezel voort te planten in een tweede richting, welke bij 25 benadering 45° insluit met de hartlijn en bij benadering loodrecht op de eerste richting staat, waarbij de tweede akoestische golf in de vezel een frequentie fz heeft.

24. Reflector volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de eerste akoestische transducent en de tweede akoestische transducent elk 30 op een selectieve wijze tussen een actieve toestand waarin de transducent een akoestische golf opwekt en een inactieve toestand waarin de transducent geen akoestische golf opwekt, kunnen worden omgeschakeld.

25. Reflector volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de frequenties fj_ en f2 van elkaar verschillen.

26. Reflector volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de fre quenties f^ en fz in hoofdzaak aan elkaar gelijk zijn en f^ = (2nV)/MA0 8502425 -23- (cos 45°)» waarbij λ de golflengte in de vrije ruimte is van licht, waarvan men wenst dat dit door de reflector wordt gereflecteerd.wanneer het licht zich door de vezel voortplant, V de snelheid van de eerste akoestische golf in de vezel is, en M een positief oneven ge-5 heel getal is.

27. Reflector volgens conclusie 26, met het kenmerk, dat Μ β 3.

28. Reflector volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de substraat is voorzien van een eerste gebied via welk eerste gebied de eerste akoestische golf zich voortplant, en een tweede gebied, via 10 welk tweede gebied zich de tweede akoestische golf voortplant.

29. Reflector volgens conclusie 28, met het kenmerk, dat de substraat tevens een akoestisch absorberend element omvat, dat tussen -het eerste gebied en het tweede gebied is opgesteld.

30. Reflector volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de sub-15 straat een akoestische impedantie heeft, welke zodanig is gekozen, dat een akoestisch reflectieverlies wordt gereduceerd, dat zich voordoet wanneer de eerste en de tweede akoestische golven zich door het scheidingsvlak tussen de substraat en de vezel voortplanten.

31. Reflector volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de vezel 20 is voorzien van een centrale kern, omgeven door een bekleding, en het gedeelte van de bekleding, waarin zich de eerste en tweede akoestische golven voortplanten, een dikte van bij benadering 30 micron heeft.

32. Optische reflector bestemd om te worden opgesteld bij en te worden verbonden met een optische vezel met een longitudinale hart- 25 lijn teneinde een gedeelte van een lichtgolf te reflecteren wanneer de lichtgolf zich langs de hartlijn via een samenwerkingsgedeelte van de vezel bij de reflector voortplant, gekenmerkt door een substraat door welke substraat akoestische signalen zich kunnen voortplanten, welke substraat een eerste oppervlak bezit, en een transducent, wel- 30 ke met de substraat is verbonden en akoestische golfenergie kan zich opwekken, waarvan een eerste gedeelte/via de substraat in het samenwerkingsgedeelte zal voortplanten als een eerste akoestische golf, welke zich in het samenwerkingsgedeelte van de vezel in een eerste richting onder een hoek van bij benadering 45° ten opzichte van de 35 hartlijn voortplant, en waarvan een tweede gedeelte door het eerste oppervlak zal worden gereflecteerd en zich dan via de substraat naar het samenwerkingsgedeelte zal voortplanten als een tweede akoestische 8802425 -24- golf, die zich in het samenwerkingsgedeelte van de vezel voortplant in de tweede richting onder een hoek van bij benadering 45° ten opzichte van de hartlijn en bij benadering loodrecht op de eerste richting.

33. Reflector volgens conclusie 32, met het kenmerk, dat de trans- ducent op een selectieve wijze tussen een actieve toestand waarin de transducent akoestische golfenergie opwekt en een inactieve toestand waarin de transducent geen akoestische golfenergie opwekt, kan worden omgeschakeld.

34. Reflector volgens conclusie 32, met het kenmerk, dat het ge deelte van de eerste akoestische golf, dat zich door het samenwerkings-gedeelte van de vezel voortplant, een planaire akoestische golf met ' een frequentie is en het gedeelte van de tweede akoestische golf,· dat zich via het samenwerkingsgedeelte van de vezel voortplant be- · 15 staat uit een planaire akoestische golf, die eveneens de frequentie f^ heeft, waarbij fj - (2nV)/MXQ (cos 45°), waarbij n de optische brekingsindex van de vezel is, V de snelheid van de eerste akoestische golf in de vezel is, XQ de golflengte in de vrije ruimte van licht is, waarvan men wenst dat dit gereflecteerd wordt door de reflector wan- 20. neer het licht zich door het samenwerkingsgedeelte van de vezel voortplant, en M een positief oneven geheel getal is.

35. Reflector volgens conclusie 34, met het kenmerk, dat M = 3.

36. Reflector volgens conclusie 34, waarbij fj_ een harmonische van de grondfrequentie van de transducent is.

37. Reflector volgens conclusie 32, met het kenmerk, dat de sub straat een akoestische impedantie heeft, welke zodanig is gekozen, dat deze is aangepast aan die van de vezel teneinde een akoestisch reflectieverlies te reduceren, dat zich voordoet wanneer akoestische golfenergie uit de transducent zich vanuit de substraat naar en in de 30 vezel voortplant.

38. Optische reflector gekenmerkt door een optische vezel met een optische brekingsindex, n, en een longitudinale hartlijn, een substraat, welke met de vezel is verbonden en voorzien is van een eerste oppervlak, en een akoestische transducent, welke met de sub-35 straat is verbonden en planaire akoestische golfenergie kan opwekken, waarvan een eerste gedeelte zich via de substraat naar èn in de vezel 8602425 -25- zal voortplanten teneinde zich in de vezel als een eerste akoestische golf in een eerste richting onder bij benadering 45° ten opzichte van de hartlijn voort te planten, en waarvan een tweede gedeelte bij het eerste oppervlak zal worden gereflecteerd en zich daarna via de sub-5 straat naar en in de vezel zal voortplanten teneinde zich in de vezel voort te planten als een tweede akoestische golf in een tweede richting, welke bij benadering 45° insluit met de hartlijn en bij benadering loodrecht staat op de eerste richting.

39. Reflector volgens conclusie 38, met het kenmerk, dat de 10 akoestische transducent op een selectieve wijze tussen een actieve toestand, waarin de transducent akoestische golfenergie opwekt, en een inactieve toestand, waarin de transducent geen akoestische golfenergie opwekt, kan worden omgeschakeld.

40. Reflector volgens conclusie 38, met het kenmerk, dat de 15 akoestische golffrequentie in hoofdzaak gelijk is aan (2nV)/M λ0 (cos 45°), waarbij λ Q de golflengte in de vrije ruimte van licht is, waarvan men wenst dat dit door de reflector wordt gereflecteerd wanneer het licht zich door de vezel voortplant, V de snelheid van de eerste akoestische golf in de vezel is, en ii een positief oneven geheel 20 getal is.

41. Reflector volgens conclusie 40, met het kenmerk, dat M =* 3.

42. Werkwijze voor het reflecteren van een gedeelte van de energie in een lichtgolf wanneer de lichtgolf zich door een optische vezel met een longitudinale hartlijn voortplant, met het kenmerk, dat bij de 25 vezel een substraat wordt opgesteld, via welke substraat akoestische golven zich kunnen voortplanten, wordt veroorzaakt dat een eerste akoestische golf zich via de substraat naar en in de vezel voortplant zodat de eerste akoestische golf zich in de vezel in een eerste richting, welke bij benadering 45° met de hartlijn maakt, voortplant, 30 wordt veroorzaakt dat een tweede akoestische golf zich via de substraat naar en in de vezel voortplant, zodat de tweede akoestische golf zich in de vezel voortplant in een tweede richting, welke bij benadering 45° maakt met de hartlijn en bij benadering loodrecht staat op de eerste richting, en de lichtgolf zodanig aan de vezel wordt toegevoerd, dat 35 de lichtgolf zich langs de hartlijn voortplant en met de eerste en tweede akoestische golven zodanig samenwerkt, dat een gedeelte van de lichtgolf langs de hartlijn in een richting tegengesteld aan de initi- §§02425 -26— ële lichtgolfvoOrtplantingsrichting over een hoek van 180° in achterwaartse richting wordt teruggekaatst.

43. Werkwijze volgens conclusie 42, met het kenmerk, dat de substraat een akoestische impedantie heeft, welke zodanig is gekozen, 5 dat deze is aangepast aan die van de vezel teneinde akoestische re- flectieverliezen te reduceren, welke optreden wanneer de eerste akoestische golf en de tweede akoestische golf zich vanuit de substraat naar en in de vezel voortplanten.

44. Werkwijze volgens conclusie 43, met het kenmerk, dat de vezel 10 is voorzien van een centrale kern omgeven door een bekleding en waarbij een gedeelte van de vezelbekleding wordt weggeslepen teneinde een plat oppervlak te verschaffen, welke van de kern door een dun gebied van bekledingsmateriaal is gescheiden, en de substraat met het platte oppervlak wordt verbonden.

45. Werkwijze volgens conclusie 42, met het kenmerk, dat de eer- akoestische ste akoestische golf en de tweede/golf een in hoofdzaak gelijke frequentie, f, in de vezel hebben, waarbij f = (2nV)/MXQ (cos 45°), waarbij n de optische brekingsindex van de vezel is, V de snelheid van de eerste akoestische golf in de vezel is,. XQ de golflengte in de vrije 20 ruimte van de lichtgolf is, en M een positief oneven geheel getal is.

46. Werkwijze volgens conclusie 42, met het kenmerk, dat de frequentie van de eerste akoestische golf in de vezel verschilt van de frequentie van de tweede akoestische golf in de vezel. 3502425