NO863776L

NO863776L - Reflektor for optiske fibre.

Info

Publication number: NO863776L
Application number: NO863776A
Authority: NO
Inventors: Kenneth Avicola
Original assignee: Exxon Production Research Co
Priority date: 1985-09-25
Filing date: 1986-09-23
Publication date: 1987-03-26
Also published as: FR2587810A1; GB2180950A; NO863776D0; GB8623045D0; AU6311586A; NL8602425A; JPS62195620A

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og anordning for

reflektering av en del av en lysbølge ettersom lysbølgen forplanter seg langs et optisk fiber. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte og anordning hvor to akustiske bølger bevirkes til å forplante seg i fiberet ved valgte vinkler slik at en del av en lysbølge som forplanter seg i en første retning langs fiberet vil samvirke med de to akustiske bølgene, og som et resultat av slikt samvirke vil reflektere tilbake i retningen som er motsatt den første retningen. En eller flere av de oppfinneriske reflektorer kan bindes på et optisk fiber til å frembringe reflekterte lys-signaler på kommando ved å aktivere valgte av reflektorene til å bevirke de akustiske bølger frembragt av de aktiverte reflektorer til å forplante seg i fiberet.

For et utvalg av fiberavfølere og datatransmisjonsanvendelser

hvor et optisk fiber anvendes, vil det være ønskelig å ha en anordning som kan plasseres langs det optiske fiber til å frembringe en refleksjon når aktivert på kommando, og som har praktisk talt intet tap når aktivert. Med et stort antall anordninger som har disse egenskaper plassert langs fiberet,

vil tidsområdereflektometriteknikker kunne anvendes for tidsdelingsmultipleksing av data fra et stort antall avfølere.

Konvensjonelle fiberkoplere er blitt anvendt til å frembringe

et reflektert lyssignal i den motsatte retning i et fiber,

ved å plassere et speil ved den ubrukte koplerutgangsporten. Imidlertid er tilleggstapet i en slik kopler og de

ytterligere tap som skyldes festingen av kopleren til fiberet, for store til å tiltae et vesentlig antall av slike refleksjonspunkter å bli dannet på et enkelt fiber. Dessuten er disse tap permanente i det henseende at koplerne ikke kan gjøres inaktive for å eliminere tapene ved ønskede

tidspunkter.

En annen fremgangsmåte for å frembringe en refleksjon i et optisk fiber er beskrevet i US patentsøknad nr. 596.889, inngitt 5. april 1984 av søkeren. Denne fremgangsmåte anvender flyktig kopling mellom to fibersegmenter som er adskilt av en sløyfekoplet fiberseksjon til å bevirke en del av lys som forplanter seg ned langs fiberet til å bli koplet fra et segment til det andre segment for derved å forplante seg tilbake langs fiberet i den motsatte retning. Fiberet kan være ubrutt ved denne fremgangsmåte. Selv om tilleggstapene ved denne løsning er vesentlig lavere enn med en kopler, er de fortsatt for store til å hindre hundretalls av slike refleksjonspunkter på et enkelt fiber. Dessuten er reflektoren ifølge US patentsøknad 596.889 permanente i det henseende at det tilleggstapet blir resultatet hver gang lys beveger seg over reflektorene og slike tap påvirker operasjonen av samtlige reflektorer dannet nedstrøms fra en hvilken som helst spesiell reflektor på et enkelt fiber.

Andre kjente fremgangsmåter for å frembringe en refleksjon i et optisk fiber omfatter: å innføre en diskontinuitet i fiberet, slik som ved å bryte fiberet og sammenkople på ny de brutte ender under anvendelse av et lavkvalitets-forbindelsesorgan, mekanisk å innføre en mikroskopisk avsmaling på fiberet, og å utsette en del av fiberet for rommessige pertubasjoner hos den optiske brytningsindeks i den kledning som omgir fiberkjernen. Den sistnevnte fremgangsmåte er beskrevet i britisk patentsøknad GB 2.145.237Å av Chevron Research Company, publisert 20. mars 1985, fra og med side 5, linje 65 til og med side 6, linje 35. Disse kjente fremgangsmåter for å danne en reflektor på et fiber har alle den ulempe at de resulterer i en permanent reflektor. Der er et optisk tap ved hver permanente reflektor når lys passerer gjennom den, og slike tap påvirker samtlige avfølere tilknyttet samtlige reflektorer nedstrøms relativt en hvilken som helst spesiell reflektor på et fiber. Som et resultat av tapene, kunne et stort antall av slike permanente reflektorer ikke bli opptatt på et enkelt fiber.

I motsetning til dette, foranlediger den oppfinneriske

anordning en refleksjon i et optiskVriår aktivert på kommando, med praktisk talt null ekstra tap når den er i den deaktiverte tilstand. Operasjonsprinsippet ifølge oppfinnelsen er basert på det akusto-optiske samvirket mellom lyset og lydbølger. På grunn av at kledningsmaterialet ikke behøves fjernes nær den optiske fiberkjernen, kan tilleggstapene gjøres ekstremt lave. Likesom den oppfinneriske r.efleksjonsanordningi anvender: den: velkjente anordning kjent som den akusto-optiske Bragg-celle akusto-optiske samvirkninger. Figur 1 er et skjematisk riss som viser trekkene ved en Bragg-celle. I figur 1 forplanter lysstrålen 1 seg inn i et optisk medium, slik som glass eller kvarts, møter. akustiske bølgetog 2 i en vinkel 9 relativt de. plane bølgefronter hos bølgetoget. Bølgetoget 2 frembringer en modulasjon av brytningsindeksen for det optiske medium 3. Når betingelsene er slik at:

hvor X er bølgelengden for lyset i medium 3 og A er bølge-lengden for det akustiske bølgetoget, blir lysbølgen 4 (som omfatter en del av energien i lysstrålen 1) så avbøyd i en vinkel 20 relativt lysstrålen 1. De akustiske bølger i en Bragg-celle genereres av en transduser (slik som transduseren 5 i figur 1) akustisk koplet til det optiske medium 3. Lasermodulatorer og stråledeflektorer er blitt konstruert under anvendelse av Bragg-celler. Ved konvensjonell bruk, blir imidlertid lyset avbøyet i en meget liten vinkel vekk fra sin opprinnelige forplantningsretning.

Den ønskede tilbakerefleksjon i et fiber tilsvarer 0 = 90" i ligning (1). Hvis A = X/2, vil så tilbakerefleksjon (hvor 0 = 90°) oppnås. Den maksimale amplitude for den tilbake-reflekterte optiske bølge er et maksimum når de periodiske optiske brytningsindeksvariasjoner som induseres av den akustiske energien er adskilt en halv optisk bølgelengde fra hverandre. Der er generelt maksimum når A = M X/2, hvor M er et hvilket som helst ikke-negativt helt oddetall (dvs. M = 1, 3, 5 ...). Hovedmaksimum opptrer for A = X/2, eller M = 1. Ettersom V = Af, hvor V er hastigheten for den akustiske bølgen og f den akustiske frekvensen, og ettersom X = Xg/n, hvor Xq er bølgelengden for lys i fritt rom, og n er brytningsindeksen for mediet hvor det akusto-optiske samvirket opptrer, får man så

Dette representerer frekvensen for den akustiske bølgen som behøves til å frembringe et reflektert signal av vesentlig amplitude i tilfellet hvor lysstrålen forplanter seg kolineært med den akustiske bølgen. Den optiske frekvensen for det spredte eller reflekterte lyset blir enten forskjøvet opp eller forskjøvet ned med en størrelse lik f avhengig hvorvidt den akustiske bølgen beveger seg mot lysbølgen eller vekk fra lysbølgen. I de fleste optiske fibre er kjernen smeltet kisel for hvilket n = 1,46 og V = 5,96 x IO<3>m/sek. For lyset med fritt-romsbølgelengde lik Xq = 1,3 x 10~^ m, er den nødvendige akustiske frekvens for å frembringe den laveste ordens avbøyning i tilbakeretningen lik f= 13,38 GHz.

Vanskeligheten med å konstruere en anordning som frembringer en tilbakerefleksjon basert på akusto-optisk samvirke skyldes den høye frekvens som kreves i det likefremme kolineære Bragg-regimentet som er beskrevet ovenfor. Det er meget vanskelig å fabrikere og binde akustiske transdusere som opererer på disse frekvenser og de fleste materialer er uhyre tapsbringende ved denne høye frekvens. Det første problem som det må rettes søkelys mot i en slik anordning, i hvilken lyset forplanter seg gjennom et optisk fiber, er å bevirke lydbølgen til å forplante seg fra transduseren gjennom et substrat til fiberkjerneregionen med så lite tap som mulig. En feiltilpasning i akustisk impedans, pV, hvor p = tetthet og W= akustisk hastighet, for substratet og fiberet, ville også bevirke et akustisk refleksjonstap ved grensesjiktet. En løsning for å unngå det akustiske refleksjonstapet ville være å danne både fiberet og substratet av smeltet kisel. Imidlertid er ultralydtapet i smeltet kisel beskrevet til å være 12 db/cm-GHz<2>i D.A. Pinnow, "Guidelines for the Selection of Acousto-Optic-Material", IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. Qe-6, nr. 4, april 1970. Dette tap er 2028 db/cm ved en frekvens lik 13 GHz. Dette meget store tap gjør det meget vanskelig å anvise en konfigurasjon som kan innføre en ultralydbølge kolinært med fiberkjernen. Innføring ved meget små vinkler og fokuseringsløsninger nødvendiggjør samtlige lange baner i substratet. Krystaller er blitt identifisert som.bevirker langt mindre dempning enn smeltet kisel, men.disse krystaller har akustisk impedans som er vesentlig forskjell fra den for optiske fibre av smeltet kisel og har de nødvendige akustiske forplantningsegenskaper kun langs visse akser. Igjen blir innføring av de akustiske bølgene i fiberkjernen ved grunne vinkler meget tapsbringende på grunn av impedansfeiltilpasningen, og fokusering er ikke praktisk på grunn av anisotropien.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er en anordning som er i stand til å bli plassert hosliggende og bundet til et optisk fiber for å reflektere en del av en lysbølge ettersom lysbølgen forplanter seg langs fiberets langsgående akse. Anordningen omfatter middel for å generere to akustiske bølger som vil forplante seg i fiberet i valgte vinkler slik at hver forplanter seg i en samvirkningsdel av fiberet i en retning 45° relativt aksen og perpendikulært på retningen for den andre.

I en utførelsesform omfatter anordningen ifølge oppfinnelsen to akustiske transdusere bundet til et substrat gjennom hvilket akustiske signaler som frembringes av transduserne kan forplante seg. Transduserne er orientert slik at når substratet plasseres hosliggende og bindes til et optisk fiber, vil en første akustisk bølge som har sin opprinnelse ved en av transduserne forplante seg i fiberet i en første retning 45° relativt fiberets langsgående akse, og en andre akustisk bølge som har sin opprinnelse ved den andre av transduserne vil forplante seg inn i fiberet og forplante seg i fiberet i en andre retning 45° relativt aksen og perpendikulært på den første retningen. Lys som beveger seg langs fiberaksen vil samvirke med det akustiske feltet som skyldes overlagring av nevnte første og andre akustiske bølger for derved å bli delvis reflektert 180° tilbake langs fiberaksen. Fiberregionen i hvilken det akusto-optiske samvirket opptrer vil bli referert til her som "samvirkningsregionen" (eller "samvirkningsdelen").

Fortrinnsvis vil substratet bli bundet til det optiske fiberet og vil ha akustisk impedans valgt for derved å passe så nær som mulig til den for fiberet for å redusere akustisk refleksjonstap som oppstår når de akustiske bølger forplanter seg fra substratet inn i fiberet. I en foretrukket utførelsesform vil substratet innbefatte to regioner, som hver adskiller en forskjellig av transduserne fra fiberet. De to regionene blir fortrinnsvis adskilt fra hverandre ved hjelp av et akustisk absorberende element.

I en andre utførelsesform blir en enkelt akustisk transduser anvendt til å frembringe de to akustiske-bølgene. Slik som i den første utførelsesformen, vil de to akustiske bølgene forplante seg i fiberet i retninger 45° relativt fiberets langsgående akse, og 90° relativt hverandre. Den første akustiske bølgen er en del av den akustiske bølgeenergien generert av den enkle transduseren som forplanter seg gjennom substratet direkte inn i fiberet. Den andre akustiske bølgen er en annen del av den akustiske bølgeenergien som genereres av den enkle transduseren, som reflekterer fra en overflate på substratet og deretter brytes inn i fiberet. På grunn av at den andre utførelsesformen kun krever en enkelt transduser, er den enklere å fremstille enn den første utførelsesformen. Videre tillater den andre utførelsesformen en mer gunstig samvirkeregiongeometri som tillater redusert akustisk tap i fiberkledningen for en samvirkningsregion av tilstrekkelig lengde langs fiberets langsgående akse, og som derfor medfører større diffraksjonsvirkningsgrad. En ulempe er at de to akustiske bølgene (dvs. de reflekterte og ikke-reflekterte deler av den akustiske bølgeenergien generert av den ene transduseren) vil ha identisk frekvens, slik at den andre utførelsesformen av anordningen ifølge oppfinnelsen kun kan anvendes som en reflektor, og ikke en optisk frekvens-f or skyver

Ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir de akustiske transdusere (eller transduseren) knyttet til en samvirkningsdel av et fiber aktivert til å innføre de beskrevne første og andre akustiske bølger i samvirkningsdelen ved ønskede tidspunkter. Transduseren (eller transduserne) kan gjøres inaktive ved valgte tidspunkter, slik at lys kan-forplante seg uhindret gjennom samvirkningsdelen. Når det er ønskelig, vil både de nevnte første og andre akustiske bølger bli generert for derved å ha i alt vesentlig lik frekvens, f, hvor- f . = (2nV)/M\g ( cos 45° ) , hvor Xq er fritt-romsbølge-lengden for lys som ønskes å bli reflektert ettersom det forplanter seg gjennom fiberet, V er hastigheten for den første akustiske bølgen i fiberet, n er den optiske brytningsindeks for fiberet, og M er et positivt oddetall. I en alternativ utførelsesform vil den første akustiske bølgen bli generert således at den får en frekvens som er forskjellig fra den for den andre akustiske bølgen. Slik det vil bli forklart i detalj nedenfor, vil frekvensen for det reflekterte lyssignalet bli forskjøvet opp eller forskjøvet ned med en frekvens proporsjonal med differansen mellom frekvensene for nevnte første og andre akustiske bølger.

En eller flere samvirkningsdeler (eller refleksjonspunkter), hver tilhørende en akusto-optisk reflektor i en hvilken som helst av utførelsesformene som her er beskrevet, kan etableres langs et enkelt optisk fiber. For å eliminere uønskede refleksjoner, opprettholdes hver reflektor i en deaktivert tilstand bortsett fra under valgte tidsperioder når den aktiveres. Figur 1 er et skjematisk riss som viser operasjonsmåten for en konvensjonell Bragg-celle, hvor en innkommende lysbølge møter, med en innfallsvinkel, 0, en akustisk bølge. En del av lysbølgen avbøyes i en retning med en vinkel 20 relativt den innkommende lysbølgen. Figur 2 er et tverrsnittsriss av en utførelsesform av reflektoren ifølge oppfinnelsen, og et tilhørende optisk fiber, tatt i et plan som innbefatter den langsgående fiberaksen. Figur 3 er et forstørret riss av den akusto-optiske samvirkningsregionen for reflektoren ifølge figur 2, som viser de akustiske bølgefronter som møtes av en innfallende lysbølge som forplanter seg gjennom samvirkningsregionen langs fiberets kjerne. Figur 4A er et tverrsnittsriss av et optisk fiber som er bundet til en flate, tatt i et plan perpendikulært på den langsgående optiske fiberaksen. Figur 4B er et tverrsnittsriss av enheten vist i figur 4A, etter at toppoverflaten av enheten er blitt slipt og polert. Den slipte og polerte toppoverflaten av enheten i figur 4B er klar til å bli bundet til substratet av reflektoren ifølge oppfinnelsen. Figur 5 er et tverrsnittsriss av en annen utførelsesform av reflektoren ifølge oppfinnelsen, og et tilhørende optisk fiber, tatt i et plan som innbefatter den langsgående fiberaksen. Figur 6 er et forstørret riss a. v den akusto-optiske samvirkningsregionen av reflektoren i figur 5, som

viser de akustiske bølgefronter som møtes av en innfallende lysbølge som forplanter seg gjennom samvirkningsregionen langs fiberets akse.

Et tverrsnittsriss av en foretrukket utførelsesform av reflektoren, ifølge oppfinnelsen er vist i figur 2.

Reflektoren innbefatter første akustiske transduser 10, andre akustisk transduser 11 og substrat 12. Substratet 12 er bundet til kledningen 17 for et optisk fiber 16. Fiberets 16 kjerne 18 strekker seg langs^fiberets 16 sentrale langsgående akse. Substratet 12 omfatter en første region 13 gjennom hvilken en første akustiske bølge 19 frembragt av trans-

duseren 10 kan forplante seg inn i fiberet 16, en andre region 14 gjennom hvilken en andre akustisk bølge 20

frembragt av transduseren 11 kan forplante seg inn i fiberet 16, og akustisk absorberende elemtn 15 plassert mellom nevnte første region 13 og nevnte andre region 14.

Substratet 12 er ganske enkelt det medium gjennom hvilket de akustiske bølger transporteres til fiberet, og fortrinnsvis har lave akustiske dempningskarakteristika. Egnede materialer med lav dempning for nevnte første og andre regioner i substratet 12 innbefater LiNb03, YIG, A1203, Ti02, YAG eller MgAl204.

Passende materialer for bruk i substratet ifølge oppfinnelsen innbefatter de anisotropiske materialer som er blitt anvendt i konvensjonelle Bragg-celler. På grunn av deres anisotropi,

vil disse materialer ha en foretrukket orientering relativt transduseren og fiberet for å gjøre akustiske dempninger minst mulige. Studier av materialer for konvensjonelle Bragg-celler er blitt konsentrert på de med passende optiske egenskaper^ I reflektoren "ifølge oppfinnelsen trenger imidlertid substratet ikke ha noen spesielle optiske egenskaper, og kan være optisk ugjennomsiktig. Derfor kan det

være andre mer passende substratmaterialer, innbefattende' isotropiske materialer. For beskrivelsens formål i til-knytning til figur 2, skal substratet antas å være litiumniobat (LiNbC^). Det absorberende elementet 15 kan være det materialet som anvendes til å sammenføye.de to substrat-komponentene, slik som epoksy.

Transduserne 10 og 11 kan være konvensjonelle ultralydtransdusere av den type som anvendes for Bragg-celler. Slike transdusere kan lages av LiNb03eller annet piezoelektrisk materiale. I en utførelsesform hvor nevnte første og andre transdusere er identiske ultralydtransdusere, vil tilfø_ringen av en RF-puls med frekvens f og varighet t til den første transduseren avgi i substratet ultralydbølgen 19 med frekvens f og varighet t, og tilførsel av en lignende puls til den andre transduseren vil avgi i substratet ultralydbølgen 20 med frekvens f og varighet t. Ultralydbølgene 19 og 20 vil forplante seg gjennom substratet og inn i fiberet som vist i figur 2. Ultralydbølgene skjærer i rett vinkel i fiberet, og bølgefrontene i fiberet er begge i en vinkel av 45° relativt fiberets akse. Den delen av fiberet hvori de akustiske bølger skjærer vil bli referert til gjennom hele denne søknad som "samvirkningsdelen" (eller "samvirkningsregionen") for fiberet. For at bølgene 19 og 20 skal bevege seg i et kiselfiber med en vinkel av 45° relativt fiberets akse, må vinkelsen a mellom fiberaksen og substratoverflaten til hvilken ultralydtransduseren er montert være:

hvor Vlog Vser lydhastighetene i henholdsvis litiumniobat og kisel. Dette forhold følger fra Snell's lov. Fordi VL= 6,57 x IO<3>m/s og Vs= 5,96 x IO<3>m/s, bør a være 51,2° i denne utførelsesform av oppfinnelsen. Figur 3 viser forstørret riss av samvirkningsregionen ifølge den utførelsesform som er vist i figur 2. Figur 3 viser geometrien for den akusto-optiske samvirkning som resulterer J. den ønskede tilbakeref leksjon. Bølgefrontene for de akustiske bølgene 19 og 20 som forplanter seg gjennom samvirkningsregionen i fiberet bør være i alt vesentlig plane, slik at lys som forplanter seg gjennom samvirkningsregionen vil mæte i- alt. vesentlig flate akustiske bølge-fronter, slik som bølgefronten X hos bølgetoget 19 og bølgefronten Y hos bølgetoget 20. Det skal først vurderes lysstrålen 21 med bølgelengde X r.i-- fiberet, som forplanter seg langs fiberaksen mot høyre i figur 3, og møter skjærings-punktene R, S, etc. for de to akustiske bølgetogene. Brytningsindeksgradienten i fiberet ved disse punkter, e^r i retningen som lysstrålen beveger seg og derfor vil en refleksjon ved 180° (dvs. en tilbakerefleksjon) opptre. Refleksjonsamplituden er ved et maksimum når L, avstanden mellom R og S, er X/2. Høyere ordens maksima eksisterer ved avstandene som tilsvarer L = 3X/2, 5X/2, ..., MX/2 (hvor M er et hvilket som helst positivt oddetall). Dessuten, ettersom L = A/Cos $, hvor A er den akustiske bølgelengde i fiberet, = 45°, og A = V/f, hvor V er den akustiske hastighet i fiberet, følger det at f=2V/M X Cos 0, eller

hvor n er den gjennomsnittlige optiske brytningsindeks for fiberet (dvs. fiberets optiske brytningsindeks ved fraværet av eventuell akustisk bølge som forplanter seg gjennom fiberet), og Lg er fritt-romsbølgelengden for lysbølgen 21. Hvis X0lik 1,3 x IO-<6>M, n = 1,46 og V = 5,96 x10<3>m/s, blir f 0 (l/M) 18,93 GHz. Ultralyddeformasjonen har virkningen som et brytningsgitter på lysbølgen 21. De mulige operasjonsfrekvenser for anordningen ifølge oppfinnelsen er f =18,93GHz, 6,31 GHz, 3,78 GHz, osv. i det beskrevne "eksempel. På"grunn åv dé vanskeligheter "som er" natur Uge" ved operasjon ved høyere GHz-frekvenser (innbefattende transduserfabrikasjonsproblemer og det faktum at dempning

øker med kvadratet av frekvens), og fordi intensiteten av den reflekterte lysbølgen i høyere brytningsordner avtar meget hurtig, blir en avveining involvert for valg av den beste operasjonsfrekvens. En operasjonsfrekvens lik 6,31 GHz i det beskrevne eksemplet er et valg. Dette tilsvarer en bane-lengdedifferanse lik 3X/2. Der er en annen mulig løsning, og det er å starte med en transduser på lav grunnfrekens og å operere den ved en høyere liketalls-harmonisk. Det er velkjent at Bragg-celler kan opereres på denne måte, men at båndbreddene over hvilke de opererer blir tilsvarende redusert ved de høyere harmoniske. Ved oppfinnelsen ifølge denne anvendelse er bred båndbredde ikke krevet. Sålede_s kan man, i det beskrevne eksempel, operere på 18,93 GHz under anvendelse av transdusere med grunnfrekvens lik 2,7 GHz, men som drives på den syvende harmoniske eller 18,93 GHz.

Idet det på ny vises til figur 3, vil man se at banelengdedifferansen for lysstrålen 22 etter to refleksjoner, er den samme som banelengdedifferansen for lysstrålen 21, og derfor er betingelsene for refleksjonsmaksima de samme for samtlige lysstråler som forplanter seg langs fiberaksen inn i samvirkningsregionen. Det akustiske feltet, som skyldes overlagring i samvirkningsregionen av de akustiske bølger som innføres der, virker i stor grad som et Porro-prisme som har egenskap for retro-reflekterende lys i et plan.

I en konvensjonell Bragg-celle, blir den avbøyde optiske

strålen doppler-forskjøvet i frekvens med en størrelse lik den akustiske frekvens. Ved en variant av en konvensjonell Bragg-celle hvor en 180° avbøyning frembringes, med samme X0,

n og V anvendt ovenfor, ville den resulterende optiske frekvensforskyvning være 18,93 GHz.

Ved anordningen ifølge oppfinnelsen er det ingen optisk frekvensforskyvning hvis "frekvensene for de akustiske bølger som utsendes fra de to transduserne er de samme. Dette kan forstås med henvisning til figur 3. I figur 3 forplanter det første akustiske bølgetoget 19 seg i fiberkledningen 17 og fiberkjernen 18 i en retning av pilen 30 og det andre akustiske bølgetoget 20 forplanter seg i kledningen 17 og kjernen 18 i retningen av pilen 31. Bølgetogene 19 og 20 har identiske frekvenser. "Speilet" ved punktet R dannes av skjæringen mellom bølgefronten X for bølgen 19 og bølgefronten Y for bølgen 20 ved det spesielle øyeblikket. Ved et visst tidspunkt senere, vil punktet R ha beveget seg nedad;.i retningen av pilen.35 (dvs. perpendikulært på ■ fiberets langsgående akse). Således har "speilet" ingen hastighetskomponent i retningen parallell med lysstrålen 21.

Anordningen ifølge oppfinnelsen frembringer imidlertid en optisk frekvensforskyvning i den reflekterte lysstrålen hvis frekvensene for de to akustiske strålene ikke er identiske. I denne utførelsesform av oppfinnelsen, hvis frekvensen for det første akustiske bølgetoget 19 er høyere, vil "speilet" dannet av skjæringen mellom de to bølgefrontene ha en hastighetskomponent, Vp, i retningen vekk fra lyset som nærmer seg og derfor oppstår en nedadforskyvning i den reflekterte lysstrålen. Den reflekterte lysstrålen bør skyves opp hvis frekvensen for det andre akustiske bølgetoget 20 var høyere. Mengden av.den.optiske.frekvensforskyvning.ville være

hvor fi er frekvensen i fiberet for det første akustiske bølgetoget 19, fg er frekvensen i fiberet for det andre akustiske bølgetoget 20, og alle øvrige symboler er som tidligere definert. Den reflekterte lysfrekvensen som frembringes i reflektoren, ifølge oppfinnelsen, kan styres ved å variere frekvensforskjellen, fi-fg»slik som ved å

drive nevnte første "og andre transdusere" på valgte ulike frekvenser. Denne evne gir opphav til anvendelser for

utførelsesformen i figur 2 for reflektoren ifølge oppfinnelsen, innenfor området av telekommunikasjon.

Nevnte første og andre akustiske transdusere i utførelsesformen i figur 2 av anordningen, ifølge oppfinnelsen, må orienteres og substratet må formes slik at akustiske bølger utsendt fra nevnte første og andre akustiske transdusere hver vil gå inn i fiberet i den nødvendige vinkel for derved å frembringe i fiberets samvirkningsregion et akustisk felt av den type som er beskrevet ovenfor med henvisning til figur 3. Fortrinnsvis vil substratet omfatte et akustisk absorberende element, slik som epoksy, bundet mellom to regioner av substratmaterialet som har lave akustiske dempningsegenskaper. Et slik absorberende element ville redusere uønskede refleksjoner innenfor substratet og på substrat-fiber-grensesjiktet.

Figur 5 er et tverrsnittsriss av en andre foretrukket utførelsesform av reflektoren ifølge oppfinnelsen. En akustisk transduser 101 avgir akustisk bølgeenergi inn i substratet 10, slik at den akustiske bølgen først forplanter seg i retningen av strålene 108, 109 og 110. Delen av den akustiske bølgen som først forplanter seg gjennom substratet 100 i regionen mellom strålene 109 og 110 avbøyes direkte inn i kledningen 105 av et optisk fiber 104 for derved å forplante seg i fiberets 104 kledning 105 og kjerne 106 i retningen av strålene 112. Denne ikke-reflekterte bølgeenergi vil bli referert til som den første akustiske bølgen ettersom den forlplanter seg i fiberet. Delen av den akustiske bølge som først forplanter seg gjennom substratet 100 i regionen mellom strålene 108 og 109 reflekteres fra overflaten 102 på substratet 100 og blir deretter avbøyet inn i fiberet 104 for derved å forplante seg i fiberet 104 i retningen av strålene 111. Den reflekterte del vil bli referert til som den andre akustiske bølgen ettersom den forplanter seg i fiberet."Retningen av strålene 111 bør være 45° relativt den langsgående fiberaksen, og retningen av strålene 112 bør være i alt vesentlig 45° relativt den langsgående fiberaksen og perpendikulært på retningen for strålene 111.

Tranduseren 101 og substratet 100 kan være av den samme type henholdsvis som transduseren 10 og substratregionen 13 i

utførelsesformen i figur 2, og kan være bundet til hverandre og til fiberet på den samme måten som i figur 2. Man må passe omhyggelig på at substratet 100 orienterer seg riktig, og at transduseren 101 og overflaten 102 er riktig plassert, relativt fiberet 104, slik at de reflekterte og ikke-reflekterte deler av den akustiske bølgeenergien ankommer til substrat-fiber-grensesjiktet i den riktige vinkel og for derved å minimalisere akustiske tap i substratet (som generelt vil anhenge av orienteringen av substratet relativt forplantningsretningen for en akustisk bølge deri).

Figur 6 er et forstørret riss av samvirkningsregionen for utførelsesformen i figur 5. Akustisk bølgeenergi forplanter seg gjennom substratet 100 i retningen av strålene 108, 109 og 110. Delen av den akustiske bølgeenergien som forplanter seg i regionen mellom strålene 108 og 109 vil bli reflektert tilbake fra overflaten 102 på substratet 100. Overflaten 102 er en del av grensesjiktet mellom substratet 102 og det omgivende medium 116. Det omgivende medium vil typisk være

luft. Den reflekterte akustiske stråling vil bli avbøyet inn i fiber-kledningen 117 for derved å forplante seg deri som en andre bølge 102 i retningen av strålene 111 og 112. En del av den akustiske bølgeenergien som forplanter seg i substratet

100 i regionen mellom strålene 109 og 110 vil bli avbøyet inn i fiberkledningen 117 for derved å forplante seg deri som en første bølge 121 i retningen av strålene 122 og 123. Lysbølgen 130 som forplanter seg langs fiberet vil møte samvirknigsdelen i hvilken både den første bølgen 121 og den andre bølgen 120 forplanter seg.

En fordel med utførelsesformen i figurene 4 og 5 er at kun en enkelt transduser behøves slik at anordningen er enklere å fabrikere. Der er også andre viktige fordeler. Brytnings-virkningsgraden for reflektoren (dvs. prosentandelen av lys som avbøyes pr. enhet av akustisk tilført effekt) øker med økende samvirkningsregionlengde. Dessuten øker det akustiske effektttapet i fiberkledningen 117 med økende akustisk bane-lengde gjennom kledningen 117. Det kan ses i figur 6 at ettersom fiberkjernen beveger seg oppad relativt substratet (dvs. ettersom kledningstykkelsen reduseres), øker lengden av samvirkningsregionen. I utførelsesformen i figur 2 er det motsatt sant, ettersom, i utførelsesformen i figur 2, ettersom kjernen beveges oppad ved å øke kledningstykkelsen, samvirkningsregionens lengde minsker. Derfor ville utførelsesformen ifølge figur 6 tillate større diffraksjonsvirkningsgrad ettersom kledningstykkelsen reduseres.

Figurene 4A og 4B viser en fremgangsmåte for å tilveiebringe en flat overflate på fiberet til hvilken substratet (i en hvilken som helst av dens utførelsesformer) kan bindes. Som vist i figur 4A, blir det optiske fiber 40 (som innbefatter kledning 44 og kjerne 45) bundet inn i en plate 41. Platen 41 kan være laget av smeltet kisel. Toppoverflaten av sammenstillingen i figur 4A blir så slipt og polert for å frembringe den sammenstilling som er vist i figur 4B. Et typisk fiber har en ytterdiameter av ca. 125 pm, og et enkelt-modusfiber som opererer på en optisk bølgelengde av 1,3 pm vil typisk har kjernediameter av ca. 10 pm. Fortrinnsvis, etter sliping og polering, forblir det et tynt kledningslag mellom kjernen 45 og toppoverflaten 46. For et fiber med typiske dimensjoner, bør dette tynne kledningslaget ha en tykkelse av ca. 30 pm i utførelsesformen i figur 2. I utførelsesformen i figur 6, for et fiber av typiske dimensjoner, vil den optimale kledningslagtykkelsen være mindre enn 30 pm, og vil ønskelig være i området av ca. 5-10 pm. Når substratet er plassert mot toppoverflaten 46 i sammenstillingen i figur 4B, hvis et kledningslag forblir mellom substratet og kjernen, er der ikke noe optisk tilleggstap knyttet til anordningen. Hvis de akustiske bølger passerer gjennom en distanse som ikke er mer enn ca. 30 pm i kiselkledning til å nå kjernen, er det tilhørende dempningstap i akustisk energi mindre enn 3 db, hvis operasjonsfrekvensen er 6,3 GHz.

Substratet av reflektoren ifølge oppfinnelsen kan bindes til den slipte-og polerte toppoverflaten 46 i enheten i figur 4B ved hjelp av de samme teknikker som anvendes til å binde GHz-transduserne til Bragg-cellene. Substratet, bindingsmaterialet, og kledningen 44 og kjernen 45 vil fortrinnsvis ha nær tilpasset akustisk impedans for derved å redusere akustiske reflek-sjonstap som oppstår når akustiske bølger forplanter seg fra substratet inn i fiberet 40.

Mer enn en av reflektorene, ifølge oppfinnelsen, kan plasseres langs et enkelt optisk fiber. Ved en slik konfigurasjon, er det ønskelig at optisk tap ved en reflektor hindres fra å påvirke det reflekterte lyssignalet som frembringes ved hver annen reflektor knyttet til nevnte enkelt-fiber. For å oppnå dette ønskede resultat, kan transduserne som anvendes i reflektorene velges fra de som er kommersielt tilgjengelig, hvilke.kan omveksles mellom en aktivert tilstand og en deaktivert tilstand på kommando. Ved operasjon vil en lysbølge (slik som en laserpuls) bli avgitt inn i fiberet og en valgt reflektor bli aktivert ved å kople "på" den tilhørende transduser (eller par av transdusere). Samtlige øvrige reflektorer plassert langs fiberet mellom lyskilden og den valgte reflektoren (dvs. "oppstrøms"-reflektorene) bør koples "av" for å minimalisere dempning av lysbølgen ettersom den passerer disse oppstrømsreflektorer. Ved senere tidspunkter, eventuelt etter at en påfølgende lysbølge er blitt.avgitt inn i fiberet, vil en hvilken som helst ønsket kombinasjon av aktive reflektorer kunne oppnås ved på passende måte å aktivere eller deaktivere de individuelle reflektorer.

Det skal forstås for illustrasjonens formål at en optisk frekvens lik 1300 nm er blitt anvendt her, men at nåtidens optiske fibre også har lave optiske tap ved 850 og 1550 nm. Omfattende anstrengelse er iverksatt for å frembringe fibre som har langt mindre tap ved lengre bølgelengder. Hvis disse fibre blir realisert, vil de beskrevne akusto-optiske reflektoranordninger bli lettere å fabrikere på grunn av de lavere operasjonsfrekvenser.

Det bør forstås at de forskjellige utførelsesformer som her er beskrevet kun er illustrerende for det oppfinneriske konsept og at disse utførelsesformer ikke bør anses som begrensninger av oppfinnelsen. Forskjellige endringer i fremgangsmåtene og anordningene som er beskrevet her kan ligge innenfor omfanget av de vedlagte patentkrav uten å avvik fra oppfinnelsens idé.

Claims

Optisk reflektor som er i stand til å bli plassert hosliggende og bl indet til et optisk fiber som har en langsgående akse til å reflektere en del av en lysbølge ettersom lysbølgen forplanter seg langs aksen gjennom en samvirkningsdel av fiberet hosliggende reflektoren, kara kterisert ved

(a) et substrat gjennom hvilket akustiske signaler kan forplante seg, og

(b) middel for å generere en første akustisk bølge som vil forplante seg fra substratet inn i samvirkningsdelen for derved å forplante seg i fiberet i første retning med en

.vinkel omtrentlig 45° relativt aksen, og en andre akustisk bølge som vil forplante seg fra substratet inn i samvirkningsdelen for derved å forplante seg i fiberet i en andre retning med en vinkel omtrentlig lik 45° relativt aksen og omtrentlig perpendikulært på den første retningen.

2.

Reflektor som angitt i krav 1, karakterisert ved at substratet har akustisk impedans valgt til å passe til den for fiberet for å redusere akustiske refleksjonstap som oppstår når den første akustiske bølgen og den andre akustiske bølgen forplanter seg fra substratet inn i fiberet.

3.

Reflektor som angitt i krav 1, karakterisert ved at det akustiske bølgegenereringsmidlet omfatter en første transduser og en andre transduser, hvor hver av disse er bundet til substratet og er i stand til selektivt å bli koplet mellom en aktiv tilstand hvor transduseren genererer akustisk bølgeenergi, og en inaktiv tilstand i hvilken trans-duseren genererer ingen akustisk bølgeenergi.

4.

Reflektor som.angitt i krav 3, karakterisert v e d at

delen av den første akustiske bølgeforplantningen gjennom

samvirkningsdelen for fiberet er en planakustiskbølge som har frekvens fj_, og

delen av den andre akustiske bølgen som forplanter seg

gjennom samvirkningsdelen av fiberet er en plan akustisk bølge som har frekvens f2 , hvor f2 er forskjellig fra f^ .

5.

Reflektor som angitt i krav 4, karakterisert ved at

den første transduseren har grunnfrekvens f3 , hvor f^ er en

harmonisk av f3 , og

den andre transduseren har grunnfrekvens f4 , hvor f2 er en

harmonisk av f4 .

6.

Reflektor som angitt i krav 3, karakterisert ved at substratet omfatter

en første region til hvilken den første transduseren er

bundet og gjennom hvilken den første akustiske bølgen forplanter seg,

en andre region til hvilken den andre transduseren er bundet

og gjennom hvilken den andre akustiske bølgen forplanter, og

et akustisk absorberende element plassert mellom den første

region og den andre region.

7.

Reflektor som angitt i krav 1, karakterisert ved at

det akustiske bølgegenereringsmidlet omfatter en transduser

bundet til substratet og som er i stand til selektivt å bli koplet mellom en aktiv tilstand hvor transduseren genererer akustiske bølgeenergi og en inaktiv tilstand hvor trans-duseren genererer ingen akustisk bølgeenergi,

-::hvor den første akustiske bølgen er en første del av den akustiske bølgeenergien generert av transduseren som forplanter seg inn i samvirkningsdelen, og substratet har en overflate fra hvilken en andre del av den akustiske bølgeenergien generert av transduseren blir reflektert og deretter forplanter seg inn i samvirkningsdelen, hvor den andre akustiske bølgen er den andre delen av'den akustiske bølgeenergien.

8.

Reflektor som angitt i krav 7, karakterisert v e d at

delen av den første akustiske bølgen som forplanter seg

gjénnonTsamvirkningsdelen i fiberet er en plan akustisk

bølge som har frekvens f^, og

delen av den andre akustiske bølgen som forplanter seg

gjennom samvirkningsdelen i fiberet er en plan akustisk bølge som også har frekvens f^ , hvor f^ = (2nV)/M Xq (cosinus 45' ), hvor n er den optiske brytningsindeks for fiberet, V er hastigheten for den første akustiske bølgen i fiberet, Xq er fritt-romsbølgelengden for lys som ønskes reflektert av. reflektoren ettersom lyset forplanter seg gjennom samvirkningsdelen av fiberet, og M er et positivt helt oddetall.

9.

Reflektor som angitt i krav 8, karakterisert ved at M = 3.

10.

Reflektor som angitt i krav 8, karakterisert ved at fi er en harmonisk av grunnfrekvensen for transduseren.

11.

Reflektor som angitt i krav 1 eller 3, karakter i- sertvedat

delen av den første akustiske bølgen som forplanter seg

gjennom samvirkningsdelen i fiberet er en plan akustisk bølge som har frekvens fj_, og

delen av den andre akustiske bølgen som forplanter seg

gjennom samvirkningsdelen i fiberet er en plan akustisk bølge som også har frekvensen f ^ , og hvor f^ = (2nV)/M \0 (cosinus 45°), hvor n er den optiske brytningsindeks for fiberet, V er hastigheten for den første akustiske bølgen i fiberet, Xq er fritt-romsbølgelengden for lys som ønskes reflektert av reflektoren ettersom lyset forplanter seg gjennom samvirkningsdelen av fiberet, og M er et positivt helt oddetall.

12.

Reflektor som angitt i krav 11, karakterisert ved at M = 3.

13.

Reflektor som angitt i krav 11, karakterisert ved at fi er en harmonisk av grunnfrekvensen for den første transduseren, og f^ også er en harmonisk av grunnfrekvensen for den andre transduseren.

14.

Optisk reflektor som er i stand til å bli plassert hosliggende og bindes til et optisk fiber som har en langsgående akse til å reflektere en del av en lysstråle ettersom lysstrålen forplanter seg langs aksen gjennom en samvirknigsdel av fiberet hosliggende reflektoren,

karakterisert ved

(a) et substrat gjennom hvilket akustiske signaler kan forplante seg,

(b) en første transduser som er bundet til substratet og er i stand til å generere en første akustisk bølge som vil forplante seg gjennom substratet inn i samvirknigsdelen, slik at den første akustiske bølgen forplanter seg i fiberet i en første retning med denne vinkel omtrentlig lik 45° relativt aksen, og

(c) en andre transduser bundet til substratet og i stand til

å generere en andre akustisk bølge som vil forplante seg gjennom substratet inn i samvirkningsdelen, slik at den

andre akustiske bølgen forplanter seg i fiberet i en andre'retning med en vinkel omtrentlig lik 45° relativt aksen og omtrentlig perpendikulært på den første retningen. • •. • ::.:;" v '. •- ••'

15.

Reflektor som angitt i krav 14, karakterisert ved at den første transduseren og den andre transduseren hver kan selektivt omveksles mellom en aktiv tilstand i hvilken transduseren genererer en akustisk bølge, og en inaktiv tilstand hvor transduseren ikke genererer noen akustisk bølge.

16.

Reflektor som angitt i krav 14, karakterisert ved at

delen av den første akustiske bølgen som forplanter seg ; —gjennom samvirkningsdelen hos:fiberet er en plan akustisk

bølge som har frekvens f]_, og

delen av den andre akustiske bølgen som forplanter seg

gjennom samvirkningsdelen av fiberet er en plan akustisk bølge som har frekvens f2 , hvor f2 er forskjellig fra f i.

17.

Reflektor som angitt i krav 16, karakterisert ved at den første transduseren har grunnfrekvens f3 ,

hvor f-L er en harmonisk av f3 , og den andre transduseren har en grunnfrekvens f4 , hvor f2 er en harmonisk av f4 .

18.

Reflektor som angitt i krav 14, karakterisert ved at

delen av den første akustiske bølgen som forplanter seg

gjennom samvirkningsdelen av fiberet er en plan akustisk bølge som har frekvens f^ , og

delen av den andre akustiske bølgen som forplanter seg

gjennom samvirkningsdelen i fiberet er en plan akustisk bølge som også har frekvensen f ^, og hvor f^ = (2nV)/M Xq (cosinus 45°), hvor n er den optiske brytningsindeks for fiberet, V er hastigheten for den første akustiske bølgen i fiberet, Xq er fritt-romsbølgelengden for lys som ønskes reflektert av reflektoren ettersom lyset forplanter seg gjennom samvirkningsdelen av fiberet, og M er et positivt helt oddetall.

19.

Reflektor som angitt i krav 18, karakterisert ved at M = 3.

20.

Reflektor som angitt i krav 18, karakterisert ved at fi er en harmonisk av grunnfrekvensen for den første transduseren, og f^ er også en harmonisk av grunnfrekvensen for den andre transduseren.

21.

Reflektor som angitt i krav 14, karakterisert ved at substratet omfatter:

en første region gjennom hvilken den første akustiske bølgen

forplanter seg,

en andre region gjennom hvilken den andre akustiske bølgen

forplanter seg, og

et akustisk absorberende element plassert mellom den første

regionen og den andre regionen.

22.

Reflektor som angitt i krav 14, karakterisert ved at substratet har aktustisk impedans valgt for derved å passe til den for fiberet for å redusere akustiske refleksjonstap som oppstår når den første akustiske bølgen og den andre akustiske bølgen forplanter seg fra substratet inn i fiberet.

23. -

Optisk reflektor, karakterisert ved (a) et optisk fiber som har optisk brytningsindeks, n, og som har en langsgående akse,

(b ) . et .substrat bundet. til fiberet, 'r - :

(c) en første akustisk transduser bundet til substratet og som er i stand til å generere en første plan akustisk bølge.som forplanter seg gjennom substratet inn i fiberet for derved å forplante i fiberet i en første retning omtrentlig 45° relativt aksen, hvor nevnte første akustiske bølge har frekvens f^ i fiberet, og

(d) en andre akustisk transduser bundet til substratet og som er i stand til å generere en andre akustiske bølge som forplanter seg gjennom substratet inn i fiberet for derved å forplante seg i fiberet i en andre retning omtrentlig 45" relativt aksen og omtrent perpendikulært r.: på den første retningen, hvor nevnte andre akustiske bølge har frekvens f2 i fiberet.

24.

Reflektor som angitt i krav 23, karakterisert ved at den første akustiske transduseren og den andre akustiske transduseren hver selektivt kan omveksles mellom en aktiv tilstand hvor transduseren genererer en akustisk bølge,

og en inaktiv tilstand hvor transduseren ikke genererer noen akustisk bølge.

25 .

Reflektor som angitt i krav 23, karakterisert ved at frekvensene f^ og f2 er forskjellige fra hverandre.

26.

Reflektor som angitt i krav 23, karakterisert ved at frekvensene f^ og f2 er i alt vesentlig like, og fj_ = (2nV)M Xq (cos 45°), hvor Xq er f r itt-romsbølgelengden for lys som ønskes reflektert av reflektoren ettersom det forplanter seg gjennom fiberet, V er hastigheten av den første akustiske bølgen i fiberet, og M er et positiv helt oddetall.

27.

Reflektor som angitt i krav 26, karakterisert vedatM=3..

28.

Reflektor som angitt i krav 23, karakterisert ved at substratet omfatter:

en første region gjennom hvilken den første akustiske bølgen

forplanter seg, og

en andre region gjennom hvilken den andre akustiske bølgen

forplanter seg.

29.

Reflektor som angitt i krav 28, karakterisert ved at substratet også innbefatter et akustisk absorberende element plassert mellom den første regionen og den andre regionen.

30.

Reflektor som angitt i krav 23, karakterisert ved at substratet har akustisk impedans valgt for derved å redusere akustisk refleksjonstap som oppstår når nevnte første og andre akustiske bølge forplanter seg gjennom grensesjiktet mellom substratet og fiberet.

31.

Reflektor som angitt i krav 23, karakterisert ved at fiberet omfatter en sentral kjerne omgitt av kledning, og delen av kledningen inn i hvilken nevnte første og andre akustiske bølge forplanter seg, har en tykkelse av ca. 30 pm.

32.

Optisk reflektor som er i stand til å bli plassert hosliggende-og bundet til et optisk fiber som har en langsgående akse til å reflektere en del av en lysstråle ettersom lysstrålen forplanter seg langs aksen gjennom en samvirkningsdel hos fiberet hosliggende reflektoren,

karakterisert ved :

(a) et substrat gjennom hvilket akustiske signaler kan _ forplante seg, idet nevnte substrat har en første overflate, og

(b) en transduser bundet til substratet og som er i stand til å generere akustiske bølgeenergi, hvorav en første del av denne vil forplante seg gjennom substratet inn i samvirkningsdelen som en første akustisk bølge som forplanter seg i samvirkningsdelen hos fiberet i en første retning med en vinkel omtrentlig 45° relativt aksen, og en andre del av hvilken akustisk bølgeenergi vil bli reflektert fra den første overflaten og så dc f i. forplante seg.gjennom substratet inn i samvirkningsdelen som en andre akustisk bølge som forplanter seg i samvirkningsdelen hos fiberet i en andre retning med en vinkel omtrentlig 45° relativt aksen og omtrentlig perpendikulært på den første retningen.

33.

Reflektor som angitt i krav 32, karakterisert ved at transduseren selektivt kan omveksles mellom en aktiv tilstand hvor transduseren genererer akustisk bølgeenergi, og en inaktiv tilstand hvor transduseren ikke genererer noen akustisk bølgeenergi.

34.

Reflektor som angitt i krav 32, karakterisert ved at

delen av den første akustiske bølgen som forplanter seg

gjennom samvirkningsdelen av fiberet er en plan akustisk bølge som har frekvens f^ , og

delen av den andre akustiske bølgen som forplanter seg

gjennom samvirknigsdelen av fiberet er en plan akustisk bølge som også har frekvens f-j_, hvor fi = (2nV)/M Xq (cosinus 45°), hvor n er den optiske brytningsindeks for fiberet, V er hastigheten av den første akustiske bølgen i fiberet, Xq er fritt-romsbølgelengden av lys som ønskes reflektert av reflektoren ettersom lyset forplanter seg gjennom samvirkningsdelen av fiberet, og M er et positivt helt oddetall.

35.

Reflektor som angitt i krav 34, karakterisert ved at M = 3.

36.

Reflektor som angitt i krav 34, karakterisert ved at f i er en harmonisk av transduserens grunnfrekvens.

37.

Reflektor som angitt i krav 32, karakterisert ved at substratet har akustisk impedans valgt slik at den passer til den for fiberet for å redusere akustiske refleksjonstap som oppstår når akustiske bølgeenergi fra transduseren forplanter seg fra substratet inn i fiberet.

38.

Optisk reflektor, karakterisert ved (a) et optisk fiber som har optisk brytningsindeks, n, og har en langsgående akse,

(b) et substrat bundet til fiberet og som har en første overflate, og.

(c) en akustisk transduser bundet til substratet og som er i stand til å generere plan akustisk bølgeenergi, hvorav en første del vil forplante seg gjennom, substratet inn i fiberet for derved^ å forplante seg i fiberet som en første akustisk bølge i en første retning omtrentlig 45° relativt-aksen, og en andre del av hvilken akustisk bølgeenergi- vil/bli reflektert fra den første overflaten og så forplante seg gjennom substratet inn i fiberet for derved å forplante seg i fiberet som en andre akustisk bølge i en andre retning omtrentlig 45° relativt aksen og omtrentlig perpendikulært.på den første retningen.

39.

Reflektor som angitt i krav 38, karakterisert ved at den akustiske transduseren selektivt kan omveksles en aktiv tilstand hvor transduseren genererer akustisk bølgeenergi, og en inaktiv tilstand hvor transduseren genererer ingen akustisk bølgeenergi.

40.

Reflektor .som angitt i krav 38, karakterisert ved at den akustiske bølgefrekvensen er omtrentlig lik (2nV)/M Xg (cos 45°), hvor Xq er fritt-romsbølgelengden for lys som ønskes reflektert av reflektoren ettersom det forplanter seg gjennom fiberet, V er hastigheten av den første akustiske bølgen i fiberet, og M er et positivt helt oddetall.

41.

Reflektor som angitt i krav 40, karakterisert ved at M = 3.

Fremgangsmåte for å reflektere en del av energien i en lysbølge ettersom lysbølgen forplanter seg gjennom et optisk fiber som har en langsgående akse, karakterisert

ved trinnene:

å plassere hosliggende fiberet et substrat gjennom hvilket

akustiske bølger kan forplante seg,

å bevirke en første akustisk bølge til å.forplante seg gjennom substratet inn i fiberet, slik at den første

akustiske bølgen forplanter seg i fiberet i en første retning omtrentlig 45° relativt aksen,

å bevirke en andre akustisk bølge til å forplante se gjennom

substratet inn i fiberet, slik at den andre akustiske bølgen forplanter seg i fiberet i en andre retning omtrentlig 45° relativt aksen og omtrentlig perpendikulært på den første retningen, og

å avgi lysbølgen inn i fiberet slik at lysbølgen forplanter

seg langs aksen og samvirker med nevnte første og andre akustiske bølger, slik at en del av lysbølgen reflekteres tilbake langs aksen i en retning 180° motsatt den første lysbølgef orplantningsretningen.

43.

Fremgangsmåte som angitt i krav 42, karakterisert ved at substratet har en akustisk impedans valgt således at den passer til den for fiberet for å redusere akustisk refleksjonstap som oppstår når den første akustiske bølgen og den andre akustiske bølgen forplanter seg fra substratet inn i fiberet.

44.

Fremgangsmåte som angitt i krav 43, karakteriser t ved at fiberet innbefatter en sentral kjerne omgitt av kledning, og også omfatter trinnene:

å slipe bort en del av fiberkledningen til å frembringe en

flatoverflate adskilt fra kjernen med en tynn region av kledningsmateriale, og

å binde substratet til den flate overflaten.

45..

Fremgangsmåte som angitt i krav 42, karakter i-sertvedat

den første akustiske bølgen og den andre akustiske bølgen har i alt vesentlig lik frekvens, f, i fiberet, hvor f =- (2nV)/M Xq (cosinus 45"), hvor n er den optiske brytningsindeks for fiberet, V er hastigheten av den første akustiske bølgen i fiberet, Xq er fritt-romsbølgelengden for lysbølgen,iog M er et positivt helt. oddetall.

46.

Fremgangsmåte som angitt i krav 42, karakter i^ ser t v. ed at frekvensen i fiberet for den første akustiske bølgen avviker fra frekvensen i fiberet for den andre akustiske bølgen.