DE2033860A1

DE2033860A1 - System und Verfahren zur Lichtmodulation

Info

Publication number: DE2033860A1
Application number: DE19702033860
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P HOIg 5-38 Antrag
Original assignee: American Optical Corp
Current assignee: American Optical Corp
Priority date: 1969-09-24
Filing date: 1970-06-30
Publication date: 1972-01-13
Also published as: US3645603A; JPS4930461B1; GB1317934A; DE2033860B2; DE2033860C3

Description

- MOIIW« ²⁹· i ¹⁹⁷⁰

PATENTANWALT ^SK

MANFRED MlEHE Telefon! (0311) 760950

Diplom-Chemiker Tele«= PATOCHEM BERUN

AO-1261 üS/02/1079

A M E RICAN OPTICAL CORPOR A T ION Southbrldge, Mass. 01550,USA

System und Verfahren zur Lichtmodulation

Zusammenfassung der Erfindung

Es wird Licht in einer optischen Faser vermittels Ausführen eines Zusammendrückens über die Durchmesser der Fasern moduliert, die winkelförmig zueinander verschoben und axial zueinander längs der Faser verschoben sind. Eine unabhängige Phasenmodulation wird dadurch erzielt, daß das über die Durchmesser ausgeführte Zusammendrücken gleichmäßig und in der gleichen Richtung verändert wird. Eine unabhängige Amplituden-Modulation wird dadurch erzielt, daß das über die Durchmesser ausgeführte Zusammendrücken gleichmäßig und In entgegengesetzten Richtungen verändert wird.

Die Erfindung betrifft die Lichtmodulation und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung für das unabhängige Modulieren der Amplitude und der Phase kohärenten Lichtes vermittels einer optischen Faser.

Bei der Nachrichten- und Datenverarbeitung 1st das Anwenden von Lichtenergiesignalen ein wichtiges Mittel für die Wiedergabe von Daten und Informationen geworden. Eine Möglichkeit, vermittels derer man Lichtenergie dazu bringen kann, Daten wiederzugeben, besteht darin, die Amplitude oder Phase von kohärentem Licht zu modulieren. Eine derartige Lichtmodulation ist erzielt worden vermittels Hindnrchsenden von kohärentem Licht durch eine Faser unter Anwenden lediglich des Sendens der dielektrischen Wellenführungsart niedrigster Ordnung und Aussetzen der optischen Faser

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einer Belastung, wie einem hydrostatischen Druck, Beaufschlagen i ii«: einer Zugspannung über deren Länge, oder Zusammendrücken über - _{; ;} den Durchmesser derselben. Das Versprechendste dieser Verfahren des Beaufschlagens einer mechanischen Belastung auf die optische Faser unter Erzielen einer Modulation besteht In einem Zusammendrücken der Faser über deren Durchmesser. Ein derartiges Zusammendrücken führt dazu, daß die Faser doppelbrechend wird,, und sowohl die Amplitude als auch die Phase des durch die Faserhindurchgesandten kohärenten Lichtes werden in Übereinstimmung mit '"— dem Betrag des angewandten Zusammendrückens moduliert. Nach dem Stand der Technik konnte jedoch eine unabhängige Modulation der Faser und der Amplitude vermittels Zusammendrücken- der Faser, über deren Durchmesser nicht erzielt werden. Eine derartige unabhängige Modulation wird jedoch vermittels des erfindungsgemäßen Systems erzielt.

Erfindungsgemäß wird das kohärente Licht zunächst durch einen Polarisator hindurchgeführt, bevor dasselbe durch die optische Faser gesendet wird, um so das sich durch die Faser mit einem vorherbestimmten Winkel bewegende Licht zu polarisieren. Es sind zwei Paare Wandler angeordnet, die ein Zusammendrücken über die Durchmesser der Faser an verschiedenen Stellen über die Länge der Faser ausführen. Die zwei Durchmesser, über die das Zusammendrücken ausgeführt wird, werden rechtwinklig zueinander ausge- '^; wählt. Es ist ein Analysator an dem Auslaßende der Faser zwecks Analysleren des mit einem gegebenen Polaristionswinkel gesendeten Lichtes angeordnet. Wenn die zwei Paare der Wandler so gesteuert werden, daß dieselben das Zusammendrücken der Faser verändern, um den genau gleichen Betrag synchron zueinander, dann wird die Phase des durch den Analysator hindurchtretenden Lichtes moduliert, jedoch wird die Amplitude des durch den analysator hindurchtretenden Lichtes nicht verändert- Wenn die zwei Paare der Wandler so gesteuert werden, daß die Veränderungen des durch die zwei Wandler bedingten Zusammendrückens gleich und entgegengesetzt gerichtet sind, dann wird die Amplitude des durch den Analysator hindurchgehenden Lichtes moduliert und die Phase wird konstant bleiben. Somit wird vermittels des erfindungsgemäßen Systems eine unabhängige Phasen- und Amplituden-Modulation erzielt.

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Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Phase aus kohärentem Licht unabhängig von irgendeiner Amplituden-Modulation zu modulieren. · .

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin , die Amplitude des kohärenten Lichtes unabhängig von irgendeiner Phasenmodulation zu modulieren." ·

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Augabe besteht darin, unabhängig sowohl die Amplitude als auch die Phase des kohärenten Lichtes zu modulieren.

Eine weitere- der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein System für das unabhängige Modulieren, der Amplitude und der Phase des durch eine optische Faser hindurchgehenden kohärenten Lichtes zu schaffen*

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine unabhängige Modulation der Amplitude und Phase des kohärenten Lichtes in einem System zu erzielen, in dem das Licht in einer optischen Faser vermittels eines Zusammendrückens über den Durchmesser der Fasermoduliert wird«

Ein Aüsführüngsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: '

Fig. .1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht durch den die optische Faser In dem System nach Fig. 1 enthaltendem Stab;

Flg. 3 einen wahlweisen Wandler für die zusammendrückende Belastung der optischen Faser?

Fig. 4 eine weitere wahlweise Ausführungsform für den Wandler, der die zusammendrückende Belastung auf die optische Faser ausübt. '

Das erfindungsgemäße System» siehe Fig. 1, weist einen Stab 11 auf, der eine optische Faser enthält. Das System moduliert unabhängig die Phase und die Amplitude des sich durch die optische Faser hindurch ausbreitenden kohärenten Lichtes» In der Fig. 2, die eine vergrößerte Querschnittsansicht durch den Stab 11 darstellt, ist die optische Faser durch das Bezügszeichen

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BADORiGlNAL

wiedergegeben. Die optische Faser 13, die einen Durchmesser von 2,5 Mikron aufweist, ist mit einer Glasumkleidung, bestehend aus einer inneren Schicht 15 aus klardurchsichtigem Glas mit einem Außendurchmesser von 25 Mikron und einer äußeren Schicht 17 aus blauem Glas versehen, dessen Brechungsindex eng benachbart zu demjenigen der klardurchsichtigen Glasschicht liegt und weist einen Außendurchmesser von 50 Mikron auf.

Die Struktur des Stabes 11 ist so vorgesehen, daß lediglich die dielektrische WeIlenführngstype niedrigster Ordnung HE., in der Faser fortgepflanzt wird. Die Begrenzung der Fortpflanzung auf diese Type wird dadurch erzielt, daß der Parameter μ in der

folgenden Gleichung kleiner als 2,4 gemacht wird:

Λ· *

(1) ■ μ = ^f²- / η, - η₂

O Λ

wobei a der Durchmesser der Faser 13, n. der Brechungsindex der Faser 13, n^ der Brechungsindest der Umkleidung 15 und λ die Wellenlänge des koHärenten Lichtes ist, das in die optische Faser eingeführt wird. Nach der bevorzugten Ausführungsform wird das kohärente Licht durch einen He-Ne Laser 19 geliefert und weist eine Wellenlänge von 6328 A auf.

Es 1st wichtig, daß die Umkleidung keinerlei Licht unter Beeinflussen des modulierten Lichtes fortpflanzt, das von dem entfernten Ende der optischen Faser aus gesendet wird. Die blaue Glas- * schicht 17 absorbiert jegliches Licht, das ansonsten sich in der Umkleidung fortpflanzen würde.

Wie in der Flg. 1 gezeigt, wird ein Lichtstrahl aus kohärentem Licht mit einer Wellenlänge von 6328 % , ausgebildet durch einen He-Ne Laser 19 durch einen Polarisator 21 und sodann in das Ende 22 der in der Mitte des Stabes 11 enthaltenen optischen Faser geührt. Der Polarisator 21 überträgt nur Laserlieht mit einem vorherbestimmten Polarisationswinkel, so daß das in das Ende der optischen Faser in dem Stab 11 eintretende kohärente Licht vollständig in der gleichen Richtung polarisiert ist. Es ist ein erstes Paar piezoelektrischer Wandler 23 und 25 so angeordnet, daß auf den Stab 11 über den Durchmesser desselben

" ⁴ BAD ORIGfNAL

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eine zusammendrückende Belastung ausgeübt wird und somit über den Durchmesser der in der Mitte des Stabes 11 vorliegenden optischen Faser eine?zusammendrückende Belastung beaufschlagt wird. Es !stein zweites Paar piezoelektrischer Wandler 27 und 29 so angeordnet, daß eine zusammendrückende Belastung über einen Durchmesser des Stabes und somit über einen Durchmesser der optischen Faser an einer Stelle beaufschlagt wird, die axial im Abstandsverhältnis längs des Stabes 11 von der Lage aus vorliegt, wo die Wandler 23 und 25 die zusammendrückende Belastung beaufschlagen. Die Wandler 27 und 29 sind so angeordnet, daß der Durchmesser, über den dieselben die zusammendrückende Belastung beaufschlagen, senkrecht zu dem Durchmesser vorliegt, über den die Wandler 23 und 25 die zusammendrückende Belastung beaufschlagen. Die Durchmesser der optischen Faser, über die die Paare der Wandler das Zusammendrücken ausführen, werden als die Achsen des Zusammendrückens bezeichnet.

Wie weiter oben angegeben, ist die Bauart der optischen Faser und der Umkleidung, die den Stab 11 bilden, dergestalt, daß lediglich die HE₁₁ Type der übertragung in der optischen Faser 13 erfolgt. Das in dieser Art durch die optische Faser hindurch übertragene Licht wird nach Verlassen des hinteren Endes 31 des Stabes durch einen Analysator 33 mit einem Polarisator 34 empfangen, der nur diejenige Komponente des empfangenen Lichtes überträgt, die mit einem vorherbestimmten Winkel polarisiert ist. Der Analysator 33 arbeitet dergestalt, daß die Amplitudenmodulation und die Phasenmodulation der durch die Polarisator 34 übertragenen Komponente in entsprechende elektrische Signale umgewandelt werden.

Der Polarisator 21 sendet das Licht aus, das mit einem gegenüber den Zusammendrückachsen verschobenem Winkel polarisiert 1st, und zwar vorzugsweise mit einem Winkel von 45° bezüglich der Zusammendrückachsen. Der Polarisationswinkel des Polarisators 34 1st ebenfalls bezüglich der Zusammendrückachsen verschoben und vorzugsweise mit dem gleichen Winkel wie demjenigen des Polarisators 21.

Wenn eine optische Faser über ihren Durchmesser zusammengedrückt wird, wird die Phase des sich durch die Faser hindurch bewegenden Lichtes, das parallel zu der Achse polarisiert 1st, über die,das Zusammendrücken ausgeführt wird, um einen Betrag verzögert, der

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sich mit der Größe des ausgeführten Zusammendrücken verändert,, r-i Die Phase des sich durch die Faser hindurchbewegenden kohärenten : Lichtes, das senkrecht zu der Achse polarisiert ist, über die das Zusammendrücken ausgeführt wird, wird um einen größeren Betrag verzögert, der sich ebenfalls mit dem Zusammendrücken verändert. In dieser Weise führt das über den Durchmesser der optischen Faser ausgeführte Zusammendrücken dazu, daß die optische Faser doppelbrechend wird.

Das sich durch die optische Faser hindurch bewegende polarisierte Licht kann in zwei Komponenten aufgeteilt werden, die als die X-Komponente und die Y-Komponente bezeichnet werden. Die X-Komponente ist so definiert, daß dieselbe parallel zu der Achse verläuft, über die die Wandler 23 und 25 das Zusammendrücken ausführen und liegt somit senkrecht zu der Achse vor, über die die Wandler 27 und 29 das Zusammendrücken ausführen. Die Y-Komponente liegt somit senkrecht zu der Achse vor, über die die Wandler 23 und 25 das Zusammendrücken ausführen und liegt parallel zu der Achse vor, überdie die Wandler 27 und 29 das Zusammendrücken ausführen. Das Verzögern der X-Komponente aufgrund des durch die Wandler 23 und 25 ausgeführten Zusammendrücken läßt sich als δι ausdrücken, und die Verzögerung der Y-Komponente aufgrund des Zusammendrückens .,-· läßt sich als δχ + φι ausdrücken. In ähnlicher Weise läßt j ν sich die Verzögerung der Y-Komponente aufgrund des durch die_eWand·- ler 27 und 29 ausgeführten Zusammendrückens als δ₂ ausdrücken,.und die Verzögerung der X-KOmponente aufgrund dieses Zusammendrückens läßt sich als 62 +Φ2ausdrücken. Die Werte öj $2 φχ und Φ2 stellen Phasenwinkel dar, die sich direkt proportional mit dem Betrag des ausgeführten Zusammendrückens verändern. Die Gesamt-; phasenverzögerung der X-Komponente bedingt durch beide Paare der Wandler beläuft sich auf δι¹+ δ₂ + <J>2, und die Gesamtverzögerung der Y-Komponente durch beide Wandler beläuft sich auf δι + φι + δ*. Wenn die Amplitude der in das vordere Ende 2 der optischen Faser eingeführten polarisierten Komponente sich auf P beläuft, ist die Amplitude der X-Komponente vor dem Vorbei-· tritt zwischen dem ersten Paar der Wandler 23 und 25 gleich Pcos9i, wobei θι der Winkel zwischen dem Polarisationswinkel des Polarisators 21 und der Achse 1st, über die die Wandler 23 und 25 das Zusammendrücken ausführen. Die Amplitude der Y-Komponente

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In der* optischen Faser bevor ein Hindurchtreten durch die Wandler 23 und 25 er<Solgt, läßt sich als Ρείηθχ ausdrucken. Bei der HE., Type können die X- und Y-Komponenten als sinusförmig angenommen Werden. Somit lassen sich diese Komponenten vor dem Hindurchtritt durch das erste Paar der Wandler wie folgt ausdrücken:

(2) X - PcQs8ie~^iü)t .. ■-..

(3) Y = Psin9ie~^iwt

wobei ω die Frequenz durch die Faser hindurch übertragenen Lichtes ist. Die X-Komponente läßt sich nach Hindurchtritt durch das Paar der Wandler 27 und 29 2 wie folgt ausdrücken:

(4) X = Pcose_ie ¹⁽⁶»⁺⁶² +♦* "^Wt)

und die Y-Komponente läßt sich wie folgt ausdrücken:

C5) Y =

In den obigen Gleichungen stellt der Faktor in dem Exponenten der mathematischen Konstanten e multipliziert mit I die Phase des Signals dar. Da an einer gegebenen Stelle die Phase des Signals sich kontinuierlich mit der Zeit verändert, enthalten beide Exponenten den Zeitfaktor - ut . Da der Zeitfaktor (dt der gleiche für beide Komponenten ist, werden hierdurch nicht die relativen PHasen der zwei Komponenten beeinflußt und können für die Zwecke dieser Analyse weggelassen werden. Bei weggelassenem Zeitfaktor werden die Gleichungen (4) und (5) reduziert auf:

X =Pco_S6ie^i(6l+

(7) Y = Psine_ie ^i(5l+<f>1

Wenn der Polarisator 34 des Analysators 33 mit einem winkel θ2 bezüglich der Achse angeordnet wird, über die die Wandler 23 und 25 das Zusammendrücken ausführen, kann das durch diesen Polarisator hindurchgehende Signal wie folgt ausgedrückt werden:

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(8) A= Xcose₂ + YsInO₂

wobei X und Y die Werte dieser Komponenten bei Eintritt in den Polarisator 34 darstellen. Der Ersatz in der Gleichung (8) der Ausdrücke für X nnd Y in den gleichen (6) und (7) führt zu
der folgenden Gleichung für das durch den Polarisator des Analysator 33 hindurchgehende Signal:

*(?) A - Ροο5θ_ιβ ^{1ίδι+δ2+φ2)}οο₅ο₂+Ρ5ΐηθ₁β^{1ίδι+φι+δ2)}8ΐηθ₂
und kann wie folgt umgeschrieben werden:

(10) A = Ρβ^1ίδι+δ2){σο3θισο8θ₂6^±φ2+3ΐηθΐ3ΐηθ₂β^1φι)

Unter den Bedingungen, wo keine Belastung vorliegt/ d.h. wo
δι, <5₂, Φι und φ₂ alle gleich 0 sind, wird die Gleichung (10)
reduziert auf:

(11) A = Pcos(6i-e₂ )

Dieser Wert für A ist als A definiert. Wenn ejglelch θ₂ ist, dann ist A_Q gleich P. Wenn θιund θ% senkrecht zueinander vorliegen oder in anderen Worten miteinander um einen Winkel von 90° verschoben sind, ist A gleich O.

Wenn die Paare der Wandler so gesteuert werden, daß jedes Paar das gleiche Zusammendrücken auf den Stab beaufschlagt, wird
62 gleich δι und Φχ gleich φι sein. In diesem Falle können
δι und φι für <5₂ und φ₂ in der Gleichung (10) substituiert werden und das durch den Polarisator des Analysators 33 hindurchgehende Licht läßt sich wie folgt ausdrücken:

(12) Α=Ρ_{β o}

IA &§£ Gleichung (12) wird die Amplitude des Lichtes durch die Konstante A wiedergegeben.. Somit verändert sich die Amplitude des durch den Polarisator 34 durchgehenden Lichtes nicht mit
der beaufschlagten Belastung. Die Phase des Lichtes wird Inder Gleichung (12) durch den Faktor multipliziert mit i in dem Exponenten der mathematischen Konstanten e wiedergegeben.

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Somit beläuft sich die Phase des durch den Polarisator 34 hindurchgehenden Lichtes auf 261 + φι und verändert sich somit mit der durch beide Paare der Wandler beaufschlagten Belastung. Vermittels Steuern der Paare der Wandler unter Beaufschlagen einer zusammendrückenden Belastung in gleicher Weise und Verändern der beaufschlagten Belastung in gleicher Weise und in der gleichen Richtung wird somlk die Phase des durch den Polarisator 34 hindurchgehenden Lichtes verändert, ohne daß sich eine Veränderung der Amplitude des Lichtes ergibt.

In dem System nach der Figur 1 wird diese unabhängige Phasenmodulation dadurch erzielt, daß das gleiche Signal von einer Quelle 41 aus auf die Wandler 23 und 27 beaufschlagt wird, wodurch die zwei Wandler 23 und 27 das Zusammendrücken des Stabes 11 in der gleichen PdLchtung um den gleichen Betrag verändern.

Wenn δι= -δ* und φχ= -φ₂ gemacht wird, ergibt sich für den Ausdruck des durch den Polarisator 34 hindurchgehenden Lichtes:

(13) A = P{cos9icose₂e^i<!)1+slnd9₁sin92e""^;L<i)1} und läßt sich wie folgt umschreiben:

(14) A = P{cos (0i-9₂)ex^i+icos (Θ1+Θ2

Wenn 8j und θ 2 beide gleich 45° gemacht werden, vereinfacht sich die Gleichung (14) wie folgt:

(15) A= ΡοοξΦι

Wenn θι gleich 45° und θ2 gleich Qi + 90° gemacht wird, wird der Ausdruck für das durch den Polarisator 34 hindurchgehende Licht wie folgt lauten:

(16) A = -ΐΡΞίηφι

Wenn somit δι gleich -δι und φι gleich -Φ2 gemacht wird, wird vermittels θι und θ ζ gleich 45° oder Oigleich 45° und gleich θ χ + 90°, die Amplitude des durch den Polarisator 34 hindurchgehenden Lichtes verändert werden können, ohne daß sich eine Veränderung der Phase des Signals ergibt. Die Vorrichtung nach der Fia. 1 kann den Werten von δι und φι nicht das entgegenge-

— Q —

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setzte Zeichen con δ ζ und φ2 vermitteln. Da das Problem jedoch darin besteht, die Modulation oder Veränderung der Amplitude ohne Modulation oder Veränderung der Phasezu erzielen, können die Werte δι, φι, 62 und Φ2 so betrachtet werden, daß dieselben die Veränderungen in der Phasenverzögerung wiedergeben, die sich aufgrund der Veränderungen in dem beaufschlagten Zusammendrücken ergeben und nicht so sehr die absoluten Phasenverzögerungswerte, wie sie durch das Beaufschlagte Zusammendrücken verursacht werden. Um somit eine Amplitudenmodulation ohne Phasenmodulation zu erzielen, werden beide Paare der Wandler ein vorherbestimmtes Zusammendrücken ausführen, ohne daß ein Signal auf die Wandler beaufschlagt wird und das Paar der Wandler 27 und 29 wird so gesteuert, daß das hierdurchbeaufschlagte Zusammendrücken um einen Betrag verändert wird, der gleich der Veränderung des Zusammendrückens ist, das durch das Paar der Wandler 23 und 25 beaufschlagt wird, jedoch in entgegengesetzter Richtung. Dies wird in dem System nach der Figur 1 dadurch erzielt, daß ein Signal von einer Quelle 43 aus aufdie Wandler 25 und 29 beaufschlagt /wird, wobei die Polaritäten der auf die Wandler beaufschlagten Signale so ausgewählt werden, daß bei Zunahme des Zusammendrückens verursacht durch den Wandler 25 der Wandler 29 das Zusammendrücken verringert und umgekehrt. Vorzugsweise beaufschlagen beide Paare der Wandler das gleiche Zusammendrücken ohne daß ein Signal beaufschlagt wird.

Wie weiter oben erläutert, wird das System nach der Figur 1 die Phasenmodulation erzielen unabhängig von der Amplitudenmodulation und ebenfalls die Amplitudenmodulation unabhängig von der Phasenmodulation vermittels des über den Durchmesser des Stabes 11 beaufschlagten Zusammendrückens. Um sowohl Amplituden- als auch Phasenmodulation zu erhalten, werden θ ι und 62 gleich 45 gemacht und die Quellen 41 und 43 beaufschlagen beide Signale auf die Wandler, wie weiter oben erläutert; d.h. das Signal von der Quelle 41 beaufschlagt auf die Wandler 23 und 27 führt dazu, daß die Wandler 23 und 27 den Betrag des auf den Stab beaufschlagten Zusamnendrückens in der gleichen Richtung und um den gleichen Betrag verändern, sowie das durch die Quelle 43 auf die Wandler 25 und 29 beaufschlagte Signal dazu führt, daß die Wandler 25 und

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das hierdurch beaufschlagte Zusammendrücken um den gleichen Betrag, jedoch in entgegengesetzten Richtungen, verändern- Bei dieser Anordnung kann δ ι durch die Summe von zwei Komponenten διι und δχζ wiedergegeben werden und der Wert φι läßt sich durch die Summe der zwei Komponenten φιι und φ 12 wiedergeben, wobei διι die Veränderung in δ* verursacht durch die Wandler 23 und δ»2 die Veränderung in δι verursacht durch den Wandler 25 ist. In ähnlicher Weise würde φιχ die Veränderung in φι verursacht durch den Wandler 23 und φΐ2 die Veränderung in φι verursacht durch den Wandler 25 darstellen. δ₂ läßt sich sodann als gleich διι- 6i2und Φ-2 ^al^s Φιι~Φΐ2 darstellen. Somit läßt sich die durch den Polarisator 34 hindurchgehende Lichtenergie wie folgt wiedergeben.

(17) a = I Pe^i26lle^i!|>11{e^lli)12+e"^i(i!l2}

und läßt sich, wie folgt reduzieren:

(18) A - ρ_θ ^{1(2διι+φιι)}οο3φ₁₂

Die Gleichung (18) zeigt, daß das durch den Polarisator 34 hindurchgehende Licht sowohl eine Phasenkomponente 2διι+φιι sich mit dem Zusammendrücken verändert und eine Amplitudenkomponente οοβφιζ aufweist, die sich mit dem beaufschlagten Zusammendrücken verändert. Die Phasenkomponente wird durch die Wandler 23 und 27 aufgrund des von der Quelle 41 kommenden Signals, und die Amplitudenkomponente durch die Wandler 25 und 29 aufgrund des von der Quelle 43 kommenden Signals gesteuert.

Anstelle des Anwendens der zwei Wandler 23 und 25 für das Beaufschlagen des Zusammendrückens auf den Stab kann ein piezoklektrischer Kristall in Form eines hohlen Zylinders angewandt werden _t. wie es im Querscnitt nach der Figur 3 gezeigt ist. Wie in der Figur wiedergegeben, trägt der die optische Faser nenthaltende Stab das Bezugszeichen 51, und der Zylinder-fjärmige Kristall trägt dasBezugszeichen 55. Der Stab 1st in einem sich axial erstreckenden Schlitz angeordnet, der durch die zylinderförmige. Wand des Kristalles 55 hindurchgeht. Die Signalspannungen werden auf die inneren und äußeren zylinderförmigen Wände des Kristalls

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beaufschlagt/ so daß derselbe eine zusammendrückende Belastung auf den Stab 51 beaufschlagt, die sich mit dem beaufschlagten Signal verändert.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Anordnung für die piezoelektrischen Kristalle zwecks Beaufschlagen einer zusammendrückenden Belastung überdie Durchmesser des die optische Faser enthaltenden Stabes. Wie in dieser Figur gzeigt, tritt der die optische Faser enthaltende Stab 61 durch plattenförmige piezoelekttische Kristalle 63 und 65 hindurch mit denen der Stab 51 vermittels eines starren Klebstoffes 66 verbunden ist. Auf die Seiten der Kristalle beaufschlagte Signale führen zu einer Resonanz derselben in längsseitiger Richtung/ se daß der Kristall 63 eine zusammendrückende Belastung über den Stab 61 rechtwinklig zu dem Durchmesser beaufschlagt, über den der Kristall 65 eine zusammendrückende Belastung beaufschlagt.

Anstelle des Anwendens piezoelektrischer Kristalle für das Beaufschlagen der zusammendrückenden Belastung könnten auch magnetostriktive Stäbe oder hydraulische Kolben angewandt werden. Diese und viele weitere Modifizierungen können bei der oben beschriebenen spezifischen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ausgeführt werden.

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Claims

Patentansprüche

'l.JSystem zur Lichtmodulation, dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe eine optische Faser (13), eine Anordnung (19,21) für das Einführen in ein Ende der Faser (13) eines Strahls eines kohärenten Lichtes eine erste Anordnung (23,25) für das Zusammendrücken über einen ersten Durchmesser der Faser, sowie eine zweite Anordnung (27,29) für das Zusammendrücken über einen zweiten Durchmesser der Faser (13) winkelförmig verschoben gegenüber dem ersten Durchmesser aufweist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Durchmesser um 90° gegenüber dem ersten Durchmesser verschoben ist.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anordnung (27,29) für das Zusammendrücken der optischen Faser (13) axial längs der Faser (13) gegenüber der ersten Anordnung (23,25) verschoben 1st. "
4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl des kohärenten Lichtes mit einem vorherbestimmten Winkel verschoben gegenüber dem ersten und zweiten Durchmesser polarisiert ist.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Durchmesser um 90° zueinander verschoben sind.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung für das Verändern des durch die ersten und zweiten Anordnungen (23,25,27,29) beaufschlagten Zusammendrückens um gleiche Beträge und in der gleichen Richtung vorgesehen ist.
7. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung für das Verändern des durch die ersten und zweiten Anordnungen (23,25,27,29) beaufschlagten Zusammendrückens gleich und in entgegengesetzten Richtungen.
8. Systemnach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung für das Verändern einer Komponente des durch die ersten und zweiten Anordnungen (23,25,27,29) beaufschlagten Zusammendrückens gleich und in der gleichen Richtung, sowie eine Anordnung für das Verändern einer Komponente des durch die ersten und zweiten Anordnungen (23,25,27,29) beaufschlagten Zusammendrückens in gleicher Weise, und in entgegengesetzten Richtungen, vorgesehen sind.

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9. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Analysator (33) für die Aufnahme des durch die optische Faser (13) hindurch übertragenen Lichtes einschließlich einer Anordnung vorgesehen ist, die auf das Licht anspricht, das mit'einem vorherbestimmten Winkel verschoben gegenüber den ersten und zweiten Achsens des Zusammendrückens verschoben ist.
10. System für die Lichtmodulation, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung einschließlich einer optischen Faser (13) für das übertragen durch die optische Faser eines polarisierten kohärenten Lichtes in einer einzigen, dielektrisch arbeitenden, ersten Anord-

) nung (23,25) für das Zusammendrücken über einen ersten Durchmesser der Faser und eine zweite Anordnung (27,29) für das Zusammendrücken über einen zweiten Durchmesser der Faser (13) winkelförmig verschoben gegenüber dem ersten Durchmesser vorgesehen ist.
11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der sweifee Durchmesser gegenüber dem ersten Durchmesser um 90° verschoben ist.
12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung für das Verändern des durch die erste und die zweite Anordnung (23,25,27,29) beaufschlagten Zusammendrückens um gleiche: Beträge und in der gleichen Richtung vorgesehen ist.
?3. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung für das Verändern des durch die Anordnung (23,25,27,29) be-" aufschlagten Zusammendrückens um gleiche Beträge und in entgegengesetzten Richtungen vorgesehen ist.
14. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung für das Verändern einer Ersten Komponente des durch die ersten und zweiten Anordnungen (23,25,27,29) beaufschlagten Zusammendrückens um gleiche Beträge und in der gleichen Richtung und eine Anordnung für das Verändern einer zweiten Komponente des durch die ersten und zweiten Anordnungen (23,25,27,29) beaufschlagten Zusammendrückens um gleiche Beträge und in entgegengesetzten Richtungen vorgesehen sind.
15. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anordnung (27,29) für das Zusammendrücken ein Zusammendrücken der Faser (13) an einer Stelle verschoben längs der Achse der Faser (13) von der Stelle beaufschlagt, wo die erste Anordnung (2 3,25)

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ein Zusammendrücken der Faser bewirkt.
16. Verfahren zum Modulieren der Phase kohärenten Lichtes, dadurch gekennzeichnet, daß polarisiertes kohärentes Licht durch eine optische Faser in einer einzigen, dielektrischen Wellenführungsart hindurchgeführt, ein Zusammendrücken über einen ersten Durchmesser der Faser und über einen zweiten Durchmesser der Faser winkelförmig verschoben gegenüber dem ersten Durchmesser ausgeführt und das über die ersten und zweiten Durchmesser beaufschlagte Zusammendrücken um den gleichen Betrag und in der gleichen Richtung verändert wird,
17. Verfahren zum Modulieren der Amplitude kohärenten Lichtes, dadurch gekennzeichnet, daß polarisiertes kohärentes Licht durch eine optische Faser in einer einzigen, dielektrischen Wellenführungsart hindurchgeführt, ein Zusammendrücken über einen ersten Durchmesser der Faser und über einen zwiten Durchmesser der Faser winkelförmig verschoben gegenüber dem ersten Durchmesser ausgeführt wird, das über die ersten und zweiten Durchmesser beaufschlagte Zusammendrücken um gleiche Beträge und in entgegengesetzten Richtungen verändert und sodann das Licht durch eine Anordnung hindurchgeführt wird, die auf Licht anspricht, das mit einem vorherbestimmten Winkel verschoben gegenüber den ersten und zweiten Durchmessern des Zusamraendrückens polarisiert ist.

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