DE3143824A1

DE3143824A1 - Fibre-optic device

Info

Publication number: DE3143824A1
Application number: DE19813143824
Authority: DE
Inventors: William H. 20008 Washington Culver; Gordon 22066 Great Falls Va. Gould; Donald C. 20795 Kensington Schmadel, Md.
Original assignee: Chevron Research and Technology Co; Chevron Research Co
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 1981-04-14
Filing date: 1981-11-02
Publication date: 1983-01-13
Also published as: DE3143824C2

Abstract

A fibre-optic device for optical modulation of electromagnetic radiation operates by means of the change, triggered by a signal to be detected, in the optical path length formed by a possibly etched segment of the optical fibre. <IMAGE>

Description

Faseroptische Einrichtung Fiber optic facility

Die Erfindung bezieht sich auf eine faseroptische Einrichtung für die Modulation einer elektromagnetischen, im Kern der optischen Faser laufenden Strahlung einschlieElich einer Einrichtung zur Demodulation und einem Verfahren zum Herstellen des Hauptteiles der Einrichtung.The invention relates to a fiber optic device for the modulation of an electromagnetic running in the core of the optical fiber Radiation including a device for demodulation and a method for making the main part of the facility.

Es ist bekannt, Licht in einer optischen Faser in der Phase oder der Frequenz durch Anwendung eines akustisch-optischen Effekts zu modulieren, indem das Signal, das dem in der Faser laufenden Licht aufgeprägt wird, benutzt wird, um mechanisch oder akustisch die Faser zu erregen0 Diese mechanische oder akustische Erregung veranlaßt eine Änderung im optischen Index des Faserkernes0 Daraus ergibt sich ein Anderung in der optischen Weglänge für das in der Faser laufende Licht. Dieses Licht wird demnach durch das Signal in Phase und Frequenz moduliert, Für Glasfasern ist die Knderung im optischen Index bei vorgegsbener Energie der mechanischen oder akustischen Erregung sehr gering, Um eine ausreichende Modulation zu erzielen, ist entweder eine hohe Signaienergie oder eine große Länge des Zusammenwirkens erforderlich, wobei die Länge des Zusammenwirksns die Länge der Faser ist, die für das Eintreten der Modulation akustisch erregt werden muß. Die Empfindlichkeit optischer Fasern gegenüber direkter, akustischer Modulation wird besprochen durch J. Ao Bucaro in pplied Optics, Band 18, Nr. 6, 15. März 1979o In dem Artikel von S0K. Sheem und JeSo Coli, Acoustic Sensitivity of Single Mode Optical Power Dividere", Optic Letters, Band 4, Nr. 10, Oktober 1979, wird angegeben, daß durch Atzung die Lichtleitungsfähigkeit einer Einzelmodusfaser verringert wird, eine an sich unerwünschte Folge, wenn eine optische Faser zur Leitung von Licht benutzt wird, dem ein Signal aufgeprägt werden soll.It is known to phase or to phase light in an optical fiber Frequency by using an acousto-optical Modulate effects, by using the signal impressed on the light traveling in the fiber is used to mechanically or acoustically excite the fiber0 This mechanical or acoustic excitation causes a change in the optical index of the fiber core 0 This results in a change in the optical path length for that running in the fiber Light. This light is accordingly modulated in phase and frequency by the signal, For glass fibers, the change in the optical index at the given energy is mechanical or acoustic excitation very low, in order to have sufficient modulation to achieve is either a high signal energy or a great length of interaction required, where the length of cooperation is the length of fiber that is necessary for the occurrence of the modulation must be acoustically excited. The sensitivity more optical Fibers versus direct acoustic modulation is discussed by J. Ao Bucaro in pplied Optics, Volume 18, No. 6, March 15, 1979o In the article by S0K. Sheem and JeSo Coli, Acoustic Sensitivity of Single Mode Optical Power Dividere ", Optic Letters, Volume 4, No. 10, October 1979, it is stated that by etching the light conductivity of a single mode fiber is reduced, an inherently undesirable consequence when a optical fiber is used to conduct light onto which a signal is impressed target.

Für die Reflexion von Licht innerhalb einer optischen Einzelmodus-Faser sind in der Länge begrenzte, verteilte Wellenlängen-Reflektoren bekannt. Eine solche Reflexion wird z. B. erwähnt in "Photosensitivity in Optical Fiber Waveguides: Application to Reflection Filter Fabrication" von K.O. Hill et al in Applied Physics letters, 32 (10) vom 15. Mai 1978.For the reflection of light within a single mode optical fiber are limited in length, distributed wavelength reflectors are known. Such Reflection is z. B. mentioned in "Photosensitivity in Optical Fiber Waveguides: Application to Reflection Filter Fabrication "by K.O. Hill et al in Applied Physics letters, 32 (10) of May 15, 1978.

Weiter wird eine Anordnung, bei der Reflektoren in einer optischen Faser Reflexionen nach Art eines Fabry-Perot-Interferometershervorrufen, in dem Aufsatz von P.G. Cielo erwähnt, der mit dem Titel "Fiber Optic Hydrophone: Improved Strain Configuration and Environmental Noise Protection in Applied Optics, Band 18, Nr. 17, vom 1. 9. 1979 veräffentlicht worden ist.Next is an arrangement in which reflectors in an optical Fiber produce reflections like a Fabry-Perot interferometer in which Essay by P.G. Cielo mentions the one entitled "Fiber Optic Hydrophones: Improved Strain Configuration and Environmental Noise Protection in Applied Optics, Volume 18, No. 17, dated September 1, 1979.

Die E<findung sieht vor, in einem Fühler eine Einzelmodus-Faser zu verwenden, bei der die Dicke der Umhüllung derart verringert oder ausgebildet ist und die derart angeordnet ist, daß die Signalenergie die Einzelmodus-Faser in ihrer Längserstreckung dehnt oder zusammenzieht und dadurch eine Phasen-Modulation hervorruft. Die Erfindung sieht auch vor, optische Fasern für einen Zellentyp niedriger Ordnung (Low order mode) aus optischen Fasern großen Durchmessers herzustellen. Insbesondere werden hierfür handelsübliche optische Fasern durch Ätzung bearbeitet.The invention provides a single mode fiber in a probe to use in which the thickness of the envelope is so reduced or formed and which is arranged such that the signal energy in the single mode fiber their longitudinal extension expands or contracts and thereby a phase modulation evokes. The invention also contemplates lowering optical fibers for one type of cell Order (low order mode) to produce large-diameter optical fibers. In particular, commercially available optical Fibers through Etched processed.

Der mit der Erfindung geschaffene, faseroptische Energiefühler kann ggf. in Verbindung mit einem besonderen, optischen Demodulationssystem benutzt werden, um das Ausgangssignal des Energiefühlere in ein einfacher zu handhebendes, elektronisches Signal umzusetzen. Der erfindungegemäße Ender giefühler arbeitet so, daß die aufzunehmende oder zu er fassende Signalenergie eine Streckung der ggf0 geätzten Einzelmodus-Faser verursacht. Eine geätzte Einzelmodus-Faser ist eine mit Glas umkleidete Einzelmodus-Faser, deren Umkleidungsdicke um eine bestimmte Größe verringert ist, so daß ihre Dicke entsprechend verringert ist. Dabei kann, wenn die Lichtleitungseigenschaft der geätzten Einzelmodus-Faser aufrechterhalten werden soll, der Teil der Glasumkleidung, der entfernt worden ist, durch ein Kunststoffmaterial ersetzt werden, dessen optischer Index geringer als der des Faserkernes ist und dessen Elastizitäts-Modul geringer als der der vorher vorhandenen Glasumkleidung ist. Eine solche geätzte Einzelmodus-Faser ist empfindlicher gegenüber in Längsrichtung verlaufende Streckungen oder Kompressionen, da sie schwächer ist. Bei einer gegebenen Größe der Signal energie ergibt sich für eine Einzelmodus-Faser nach der ztzung eine größere Streckung.The fiber optic energy sensor created by the invention can may be used in conjunction with a special optical demodulation system, to convert the output signal of the energy sensor into an electronic one that is easier to use Implement signal. The inventive Ender giesensor works so that the to be recorded or the signal energy to be detected is a stretching of the single-mode fiber that may be etched caused. A single-mode etched fiber is a single-mode fiber clad with glass, whose casing thickness is reduced by a certain amount, so that its thickness is reduced accordingly. In doing so, if the light guiding property of the etched Single mode fiber is to be maintained, the portion of the glass cladding that has been removed, replaced by a plastic material whose optical Index is lower than that of the fiber core and its modulus of elasticity is lower than that of the pre-existing glass cladding. Such a single mode etched fiber is more sensitive to longitudinal stretching or compression, since it is weaker. For a given size of the signal energy results for a single mode fiber has a greater aspect ratio after etching.

Es ist an sich bekannt, daß durch Streckung der Länge einer Einzelmodus-Faser die optische Weglänge für -die in dem Kern der Faser laufende elektromagnetische Strahlung sich ändert. Es ist weiter bekannt, daß diese Änderung in der optischen Weglänge sich in dem Maße erhöht, wie die Streckung der Einzelmodus-Faser zunimmt. Diese finderung in der optischen Weglänge wird in bekannten Einrichtungen benutzt, um die im Kern der Faser laufende, elektromagnetische Strahlung zu modulieren, wobei die Größe der Modulation sich mit der Größe der Anderung der optischen Weglänge erhöht.It is known that by stretching the length of a Single mode fiber is the optical path length for the electromagnetic passing through the core of the fiber Radiation changes. It is further known that this change in the optical Path length increases as the stretch of the single mode fiber increases. This invention in the optical path length is used in known devices, to modulate the electromagnetic radiation traveling in the core of the fiber, whereby the size of the modulation increases with the size of the change in the optical path length elevated.

Die Erfindung sieht die Verwendung einer geätzten Einzelmodus-Faser zur Verwendung in faseroptischen Energiefühlern vor. Eine Einzelmodus-Faser ist eine Faser, die so eingerichtet ist, daß sie nur dem Wellentyp niedrigster Ordnung (lowest order mode) die Fortpflanzung gestatte, Dieser Wellentyp niedrigster Ordnung ist für gewisse Einzelmodus-Fasern zweifach degeneriert. In diesen Fällen enthält die niedrigste Ordnung zwei Fortpflanzungszustände, die sich durch die Tatsache unterscheiden, daß ihre Polarisationsebenen aufeinander senkrecht stehen.The invention contemplates the use of a single mode etched fiber for use in fiber optic energy sensors. A single mode fiber is a fiber arranged to be of the lowest order mode only (lowest order mode) allow propagation, this lowest order wave type is doubly degenerate for certain single-mode fibers. In these cases it contains the lowest order two states of reproduction, which are distinguished by the fact distinguish that their planes of polarization are perpendicular to each other.

Die hier erwähnten, geätzten Einzelmodus-Fasern sind optische Einzelmodus-Fasern, deren Umkleidungsdicke verringert worden ist, z. 8. durch eine chemische Reaktion (z. 8. durch Ätzung in einem Bad aus Fluorwasserstoffsäure oder einem Bad aus Fluorwasserstoffsäure1 die mit Ammo niumflorid gepuffert ist) oder durch Ionenabtragung (ion milling). Dabei kann der Atzvorgang auch benutzt werden, um optische Fasern mit niedriger modaler Dispersion aus optischen Fasern mit größerem Durchmesser herzustellen.The etched single-mode fibers mentioned here are single-mode optical fibers, whose casing thickness has been reduced, e.g. 8. through a chemical reaction (E.g. by etching in a bath of hydrofluoric acid or a bath of hydrofluoric acid1 buffered with ammonium fluoride) or by ion milling. The etching process can also be used to optical fibers with lower modal dispersion from optical fibers with larger Manufacture diameter.

Die Erfindung umfaßt auch ein Herstellungsverfahren für mit einer geätzten optischen Faser ausgestatteten Einrichtung. Für das Verfahren wird eine Form hergestellt aus Material, das den ätzvorgang nicht stört. Die Form wird benutzt, um die zu ätzende Faser in der Lage zu halten, die sie in der fertigen Einrichtung haben soll, wobei die Form ohne Zerstörung des bereits fertiggestellten Teiles der Einrichtung wieder entfernt wird0 In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Einrichtung mit einem optischen Demodulationasystem versehen, das die Brauchbarkeit der Energiefühler verbessert, indem das Ausgangesignal eines Energie fühlers tatsächlich optisch demoduliert wird. Damit werden die enormen Bandbreiten, die das elektronische Demodulationasystem bisher erforderte, wesentlich verringert. Das optische Demodulationssystem gestattet auch eine Multiplexanordnung für mehrere Energiefühler an derselben optischen Fasern wodurch die Kosten für ein System mit einer Vielzahl von Fühlern, wie z. B. eine Hydrophonanordnung, wesentlich verringert werden.The invention also encompasses a manufacturing method for having a etched optical fiber-equipped facility. A Mold made of material that does not interfere with the etching process. The shape is used in order to be able to keep the fiber to be etched in the finished facility should have, the shape without destroying the already completed part of the Device is removed again0 In a further embodiment of the invention, the Facility provided with an optical demodulation system that the usability the energy sensor improves the output signal of an energy sensor actually is optically demodulated. This means that the enormous bandwidths that the electronic Demodulationasystem required so far, significantly reduced. The optical demodulation system also allows a multiplex arrangement for several energy sensors on the same optical Fibers reducing the cost of a system with a variety of Sensors, such as B. a hydrophone assembly can be significantly reduced.

Das optische Demodulationssystem sieht vor, daß jeder Energiefühler zwischen den Gliedern eines Paares von in der Länge beschränkten Bragg-Reflektoren angeordnet wird, die in der optischen Faser ausgebildet werden. Jedes Paar derart angeordneter Reflektoren bildet einen Interferometer vom Fabry-Perot-Typ, der nur Resonanzen für die Teile des elektromagnetischen Spektrums enthält, in welchem die Bragg-Reflektoren arbeiten. Da jeder Energiefühler zwischen den Reflektoren eines Paares liegt, werden, wenn bei Aufnahme von Signalenergie die optische Weglänge des Fühlers sich entsprechend ändert, die Resonanzen des Fabry-Perot-Interferometers spektral verschoben. Das System demoduliert diese Spektralverschiebung teilweise durch Benutzung eines zweiten Fabry-Perot-Intßrferometers, der auch Analysator-Interferometer genannt wird und dessen Resonanzen spektral getrennt liegen mit Bezug auf das Interferometer, das den Energiefühler enthält, wodurch eine Verstärkung der Spektralverschiebung verursacht wird. Das Ausgangssignal der Kombination aus Energiefühler-Interferometer und Analysator-Interferometer hat eine größere Spektralverschiebung.The optical demodulation system provides that each energy sensor between the links of a pair of limited length Bragg reflectors which are formed in the optical fiber. Every couple like that arranged reflectors forms a Fabry-Perot type interferometer, which only Contains resonances for the parts of the electromagnetic spectrum in which the Bragg reflectors work. Since each energy sensor between the reflectors has one Pair lies, if the optical path length when absorbing signal energy of the probe changes accordingly, the resonances of the Fabry-Perot interferometer spectrally shifted. The system partially demodulates this spectral shift by using a second Fabry-Perot interferometer, which is also the analyzer interferometer and whose resonances are spectrally separated with respect to the interferometer, which contains the energy sensor, whereby an amplification of the spectral shift caused. The output signal of the combination of energy sensor interferometer and analyzer-interferometer has a larger spectral shift.

als die ursprüngliche Spektralverschiebung, und zwar um einen Verstärkungsfaktorr der durch die in der Beschreibung abgeleiteten Gleichungen bestimmt wird. Weiter ist die Verwendung von mehr als einem Analysator-Interferometer vorgesehen, von denen jeder eine andere Verstärkung verursacht. Die sich ergebenden Vsrstärkungen können so genutzt werden, daß Ausgangssignala entstehen, von denen jedes einer besonderen Ziffer der Zahl entsprichtR die die ursprüngliche Spektralverschiebung ausdrückt, wodurch die Bandbreite der elektronischen Detektoren und des Zeitdemodulators verringert wird.than the original spectral shift by a gain factor which is determined by the equations derived in the description. Further is the use from more than one analyzer interferometer each of which causes a different gain. The resulting Amplifications can be used to produce output signals from which each corresponds to a particular digit of the number R which is the original spectral shift expresses the bandwidth of the electronic detectors and the time demodulator is decreased.

Das optische Demodulationssystem ermöglicht auch die Multiplex-Anordnung mehrerer Energiefühler an derselben Faser dadurch, daß jedesReflektorpaar, das einem Fühler zugeordnet ist, Reflexionsbanden aufweist, die von denen der anderen Reflektorpaare verschieden sind.The optical demodulation system also enables the multiplex arrangement several energy sensors on the same fiber in that each pair of reflectors that one Sensor is assigned, has reflection bands that are different from those of the other reflector pairs are different.

Das System arbeitet mit einem Uellenlängen-Abtastlaser, der jeweils über die Resonanzen eines Reflektorpaares zur Zeit abtastet.The system works with a wavelength scanning laser, each currently scans through the resonances of a pair of reflectors.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen die Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt ist. Es zeigen: Fig. 1 einen stark vergrõBerten Querschnitt durch eine optische Einzelmodus-Faser, Fig. 2 einen entsprechenden Suerschnitt durch die Einzelmodus-Faser der Fig. ?nach erfindungsgemäßer Ätzung, Fig. 3 einen stark vergrößerten Querschnitt durch eine Kernfaser großen Durchmssers, Fig. 4 einen entsprechenden Querschnitt der Faser der Fig. 3 nach erfindungsgemäßer Ätzung und Beschichtung, Fig. 5 eine Endansicht eines akustischen Energiefühlers, Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 der Fig.5, Fig. 7 eine vergrößerte Teildarstellung des von dem Kreispfeil 7 in Fig. 6 umschlossenen Bereiches, Fig. 8 eine Endansicht eines weiteren akustischen Energiefühlers nach der Erfindung, Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Linie 9-9 der Fig.8, Fig.10 eine Form und eine optische Einzelmodus-Faser in erfindungsgemäßer Anordnung für den Zweck der Herstellung von faseroptischen Energiefühlern, Fig. 11 einen nur die Form der Fig. 10 betreffenden Querschnitt nach Beschichtung mit einem Schutzmaterial, Fig. 12 die Form und die optische Einzelmodus-Faser gemaß Fig. 10 nach Atzung und Beschichtung, Fig. 13 eine Endansicht einer für die Erfindung verwendbaren, zusammenlegbaren Form, Fig. 14 ein Schema eines optischen Demodulationssystems, Fig. 15 die Darstellung einer typischen Übertragung von einem Reflektorpaar entsprechend z0 Bo dem Paar 25 in Fig. 14, Fig. 16 ein Diagramm eines Laser-Ausgangssignals zur Verwendung für das optische Demoduletionesystem der Fig. 14, Fig. 17 schematisch einen Interferometer-Demodulator für Vielfach-Analyse zur Verwendung anstelle des mit der gestrichelten Linie W gekennzeichneten Teiles des optischen Demodulationssyatems der Fig. 14 und Fig. 18 ein Beispiel für eine Zeitdemodulator-Schaltung für die Einrichtung gemäß Fig. 14 bzw. Fig. 17.Further advantages and features of the invention emerge from the claims as well as from the following description and drawings in which the invention for example, is explained and shown. They show: FIG. 1 a greatly enlarged Cross-section through a single-mode optical fiber, FIG. 2 shows a corresponding cross-section through the single mode fiber of FIG.? after etching according to the invention, FIG greatly enlarged cross-section through a core fiber of large diameter, FIG corresponding cross section of the fiber of FIG. 3 after etching according to the invention and Coating, FIG. 5 is an end view of an acoustic energy sensor, FIG. 6 is a Cross section along the line 6-6 of FIG. 5, FIG. 7 shows an enlarged partial illustration of the area enclosed by the circular arrow 7 in FIG. 6, FIG. 8 an end view of a further acoustic energy sensor according to the invention, FIG. 9 shows a cross section along line 9-9 of Figures 8, 10 shows a mold and single mode optical fiber in an arrangement according to the invention for the purpose of manufacturing fiber optic Energy sensors, FIG. 11 relates only to the shape of FIG Cross section after coating with a protective material, Fig. 12 the shape and the single mode optical fiber according to Fig. 10 after etching and coating, Fig. 13 a End view of a collapsible mold useful in the invention, FIG. 14 a diagram of an optical demodulation system, FIG. 15 a representation of a typical one Transmission from a reflector pair corresponding to z0 Bo the pair 25 in Fig. 14, Fig. Fig. 16 is a diagram of a laser output for use in the optical demodulation system 14, 17 schematically show an interferometer demodulator for multiple analysis for use instead of the part marked with the dashed line W. of the optical demodulation system of Figs. 14 and 18 is an example of a Time demodulator circuit for the device according to FIG. 14 or FIG. 17.

Die Erfindung betrifft einen hochempfindlichen, faaeroptiu schen Energiefühler und ein optisches Demodulationsaystm das das Ausgangssignal des Energiefühlere in ein elektrisches Analogsignal umwandelt. Nachfolgend wird zunächst der Energiefühler und danach des Dsmodulationssystem erläutert.The invention relates to a highly sensitive, Faaeroptiu's energy sensor and an optical demodulation system that converts the output of the energy sensor into converts an electrical analog signal. The next step is the energy sensor and then explained the modulation system.

Fig. 1 und 2 zeigen vergrößerte Querschnitte einer optischen Einzelmodus-Faser vor bzw. nach dem Atzen. Die Glasumkleidung 2-1 des Faserkernes 1-1 hat eine radiale Dicke von K und wird durch Ätzung auf die verringerte Dicke von R gebracht. Sowohl in Fig. 1 als auch Fig. 2 hat der Kern 1-1 bzw. 1-2 einen Durchmesser V, der durch die Ätzung unverändert bleibt, da sie nur auf die Außenfläche der Faser wirkt.Figures 1 and 2 show enlarged cross sections of a single mode optical fiber before or after etching. The glass cladding 2-1 of the fiber core 1-1 has a radial one Thickness of K and is brought to the reduced thickness of R by etching. As well as In Fig. 1 and Fig. 2, the core 1-1 or 1-2 has a diameter V, which through the etch remains unchanged since it only acts on the outer surface of the fiber.

Die Brauchbarkeit einer solchen Faser wird zunächst mit Bezug auf ihre Empfindlichkeit erläutert-und danach mit Bezug auf die Einfachheit der Herstellung von Einrichtungen, die geätzte Einzelmodus-Fasern benutzen. Bei einer gegebenen, aufzunehmenden oder festzustellenden Menge an Signalenergie E zeigt die Faser mit der Länge L und der Gesamtquerschnittfläche S1 der Fig. 1 eine Streckung um Hierin ist YO der Elastizitätsmodul des Fasermaterials, der hier als konstant und gleich dem von geschmolzenen Quarz angenommen werden kann. Unter Benutzung derselben Ableitung wie vorstehend, jedoch nach Einführung der verringerten Umkleidungsstärks in die Gleichung (I) ergibt sich die Größe der Streckung mitL2, wenn die geätzte Faser der gleichen vorgegebenen Menge an Signalenergie E ausgesetzt wird #L2 # 2 L E (II).The usefulness of such a fiber will first be discussed with reference to its sensitivity - and then with reference to the ease of manufacture of devices employing single mode etched fibers. For a given amount of signal energy E to be recorded or determined, the fiber with the length L and the total cross-sectional area S1 in FIG. 1 shows a stretching around Here, YO is the modulus of elasticity of the fiber material, which can be assumed here to be constant and equal to that of fused quartz. Using the same derivation as above, but after introducing the reduced casing thickness into equation (I), the amount of stretching is L2 when the etched fiber is exposed to the same predetermined amount of signal energy E # L2 # 2 LE (II).

S2 Yo Hierin ist S2 die Querschnittsfläche der geätzten Faser. S2 Yo where S2 is the cross-sectional area of the etched fiber.

Da S1 größer als S2 ist, ergibt sich aus den Gleichungen (I) und (II), daß AL2 > ßL1 ist.Since S1 is greater than S2, it follows from equations (I) and (II), that AL2> ßL1.

Danach ist für eine gegebene Menge an Signalenergie die nn der geätzten Einzelmodus-Faser auftretende änderung in der optischen Weglänge größer als in einer normalen Einzelmodus-Faser. Das führt zu einem größeren Umfang an Fasenmodulation des in dem Kern laufenden Lichtes.Thereafter, for a given amount of signal energy, the nn is the etched The change in the optical path length that occurs is greater than in a single-mode fiber normal single mode fiber. This leads to a greater amount of phase modulation of the light running in the core.

Weiter ist zu berücksichtigen, daß Fasern mit sehr kleinem Gesamtdurchmesser schwierig nach den bisher bekannten Verfahren herzustellen und nach der Herstellung schwierig zu handhaben sind. Dagegen können mit den hier beschriebenen Verfahren Fasern hergestellt werden, die eine verringerte Umkleidungsdicke haben, wobei von leicht herzustellenden Fasern größeren Durchmessers ausgegangen wird. Die Einrichtungen werden dabei 90 weit zusammengebaut, daß die Faser mit dem größeren Durchmesser sich an der vorge sehenen Stelle befindet. Danach kann die Faser geätzt werden, so daß eine weiter Handhabung einer dünnen Faser oder einer Faser mit verringerter Umkleidung sich erfibrigt.It must also be taken into account that fibers with a very small overall diameter difficult to manufacture by the previously known methods and after manufacture are difficult to use. You can, however, use the methods described here Fibers are produced which have a reduced cladding thickness, from easy-to-manufacture fibers of larger diameter are assumed. The facilities are assembled 90 far that the fiber with the larger diameter is in the intended location. Then the fiber can be etched will, so that a further handling of a thin fiber or a fiber with reduced Changing is required.

Austührliche Erlduterungen folgen weiter unten.Full explanations follow below.

Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, kann der Querschnitt einer optischen Faser 3-3 mit großem Durchmesser F aus Kernmaterial, d. h. Silikatglas, durch Ätzung in eine dünne Faser 4-4, Fig. 4, mit einem verringerten Durchmesser G verwandelt werden. Die Faser mit dem Durchmesser G kann dann mit einem Material 5-4 beschichtet uerden, das einen geringeren Brechungsindex als die Faser selbst hat, z. B. mit RTV 670 Silikon-Gummi (Typenbezeichnung der Fa. General Electric Corporation). Damit wird eine Faser hergestellt, die einen Kern mit kleinem Durchmesser aufweist. Eine solche Faser mit kleinem Kern ist nützlich, um mit einer geringen Zahl von geführten optischen Wellentypen zu arbeiten.As shown in FIGS. 3 and 4, the cross section of an optical Large diameter fiber 3-3 F of core material, d. H. Silicate glass, by etching transformed into a thin fiber 4-4, Fig. 4, with a reduced diameter G. will. The fiber with diameter G can then be coated with a material 5-4 uerden, which has a lower refractive index than the fiber itself, e.g. B. with RTV 670 silicone rubber (type designation from General Electric Corporation). In order to a fiber is made which has a small diameter core. One Such small core fiber is useful to be guided with a small number of optical wave types to work.

In einem praktischen Beispiel rur den Xtzvorgang hat die Faser 3-3, Fig. 3, einen Durchmesser von 80 µm bis zu 100t m, und der geätzte Kern 4-4 der Fig. 4 kann einen Durchmesser ia Bereich von 50/um bis 5,im haben.In a practical example for the Xtz process, the fiber has 3-3, Fig. 3, a diameter of 80 microns up to 100t m, and the etched core 4-4 of the 4 can have a diameter generally in the range from 50 μm to 5 μm.

Ein nach der Erfindung ausgeführter, hydroakustischer Energiefühler ist in den Fig. 5 bis 7 dargestellt. Der Fühler hat eine allgemein zylindrische Form, siehe Fig.5 und 6, und weist ein starres, zylindrisches Skelett 6 auf, das z. 5. aus Aluminium hergestellt sein kann, siehe Fig. 6. Die Außenfläche des zylindrischen Skelettes hat zwischen den Ebenen H und J einen verringerten Durchmesser. Um dieses zylindrische Skelett liegt eine Membran 7 aus nachgiebigem Material, das radiale Windungen einer optischen Einzelmodus-Fasar 8 enthält Ein nachgiebiges Material für diesen Zweck ist z.B.A hydroacoustic energy sensor designed according to the invention is shown in Figs. The feeler is generally cylindrical in shape Shape, see Fig. 5 and 6, and has a rigid, cylindrical skeleton 6, the z. 5. can be made of aluminum, see Fig. 6. The outer surface of the cylindrical skeleton has a reduced diameter between the H and J planes. Around this cylindrical skeleton is a membrane 7 made of flexible material that radial turns of a single mode optical fiber 8 contains a compliant material for this purpose e.g.

Silikongummi oder PVC. Die von der Membran gebildete Buchse ist an den Enden 13' größeren Durchmessers des zylindrischen Skelettes 6 bei 13 fest zementiert oder durch Klemmung 14 befestigt. Dadurch wird ein Raum 9 zwischen der nachgiebigen Membran 7 und dem starren zylindrischen Skelett 6 auf dem Teil gebildet, auf dem der Durchmesser des starren Skelettes verringert ist.Silicone rubber or PVC. The socket formed by the membrane is on the ends 13 'of larger diameter of the cylindrical skeleton 6 firmly cemented at 13 or fastened by clamp 14. This creates a space 9 between the flexible Diaphragm 7 and the rigid cylindrical skeleton 6 formed on the part on which the diameter of the rigid skeleton is reduced.

In der Wandung des starren zylindrischen Skelett 6 sind in dem Abschnitt verringerten Durchmessers Ausgleichelöcher 10 vorgesehen, die sich von der Innenwandung des zylindrischen Skelettes nach dem Raum zwischen der Membran 7 und dem starren Skelett 6 erstrecken.In the wall of the rigid cylindrical skeleton 6 are in the section reduced diameter compensation holes 10 are provided, which protrude from the inner wall of the cylindrical skeleton after the space between the membrane 7 and the rigid Skeleton 6 extend.

An der Innenwand des zylindrischen Skelett sind Vorsprünge 11 (siehe Fige 6). An der Innenseite des zylindrischen Skeletts 6 ist auch eine nachgiebige Blass 12 gespannt, die als Ballastvorrat dient und einen Behälter 16 bildet, der durch die Öffnungen 10 mit dem Raum 9 in Verbindung steht. Die Raume 16 und 9 sind mit einem zweiten viskosen, nachgiebigen Material gefüllt, wie Luft, He oder einem Silikonöl. Weiter sind Endkappen 17 vorgesehen, die einen zusätzlichen Raum 16', Fig. 6, bilden und mit Löchern 15 versehen sind, die durch die Endkappen hindurchgehen.On the inner wall of the cylindrical skeleton there are protrusions 11 (see Fig 6). On the inside of the cylindrical skeleton 6 is also a flexible one Pale 12 stretched, which serves as a ballast supply and forms a container 16, the communicates with the space 9 through the openings 10. Rooms 16 and 9 are filled with a second viscous, resilient material, such as air, He or one Silicone oil. Next are end caps 17 provided that an additional Space 16 ', Fig. 6, and are provided with holes 15 through the end caps go through.

Das in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellte Hydrophon arbeitet in der nachfolgend beschriebenen Weise. Das Hydrophon wird in die Flüssigkeit getaucht, in der die zu messenden, akustischen Wellen auftreten. In irgendeiner bestimmten Tiefe wird der statische Druck in den Räumen 9 und 16 gleich dem statischen Druck in der außerhalb des Hydrophons befindlichen Flüssigkeit dadurch, daß eine gewisse Menge dieser Flüssigkeit durch die Öffnungen 15 in das Hydrophon eintritt und dann die Blase 12 um die Vorsprünge 11 spannt, wie durch die gestrichelten Linien 12' angedeutet ist. Dadurch wird das zweite viskose, nachgiebige Material in den Räumen 16 und 9 zusammengedrückt. Wenn der Druck in den Räumen 16 und 9 plus dem zusätzlichen Druck, der durch die Spannung der Blase 12 erzeugt uird, gleich dem äußeren Druck ist, hört das Einfließen von Flüssigkeit durch die Löcher 15 auf. Die Löcher 15 und/oder die Ausgleichslöcher 10 sind ausreichend klein, so daß die Ausgleichung Zeitspannen in Anspruch nimmt, die wesentlich größer als die Perioden der zu messenden, akustischen Drücke sind.The hydrophone shown in Figs. 5, 6 and 7 operates in the described below. The hydrophone is immersed in the liquid, in which the acoustic waves to be measured occur. In any particular one Depth, the static pressure in spaces 9 and 16 is equal to the static pressure in the liquid located outside the hydrophone in that a certain Amount of this liquid enters the hydrophone through the openings 15 and then the bladder 12 tensions around the projections 11, as indicated by the dashed lines 12 ' is indicated. This becomes the second viscous, resilient material in the rooms 16 and 9 pressed together. If the pressure in rooms 16 and 9 plus the additional Pressure generated by the tension of the bladder 12 is equal to the external pressure is, the inflow of liquid through the holes 15 stops. The holes 15 and / or the compensation holes 10 are sufficiently small so that the compensation Takes up periods of time that are significantly greater than the periods of the to be measured, acoustic pressures are.

Die vom Hydrophon zu messenden, akustischen Signale treten als wechselnde Änderungen in dem umgebenden Flüsslgo keitsdruck auf. Da diese Xnderungen nicht durch die Blasenanordnung ausgeglichen werden, verursachen sie statt dessen eins radiale Ausdehnung und Zusammenziehung der nachgiebigen Membran 7, mit entsprechender Streckung und Zusammenziehung des geätzten Einzelmodus-Faser So Für die Anwendungen, die erfordern, daß der hydroskustische Fühler der Fig. 5 bis 7 in Bewegung ist, während er für die Aufnahme hydroskustischer Signale benutzt wird, sieht die Erfindung Verstärkungsatränge oder -fäden vor, z. B. die Fasern 8' in den Fig. 6 und 7, die parallel zur Achse des starren Zylinders befestigt sind. Die Fasern 8' sind an der Außen- und/oder Innenfläche der nachgiebigen Membran 7 befestigt und erstrecken sich unter den Klemmringen 14 hindurch über den starren Zylinder 6. Die Klemmflächen sind die Abschnitte 132 des starren Zylinders 6, auf dem die nachgiebige Membran 7 befestigt ist. Derartige Verstärkungsfasern a9 können z. B. aus KEVLAR sein, einer Reifencord-Faser, die von der Firma DuPont hergestellt wird, oder aus Glas. Solche Verstärkungsfasern 8' sind vorgesehen, um die Längsfestigkeit der nachgiebigen Membran 7 zu erhöhen. Falls daher der hydroakustische Fühler der Fig. 5 bis 7 in Richtung der Achse des starren Zylinders 6 beschleunigt werden sollte, wird die sich ergebende Deformation der nachgiebigen Membran 7 verringert durch die VerstärkungsPasern 8' der Fig. 6 und 7. Durch die Anordnung parallel zur Achse des starren Zylinders 6 wird durch die Verstärkungsfasern 8' der Widerstand nicht merklich vergrößert, den die nachgiebige Membran gegenüber radialen Formänderungen zeigt, die durch die wahrzunehmenden, akustischen Signale veranlaßt werden. Weiter kann die Masse der nachgiebigen Membran ebenso wie die Dichte der Bindungen 8 der Einzelmodus-Faser geändert werden; dadurch verschiebt sich die hydroskustische Ansprechfrequenz.The acoustic signals to be measured by the hydrophone step as changing changes in the surrounding fluid pressure. Since these changes are not balanced by the bubble arrangement, they instead cause them one radial expansion and contraction of the resilient membrane 7, with a corresponding Elongation and contraction of the etched single-mode fiber So for the applications, which require the hydroscopic sensor of Figures 5 to 7 to be in motion, while it is used for the acquisition of hydroscopic signals, the invention sees Reinforcement strands or threads before, e.g. B. the fibers 8 'in Figs. 6 and 7, the are attached parallel to the axis of the rigid cylinder. The fibers 8 'are on the Outer and / or inner surface of the compliant membrane 7 attached and extending under the clamping rings 14 through over the rigid cylinder 6. The clamping surfaces are the sections 132 of the rigid cylinder 6 on which the resilient membrane 7 is attached. Such reinforcing fibers a9 can, for. B. be from KEVLAR, one Tire cord fiber manufactured by DuPont or made of glass. Such Reinforcing fibers 8 'are provided to increase the longitudinal strength of the resilient membrane 7 to increase. If, therefore, the hydroacoustic sensor of FIGS. 5 to 7 is in the direction the axis of the rigid cylinder 6 should be accelerated, the resulting Deformation of the flexible membrane 7 is reduced by the reinforcing fibers 8 'of Figs. 6 and 7. Due to the arrangement parallel to the axis of the rigid cylinder 6 the resistance is not noticeably increased by the reinforcing fibers 8 ', which the compliant membrane shows against radial changes in shape caused by the audible signals to be perceived. Next can the mass of compliant membrane as well as the density of the bonds 8 of the single mode fiber be changed; this shifts the hydro-acoustic response frequency.

Fig. 8 und 9 zeigen ein weiteres Beispiel eines hydroakustischen Fühlers mit einer nachgiebigen Membran 7-9, in der eine Spirale einer Einzelmodus-Faser 8-9 enthalten ist. breiter ist ein innerer Zylinder 202 aus einem elastisch nachgiebigen Material, wie z. B. Silikongummi, vorgesehen, der in Berührung mit der Innenwand der nachgiebigen Membran 7-9 ist. Verstärkungsstränge, z. 8. Fasern 201, liegen parall zur Achse der nachgiebigen Membran 7-9 und sind in mechanischem Kontakt mit dem Material 202 des inneren Zylinders, so daß die Längsfestigkeit des inneren Zylinders erhöht wird, ohne das dadurch die radiale Nachgiebigkeit merklich abgeändert wird. Die Verstärkungsfasern 201 können aus KEVLAR oder Glas hergestellt sein und können in ihrer Längserstreckung über die Enden des nachgiebigen Materials hinausgehen und dann dazu dienen, um den Fühler an entsprechender Stelle zu befestigen. Der innere, nachgiebige Zylinder 202 kann auch in seiner Längserstreckung weiterreichen und damit für die Anordnung und Befestigung des Fühlers verwendet werden. Weiter kann auch vorgesehen werden, daß die Verstärkungsfasern 201 mechanisch an der Außenseite der nachgiebigen Membran 7-9 parallel zu deren Achse befestigt sind, um deren Längsfestigkeit zu erhöhen0 Durch die Erhöhung der Längefestigkeit des Fuhlers wird nicht nur dessen Dauerhaftigkeit erhöht, sondern auch die Größe der radialen Dehnung und Zusammenziehung verringertR die sich aus Längsbeschletinigungen des Fühlers ergeben, ohne dabei seine Ansprache, d. h. die radiale Dehnung und Zusammenziehung bei akustischen Signalen, zu verringern.Figs. 8 and 9 show another example of a hydroacoustic sensor with a compliant membrane 7-9 in which a spiral of single-mode fiber 8-9 is included. wider is an inner cylinder 202 made of an elastically resilient Material such as B. silicone rubber, provided which is in contact with the inner wall the compliant membrane is 7-9. Reinforcement strands, e.g. 8. Fibers 201, lie parallel to the axis of the compliant membrane 7-9 and are in mechanical contact with the material 202 of the inner cylinder, so that the longitudinal strength of the inner cylinder is increased without the radial compliance is noticeably changed. The reinforcing fibers 201 can and can be made of KEVLAR or glass go beyond the ends of the resilient material in their longitudinal extension and then serve to the feeler at the appropriate point attach. The inner, resilient cylinder 202 can also extend in its longitudinal direction pass on and thus used for the arrangement and attachment of the sensor will. Furthermore, it can also be provided that the reinforcing fibers 201 are mechanical attached to the outside of the resilient membrane 7-9 parallel to its axis to increase their longitudinal strength 0 By increasing the longitudinal strength of the sensor not only increases its durability, but also its size the radial expansion and contraction decreases the resulting from longitudinal accelerations of the feeler without affecting its address, d. H. the radial expansion and contraction with acoustic signals.

Der hydroskustische Fühler der Fig0 8 und 9 wird so gingesetzt, daß der Fühler in die Flüssigkeit getaucht wirdp in der die akustischen Signale stattfinden. Die periodischen Druckänderungen, die in einem akustischen Signal auf treten, veranlassen die nachgiebige Membran 7-9, sich auszudshnen und zusammenzuziehen. Wenn die Membran 7-9 sich ausdehnt und zusammenzieht, streckt oder komprimiert sie die geätzte, optische Einzelmodus-Faser 8-9 und moduliert dadurch die elektromagnetische Strahlung, die innerhalb des Kerns der Faser 8-9 läuft. Da weiter der innere Zylinder auch radial nachgiebig ist, bietet er geringeren WBdekstand für die Dehnung und Zusammenziehung der nachgiebigen Membran. Der Fühler der Fig. 8 und 9 benutzt als Einzelmodus-Faser 8-9 eine geätzte Einzelmodus-Faser.The hydroscustic sensor of Fig0 8 and 9 is set so that the sensor is immersed in the liquid in which the acoustic signals take place. The periodic pressure changes, which occur in an acoustic signal, cause the resilient membrane 7-9 to expand and contract. When the membrane 7-9 expands and contracts, it stretches or compresses the etched, optical Single mode fiber 8-9 and thereby modulates the electromagnetic radiation that runs within the core of fiber 8-9. Since further the inner cylinder is also radial is compliant, it provides less resistance to expansion and contraction the yielding Membrane. The sensor of Figs. 8 and 9 is used as a Single mode fiber 8-9 an etched single mode fiber.

Die geätzte Einzelmodus-Faser nach der Erfindung kann in allen Energiefühlern genutzt werden, bei denen eine Signalenergie eine Einzelmodus-Faser in Längsrichtung streckt oder zusammendrückt und dadurch eine Änderung in der optischen Weglänge der Faser bewirkt. Energiefühler dieser Art können optische Fasern für Wellentypen niedriger Ordnung (Low order mode) verwenden, wenn die modale Dispersion solcher Fasern klein genug ist, um ausreichende, optische Kohärenz über die gesamte Länge des Zusammenwirkens aufrechtzuerhalten.The single mode etched fiber of the invention can be used in all energy sensors can be used in which a signal energy is a single mode fiber in the longitudinal direction stretches or compresses and thereby a change in the optical path length the fiber causes. Energy sensors of this type can be optical fibers for wave types Use low order mode if the modal dispersion is such Fibers are small enough to have adequate optical coherence over their entire length of cooperation.

Für derartige Energiefühler sind nach der Erfindung dünne Fasern gemäß Fig. 4 vorgesehen. Zu beachten ist, daß jede optische Faser geätzt werden kann, um ihre Empfindlichkeit auf in Längsrichtung gehende Streckungen und Kompressionen zu erhöhen, wie z. B. Multimode-Stufenindex-Fasern. In den Fällen, in denen die Glasumkleidung einer Stufenindex-Faser durch Ätzen entfernt wird, wodurch ihre Leistungsfähigkeiten für elektromagnetische Strahlung geschwächt werden kann, sieht die Erfindung vor, daß die sich ergebende Faser mit einem Material 2-2', Fig. 2, beschichtet wird, dessen optischer Index geringer als der des Faserkernes ist, wie z. 8. Silikongummi RTV 670, wodurch die Fähigkeit zur Leitung elektromagnetischer Strahlung wiederhergestellt wird0 Daher umfaßt die Erfindung geätzte, optische Fasern ebenso wie geätzte, optische Einzelmodus-Fasern. In der Beschreibung und den Ansprüchen sollen diese Bezeichnungen austauschbar sein, sofern die geätzte Faser eine ausreichend geringe, modale Dispersion hat, um die optische Kohärenz für die richtige Arbeitsweise des Geräts ausreichend aufrechtzuerhalten, und wenn der Zweck der Uerwendung geätzte optischer Fasern darin liegt, die Empfindlichkeit gegenüber Längsetreckungen oder zusammendrückungen zu erhöhen, oder wenn der Zweck ist, eine Faser für einen Wellentyp niedriger Ordnung zu schaffen, d. h. eine Faser mit niedriger, modaler Dispersion, oder wenn beide vorstehenden Zwecke gleichzeitig erfüllt werden sollen.For such energy sensors, thin fibers are according to the invention Fig. 4 is provided. Note that any optical fiber can be etched about their sensitivity to lengthways stretching and compressions to increase, such as B. Multimode step index fibers. In those cases where the Glass cladding of a step index fiber is removed by etching, increasing its capabilities can be weakened for electromagnetic radiation, the invention provides that the resulting fiber is coated with a material 2-2 ', Fig. 2, whose optical index is lower than that of the fiber core, e.g. 8. Silicone rubber RTV 670, thereby restoring the ability to conduct electromagnetic radiation Thus, the invention encompasses etched optical fibers as well as etched optical fibers Single mode fibers. In the description and claims, these terms should be interchangeable, provided that the etched fiber has a sufficiently low modal dispersion that the maintain sufficient optical coherence for the device to function properly, and if the purpose of using etched optical fibers is, sensitivity to increase in relation to longitudinal extensions or compressions, or if the purpose is to provide a fiber for a low order mode, i. H. one fiber with low, modal dispersion, or when both of the above purposes are simultaneous should be fulfilled.

Für die Herstellung von faseroptischen Energiefühlern, die mit geätzten Einzeimodus-Fasern ausgestattet sind, wird zunächst eine Form hergestellt, welchs die zu ätzende Faser in der Konfiguration oder Anordnung aufnimmt, in der sie in dem bestimmten, herzustellenden Fühler benutzt werden soll. Im Fall des Hydrophons der Fig. 5 bis 7 hat die Faser die Form einer Spirale. Eine geeignete Form für diesen Zweck ist ein Zylinder 18, siehe Fig. 10, in dessen Umfang eine Spiralrille 19' eingeschnitten ist, in die eine nicht geätzte, optische Faser 20 eingelegt wird. Falls die Form nach dem Ätzen entfernt werden soll, sollte die Form aus einem Material sein, das bei Temperaturen, die der Faser oder dem nachgiebigen Membranmaterial nicht schaden, schmilzt oder sich verflüssigt, oder daß in die für die Faser und das Membranmaterial unschädlichen Flüssigkeiten aufgelöst werden kann. Ein solches Material ist z. 8.For the production of fiber optic energy sensors that are etched with Single-mode fibers are equipped, a shape is first made, which receives the fiber to be etched in the configuration or arrangement in which it is in the particular sensor to be manufactured is to be used. In the case of the hydrophone 5 to 7, the fiber is in the form of a spiral. A suitable shape for this The purpose is a cylinder 18, see Fig. 10, in the circumference of which a spiral groove 19 ' is cut into which a non-etched optical fiber 20 is inserted. If the mold is to be removed after etching, the mold should be made of one material be that at temperatures similar to those of the fiber or the resilient membrane material does not harm, melts or liquefies, or that in for the fiber and the membrane material can be dissolved into harmless liquids. One such Material is e.g. 8th.

Bienenwachs. Da außerdem derartige Formmaterialien sogar die Ätzung der Faser gefährden könnten, z. 8. indem das Wachs stellenweise an der Faser anhaftet und diese Stellen gegen das Ätzmittel abschirmt, werden Formen aus solchen Materialien zunächst dadurch mit einem dünnen Überzug versehen, indem sie in eine Lösung aus einem Schutzmaterial 21, Fig. 11, getaucht oder mit dem Material besprüht werden, das nach Härtung den ätzvorgang nicht beeinflußt.Beeswax. In addition, since such molding materials even require the etching could endanger the fiber, e.g. 8. by the wax adhering to the fiber in places and shielding these locations from the etchant, molds made of such materials become first by applying a thin coating by putting them in a solution a protective material 21, Fig. 11, dipped or sprayed with the material, that does not affect the etching process after hardening.

Brauchbare Schutzmaterialien dieser Art sind z. B. die von Optelecom hergestellte Kunststoff-Umkleidungslösung Type 139 mit niedrigem Index, oder das von Pennwalt Chemical Co.Usable protective materials of this type are e.g. B. that of Optelecom manufactured plastic casing solution type 139 with low index, or that by Pennwalt Chemical Co.

hergestellte Kynar, ein Vinylidenfluorid. In Fällen, in denen die zu ätzende Faser keins für die Lichtleitung ausreichende Glasumkleidung aufweist, sieht die Erfindung vor, daß das Schutzmaterial einen geringeren optischen Brechungsindex als den des Faserkernes aufweist. Die eben genannten Materialien haben z. 8. optische Indizes, die geringer als der von Silikatglas ist.manufactured Kynar, a vinylidene fluoride. In cases where the the fiber to be etched does not have a glass cladding sufficient for light transmission, the invention provides that the protective material has a lower optical refractive index than that of the fiber core. The materials just mentioned have z. 8. optical Indexes that are lower than that of silica glass.

Falls nötig, kann die Faser auch an der Form befestigt werden, z. 8. mit den Enden des zu ätzenden Kernes, wie bei 22' in Fig. 10 angedeutet ist. Die bereits erwähnten Schutzmaterialien sind für den Zweck der Zementierung der Faser ausreichend.If necessary, the fiber can also be attached to the mold, e.g. 8. with the ends of the core to be etched, as indicated at 22 'in FIG. The protective materials already mentioned are for the purpose of cementing the Fiber sufficient.

Falls Abschnitte der Faser gegen das ztzmittel geschützt werden sollen, können diese Abschnitte auch mit den bereits erwähnten Schutzmaterialien beschichtet werden, wie bei 232 in Fig. 10 angedeutet.If sections of the fiber are to be protected against the etchant, these sections can also be coated with the protective materials already mentioned as indicated at 232 in FIG.

Als nächstes wird die Form 182 mit der darauf angeordneten Faser 20' in ein Bad gesetzt9 des entweder aus Fluorwasser= stoffsäure oder aus mit Ammoniumbifluorid gepufferter Fluorwasserstoffsäure besteht oder aus irgendeiner anderen Chemikalie, die die Glasumkleidung der Faser auflöst oder entfernt. Im allgemeinen wird, falls erforderlich9 das A'tzbad mittels Ultraschall bewegt, um den Zutritt des A"tzmittels zu allen Abschnitten der zu ätzenden Faser zu erleichtem.Next, the mold 182 with the fiber 20 'placed thereon is made placed in a bath of either hydrofluoric acid or ammonium bifluoride buffered hydrofluoric acid or any other chemical which dissolves or removes the glass covering of the fiber. Generally, if required9 the corrosive bath moved by means of ultrasound in order to prevent the corrosive agent from entering to facilitate all sections of the fiber to be etched.

Nach Abschluß des Atzvorganges, dessen Dauer empirisch bestimmt werden kann, wird die Form, die die nunmehr geätzte Faser trägt, aus dem Bad herausgenommen, in Wasser gewaschen, getrocknet und dann in ein Bad mit gelöstem oder geschmolzenem Beschichtungsmaterial getaucht und wieder daraus entfernt, oder mit einer Lösung dieses Materials besprüht oder sonstwie beschichtet9 das nach Härtung9 Trocknung oder Kühlung zu dem nachgiebigen Membranmaterial wirdg Eine Bewegung des Bades mittels Ultraschall wird vorgenommen, falls erforderlich9 um den Zutritt der Beschichtungsflüssigkeit zu allen Abschnitten ringsum die Faser zu erleichtern. Das Beschichtungamaterial kann auch in einem Vakuum aufgebracht werden, um die Gleichförmigkeit der Beschichtung zu verbessern und die Vermeidung von Lufttaschen zu erleichtern.After the end of the etching process, the duration of which can be determined empirically can, the form that carries the now etched fiber is removed from the bath, washed in water, dried and then in a bath with dissolved or molten Coating material dipped and removed from it, or with a solution this material sprayed or otherwise coated9 after curing9 drying or cooling to the compliant membrane material is provided by agitation of the bath Ultrasound is performed, if necessary9, to prevent the ingress of the coating liquid to all sections all around the fiber facilitate. The coating material can also be applied in a vacuum to ensure coating uniformity to improve and facilitate the avoidance of air pockets.

In Fällen, in denen eine Faser verwandet wird, bei der nach dem Ätzen die Umkleidung nicht mehr dick genug ist, um die Leitung einer elektromagnetischen Atrahlung im Kern zu ermöglichen, ist vorgesehen, daß das Beschichtungsmaterial einen Brechungsindex hat, der geringer als der des Kernmaterials ist. Solche Beschichtungsbäder können entweder aus den bereits erwähnten Schutzmaterialien oder aus Silikongummi hergestellt werden, wie z. 8. der Type RTV 670 der Firma General Electric Company. Als Mittel zur Einstellung der Dicke der Beschichtung, die auf der Form nach Herausnahme aus dem Bad zwrückbleibt, kann die Viskosität des Beschichtungsbades entsprechend gewählt werden. Dabei führt ein Beschichtungsbad geringer Viskosität zu dünneren Beschichtungen. Die aus dem Beschichtungsbad herausgenommene Form wird dann gedreht, bis die Beschichtung gehärtet ist, so daß eine gleichmäßige Bedeckung unter Ausnutzung der Schwerkraft erreicht wird. Fig. 12 zeigt die Form und Faser der Fig. 10 nach dem Ätzen und Tauchen. Die geätzte Faser ist mit 20-E und die nachgiebige Membran mit 124 bezeichnet.In cases where a fiber is used, after etching the casing is no longer thick enough to conduct an electromagnetic To enable radiation in the core, it is provided that the coating material has an index of refraction less than that of the core material. Such coating baths can be made either from the protective materials already mentioned or from silicone rubber be made such. 8. Type RTV 670 from General Electric Company. As a means of adjusting the thickness of the coating that is on the mold after removal remains from the bath, the viscosity of the coating bath can accordingly to get voted. A coating bath of low viscosity leads to thinner ones Coatings. The mold removed from the coating bath is then rotated, until the coating is cured, leaving even coverage under use gravity is achieved. FIG. 12 shows the shape and fiber of FIG etching and dipping. The etched fiber is with 20-E and the compliant membrane labeled 124.

Nachdem die Beschichtung gemäß Fig. 12 sich verfestigt hat, werden Löcher durch die Beschichtung und das Schutzmatsrial bis in das Formmaterial hineingebohrt. Der Ort solcher Löcher muß so gewählt werden, daß das Formmateriel durch Schmelzung oder Lösung entfernt werden kann, ohne daß dabei die Faser innerhalb der Beschichtung beschädigt wird. Eine solche Bohrung 125 ist in Fig. 12 gezeigt. Die Form kann aus einem Material wie z. B. Teflon sein, das mit flüssigem Stickstoff gekühlt werden kann, so daß die Flor; sich durch Schrumpfung von der nachgiebigen Membran und dem Schutzmaterial trennt und dadurch ihre Entfernung durch eine viel größere Öffnung 126, Fig. 12, erleichtert, die durch Abschneiden der Membran in der Ebene P, Fig. 12, gebildet worden ist. Weiter kann vorgesehen werden, daß die Form in sich zusammenfällt, um ihre Entfernung zu erleichtern. Für das Hydrophon der Fig. 5 bis 7 ist eine zusammenfallende Form in Endansicht in Fig. 13 dargestellt.After the coating has solidified according to FIG. 12, Holes drilled through the coating and the protective material into the molding material. The location of such holes must be chosen so that the molding material by melting or solution can be removed without leaving the fiber within the coating damaged. Such a bore 125 is shown in FIG. The shape can be made from a material such as B. Teflon, which are cooled with liquid nitrogen can so that the pile; by shrinkage of the resilient membrane and the Protective material separates and thereby its removal through a much larger opening 126, Fig. 12, made easier by cutting off the membrane in the plane P, Fig. 12, has been formed. It can also be provided that the shape collapses, to facilitate their removal. For the hydrophone of FIGS. 5 to 7, one is coincident Shape shown in end view in FIG.

Fig. 13 ist eine Endansicht eines Zylinders 257. Ein entfernbarer Abschnitt 256 dieses Zylinders, auch als Keil zu bezeichnen, erstreckt sich parallel zu der Achse des Zylinders über dessen gesamte Länge.Dsr mit Z Z bezeichnete Pfeil veranschaulicht die Bewegung des Keiles, mit der er leicht entfernt werden kann. Nach Entfernung des Keiles fällt der Zylinder 257 radial zusammen und ermöglicht derart, daß er aus der nachgiebigen Membran nach der Ätzung und dem Tauchen herausgenommen werden kann.Figure 13 is an end view of a cylinder 257. A removable one Section 256 of this cylinder, also referred to as a wedge, extends parallel to the axis of the cylinder over its entire length.Dsr with Z Z marked arrow illustrates the movement of the wedge, which makes it easy to remove. After removing the wedge, the cylinder 257 collapses radially and allows such that it comes out of the resilient membrane after etching and dipping taken out can be.

Falls erwünscht ist, einen faseroptischen Energiefühler herzustellen, der eine nachgiebige Buchse oder Hülle verwendet, die ungeätzte, optische Fasern enthalt, können nach der Erfindung auch der Ätz- und der Wasch-Vorgang aus dem ausführlich erläuterten Herstellungsgang fortgelassen werden.If desired to manufacture a fiber optic energy probe, using a compliant sleeve or sleeve that incorporates unetched optical fibers contains, according to the invention, the etching and washing process from the detailed explained manufacturing process can be omitted.

In Fig. 14 ist das nach der Erfindung vorgesehene, optische Demodulationssystem dargestellt. Es weist eine optische Faser 24 auf, auf der Paare 25 von Bragg-Reflektoren angeordnet sind, die über eine beschränkte Länge verteilt sind. Über beschränkte Länge verteilte Bragg-Reflektoren sind im Sinne der Erfindung Einrichtungen, welche verursachen, daß bestimmte Wellenlängenbanden der elektromagnetischen Strahlung, die in der optischen Faser läuft, teilweise zur Quelle zurückreflektiert und teilweise durch die optische Faser weitergeführt werden, wobei Licht, das spektral außerhalb dieser bestimmten Wellenlängenbanden liegt, nahezu unbehindert weiter durch die optische Faser laufen kann. Solche Reflektoren können dadurch hergestellt werden, indem räumlich periodische Störungen des optischen Indexes der den Kern einer optischen Faser umgebenden Umkleidung induziert werden, so daß die räumliche Periode in einer Richtung parallel zur Achse des Kernes auftritt und die erforderliche Länge der räumlichen Periode nicht die Länge uberschreitet, über die die optische Kohärenz für die optische Faser aufrechterhalten wird. Räumlich periodusche Störungen können dadurch erreicht werden, daß die Umkleidung von einem Längenabechnitt der Faser teilweise entfernt und dann die Faser gegen ein optisches Gitter gesetzt wird, so daß die Zähne des Gitters rechtwinklig zur Achse des Kernes liegen. Die Größe der Reflektivität kann erhöht oder verringert werden, indem mehr oder weniger von der Umkleidung entfernt wird, wodurch das optische Gitter mehr oder wenigar nah zum Kern liegt Derartige Reflektoren können auch hergestellt werden, indem des Verfahren benutzt wird, was von Hill et al entwickelt und beschrieben worden ist in "Photosensitivity in Optical Fiber Waveguides: Application to Reflection Filter Fabrication'l, Applied Physics Letters; Nr. 32(10) vom 15. Mai 1978. Darin ist gezeigt, daß ein Reflexionswellenlängenband eintritt bei #cM # 2nd M (III) Darin ist #cM die Mitte des Reflexionswellenlängenbandes für einen bestimmten Wert M, n der wirksame optische Brechungsindex für den Kern der optischen Faser, d die räumliche Periode der Störungen, die der Bragg-Reflektor erzeugt, und M eine ganze Zahl, die größer als Null ist und als Ordnung des Reflexionebandes bezeichnet wird, Die Breite dXcM ist die volle Spektralbreite eines bestimmten Reflexionsbandes, gemessen über die Hälfte der totalen, reflektierten Intensität, zu der der bestimmte Bragg-Reflektor fähig ist. Dabei gilt 1 ist die Länge des in der Länge begrenzten Bragg-Reflektors.14 shows the optical demodulation system provided according to the invention. It has an optical fiber 24 on which pairs 25 of Bragg reflectors are arranged, which are distributed over a limited length. Within the meaning of the invention, Bragg reflectors distributed over a limited length are devices which cause certain wavelength bands of the electromagnetic radiation traveling in the optical fiber to be partially reflected back to the source and partially passed on through the optical fiber, with light that is spectrally outside of these specific wavelength bands, can continue to run through the optical fiber almost unhindered. Such reflectors can be made by inducing spatially periodic perturbations in the optical index of the cladding surrounding the core of an optical fiber so that the spatial period occurs in a direction parallel to the axis of the core and the required length of the spatial period does not exceed the length through which optical coherence is maintained for the optical fiber. Spatially periodic disturbances can be achieved by partially removing the cladding from a length of the fiber and then placing the fiber against an optical grating so that the teeth of the grating are perpendicular to the axis of the core. The amount of reflectivity can be increased or decreased by removing more or less of the cladding, thereby placing the optical grating more or less close to the core. Such reflectors can also be made using the method developed by Hill et al and has been described in "Photosensitivity in Optical Fiber Waveguides: Application to Reflection Filter Fabrication'l, Applied Physics Letters; No. 32 (10) of May 15, 1978. Therein it is shown that a reflection wavelength band occurs at #cM # 2nd M (III) where #cM is the center of the reflection wavelength band for a given value M, n is the effective optical refractive index for the core of the optical fiber, d is the spatial period of the perturbations produced by the Bragg reflector, and M is an integer which is greater than zero and is referred to as the order of the reflection band. The width dXcM is the full spectral width of a certain reflection band, measured over the H. Half of the total reflected intensity that the particular Bragg reflector is capable of. The following applies here 1 is the length of the Bragg reflector, which is limited in length.

In Fig. 14 sind die Paare 25 der Reflektoren mit A, 8, C... bezeichnet. Die beiden Reflektoren jedes Paares sind so ausgeführt, daß sie teilweise dieselben Wellenlängenbanden reflektieren und dieselben Übertragungsspektren aufweisen, indem z..B. d und 1 entsprechend eingestellt werden. Jedes Paar ist jedoch so ausgeführt, daß es bestimmte Wellenlängenbanden reflektiert, die spektral unterschieden von den Reflexionswsll.enlängenbanden aller anderen Paare sind, wiederum durch Einstellung von d und 1 gemäß der Gleichungen III und IV, so daß es ein Wellenlängen-Intervall WI gibt, das wenigstens eine von nur diesen bestimmten Wellenlängenbanden für jedes zu verwendende Reflektorpaar enthält.In Fig. 14, the pairs 25 of reflectors are denoted by A, 8, C .... The two reflectors of each pair are designed so that they are partially the same Reflect wavelength bands and have the same transmission spectra by e.g. d and 1 can be set accordingly. However, each pair is designed in such a way that that it reflects certain bands of wavelengths that are spectrally different from are the reflection length bands of all other pairs, again by setting of d and 1 according to equations III and IV so that there is a wavelength interval WI gives that at least one of just these particular wavelength bands for each Contains reflector pair to be used.

Jedes Paar 25 bildet ein Fabry-Perot-Interferometer innerhalb der Einzelmodusfaser.24. Diese Art Fabry-Perot-Interferometer ist empPindlich nur gegenüber elektromagnetischer Strahlung, die spektral innerhalb der Reflexionsuellen längenbanden der verteilten Bragg-Reflektoren liegt, die das jeweilige Paar bilden. Fig. 15 zeigt die Übertragung durch ein batimmtes Reflektorenpaar. Die Ordinate der Fig. 15 stellt die Übertragung elektromagnetischer Strah° lung durch das jeweilige Reflektorpaar dar, und die Abszisse die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung, die innerhalb der Faser 24 läuft und auf das Reflektorpaar fällt. Elektromagnetische Strahlung, die spektral außerhalb der Reflexionswellenlängenbanden eines bestimmten Paares liegt, wird praktisch unbeeinflußt durchgelassen. Eine solche Strahlung wird durch die Bereiche a in Fig. 15 veranschaulicht.Each pair 25 forms a Fabry-Perot interferometer within the Single mode fiber. 24. This type of Fabry-Perot interferometer is only sensitive to it electromagnetic Radiation that is spectrally within the reflection sources length bands of the distributed Bragg reflectors that form the respective pair. Fig. 15 shows the transmission through a matched pair of reflectors. The ordinate 15 shows the transmission of electromagnetic radiation through the respective Pair of reflectors, and the abscissa the wavelength of the electromagnetic radiation, which runs within the fiber 24 and falls on the reflector pair. Electromagnetic Radiation that is spectrally outside the reflection wavelength bands of a given Pair is, is practically unaffected. Such radiation will illustrated by areas a in FIG.

Die Maximalmenge an elektromagnetischer Strahlung, die innerhalb der Faser läuft und spektral innerhalb der Reflektorbanden eines bestimmten Reflektorpaares liegt, wird durch das Reflektorpaar weitergeführt bei der Uellenlänge # = 2(OPL) (V) N - 1/2 2 Hierin ist OPL die optische Weglänge zwischen den Reflektoren und N eine positive ganze Zahl.The maximum amount of electromagnetic radiation that can exist within the The fiber runs and spectrally within the reflector bands of a certain reflector pair is continued by the reflector pair at Uellenlänge # = 2 (OPL) (V) N - 1/2 2 where OPL is the optical path length between the reflectors and N is a positive integer.

Eine Minimalmenge der elektromagnetischen Strahlung wird durch das Reflektorpaar weitergeführt bei # = 2(OPL) (VI) N Dies führt zu einer spektralperiodischen Übertragung, wie in dem Bereich b, Fig. 15, veranschaulicht.A minimal amount of electromagnetic radiation is generated by the Reflector pair continued at # = 2 (OPL) (VI) N this leads to a spectral periodic transmission, as illustrated in area b, FIG. 15.

Die spektrale Breite der Übertragungsspitzen 300, Fig. 15, kann mit Bezug auf die spektrale Trennung der Übertragungsspitzen OX dadurch geändert werden, daß die Größe der Reflektivität der in der Länge beschränkten Bragg-Reflektoren geändert wird, die das Reflektorenpaar bilden, das für die Übertragungsspitzen verantwortlich ist. Dies kann in der vorstehend besprochenen Weise erreicht werden.The spectral width of the transmission peaks 300, FIG. 15, can with With regard to the spectral separation of the transmission peaks OX can be changed by that the size of the reflectivity of the length-limited Bragg reflectors is changed, which form the pair of reflectors responsible for the transmission peaks is. This can be accomplished in the manner discussed above.

Die Zahl der Spitzen 300 im Wellenlängenbereich b der Fig.The number of peaks 300 in the wavelength range b of FIG.

15 ist gegeben durch Z (VII) Hierin ist Z die geometrische Länge zwischen den Reflektoren, gemessen entlang der Achse der Einzelmodus-Faser, und 1 die Länge der verteilten Bragg-Reflektoren, gemessen entlang der Faserachse.15 is given by Z (VII) where Z is the geometric length between the reflectors, measured along the axis of the single mode fiber, and 1 the length of the distributed Bragg reflectors, measured along the fiber axis.

Wenn die optische Weglänge zwischen zwei Reflektoren eines Paares sich ändert, verschieben sich die Übertragungsspitzen, Fig. 15, innerhalb des Wellenlängenbereiches b spektral innerhalb dieses Bereiches, wie durch Gleichung (V) angezeigt wird.When the optical path length between two reflectors of a pair changes, the transmission peaks, FIG. 15, shift within the wavelength range b spectrally within this range as indicated by equation (V).

Nach der Erfindung wird ein Teil oder der gesamte Längenabschnitt der optischen Faser 24 zwischen zwei Reflektoren eines Paares zur Länge des Zusammenwirkens eines faseroptischen Energiefühleras, z. B. des akustischen Energiefühlsrs der Fig. 5 bis 7. Wie bereits erläutert arbeiten diese Fühler so, daß durch die aufzunehmende Signalenergia eine Länge der optischen Faser in Längsrichtung gestreckt oder zusammengezogen wird, so daß die optische Weglänge geändert wird. Daher werden bei einem Reflektorpaar B z. B., in welchem eine Länge des Zusammenwirkens eins faseroptischen Energiefühlere liegt, der ein Signal aufnimmt, die Übertragungsapitzen des Bereiches b der Fig. 15 spektral verschoben, verursacht durch die aufzunohmende Signalenergie.According to the invention, part or all of the length section the optical fiber 24 between two reflectors of a pair to the length of cooperation a fiber optic energy probe, e.g. B. the acoustic energy sensor of Fig. 5 to 7. As already explained, these sensors work in such a way that the Signal energy is a length of the optical fiber stretched or contracted longitudinally so that the optical path length is changed. Therefore, with a pair of reflectors B e.g. B. in which a length of interaction a fiber optic energy probe which picks up a signal, the transmission peaks of the area b of Fig. 15 spectrally shifted, caused by the signal energy to be absorbed.

Die Einrichtung gemäß Fig. 14 benutzt einen Wellenlängenabtastlaser 26, der elektromagnetische Energie liefert, die mit entsprechenden Bündelungslinsen 27 in die Einzelmodus-Faser 24 eingespeist wird auf der die Rflektorenpaare 25 angeordnet sind. Die Ausgangsleistung des Lasere 26 wird über einen bestimmten Wellenlängenbereich abgetastet oder puls-komprimiert (shirped). Fig. 16 zeigt ein Diagramm eines für die Erfindung verwendbaren Laser Ausgangssignales mit einem Abtastbereich von ##L und einem Abtast-Zeitintervall von #T. Die Abtastgeschwindigkeit ist ßlL/tT Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß der Abtaatbereich des Lasers 26 das Wellenlä.ngen-Intervall WI ist, so daß ein Reflektor-Wellenlängen-Bandbereich b jedes Paares 25 in Fig. 14 spektral innerhalb des Abtastbereiches liegt.The device of Fig. 14 uses a wavelength scanning laser 26, which supplies electromagnetic energy with appropriate focusing lenses 27 is fed into the single-mode fiber 24 on which the reflector pairs 25 are arranged are. The output power of the laser 26 is over a certain range of wavelengths sampled or pulse-compressed (shirped). Fig. 16 shows a diagram of a for the invention usable laser output signal with a scanning range of ## L and a sampling time interval of #T. The scanning speed is ßlL / tT Nach The invention provides that the Abtaatbereich of the laser 26, the wavelength interval WI is so that a reflector wavelength band range b of each pair 25 in FIG. 14 lies spectrally within the scanning range.

Die Anordnung, Fig. 14, enthält auch einen Strahlteiler 127 der einen Teil des Laserausgangastrahles auf ein Fabry-Perot-Interferometer 28 richtet, das hier als "Bezugs-Fabry-Perot-Interferometer" bezeichnet ist. Wenn die Ausgangswellenlänge XL so gewählt wird, daß gilt wobei Q eine positive ganze Zahl und D die optische Weglänge zwischen den das Fabry-Perot-Interferometer bildenden Reflektoren 28 ist, überträgt das Bezugs-Fabry-Perot-Interferometer 28 einen Teil dieser Strahlung auf den Photodetektor 29 der Fig.14, der dann ein elektrisches Bezugssignal erzeugt. Der Photodetektor 29 ist ein handelsüblicher Teil, z. 8. die Type TIXL 452 der Firma Texas Instruments Inc., dessen Ausgangssignal ein elektrisches Signal mit einer Amplitude ist, die eins bekannte Funktion der Amplitude der einfallenden Strahlung ist. Falls der Laser entsprechend Fig. 16 abtastet, ist das vom Bezugs-Fabry-Perot-Interferometer 28 übertragene Ausgangssignal eine Reihe von zeitlich getrennten Spitzen, von denen jede einer Resonanz des Bezugs-Interferometers 28 entspricht.The arrangement, Fig. 14, also includes a beam splitter 127 which directs a portion of the laser output beam onto a Fabry-Perot interferometer 28, referred to herein as the "reference Fabry-Perot interferometer". When the output wavelength XL is chosen so that holds where Q is a positive integer and D is the optical path length between the reflectors 28 forming the Fabry-Perot interferometer, the reference Fabry-Perot interferometer 28 transmits part of this radiation to the photodetector 29 of FIG electrical reference signal generated. The photodetector 29 is a commercially available part, e.g. 8. Type TIXL 452 from Texas Instruments Inc., the output signal of which is an electrical signal with an amplitude which is a known function of the amplitude of the incident radiation. If the laser is scanning as shown in FIG. 16, the output signal transmitted from the reference Fabry-Perot interferometer 28 will be a series of temporally separated peaks, each of which corresponds to a resonance of the reference interferometer 28.

Die optische Weglänge D des Bezugs-Interferometers 28 wird angeordnet und die räumlichen Perioden der Reflektoren in jedem Reflektorpaar 25 so gewählt, daß Pür den Laserabtastbereich dXL eine Übertragungsspitze des Bezugs-Interferometers 28 bei einer Wellenlänge auftritt, die sehr nahe dem Rsflektor-Wellenlängenband jedes Reflnk torpaares 25 ist.The optical path length D of the reference interferometer 28 becomes arranged and the spatial periods of the reflectors in each reflector pair 25 are chosen so that P for the laser scanning area dXL is a transmission tip of the reference interferometer 28 occurs at a wavelength very close to the reflector wavelength band each reflector pair is 25.

Das Austrittsende der Einzelmodus-Faser 24, Fig. 14, doho das Ende, das dem für den Eintritt des Laserstrahles entgegengesetzt ist, weist eine Sammlereinrichtung 32 auf, die das Austrittasignal für den Eintritt in ein Fabry-Perot-Interferometer 30 bündelt. Das Ausgangssignal des Interferometers 30 wird auf einen Photodetektor 31 gerichtet.The exit end of the single mode fiber 24, Fig. 14, doho the end, which is opposite to that for the entry of the laser beam, has a collector device 32, which is the exit signal for entry into a Fabry-Perot interferometer 30 bundles. The output signal of the interferometer 30 is sent to a photodetector 31 directed.

Aus der vorstehenden Erläuterung der spektralen Übertragung eines Reflektorpaares 25 ergibt sich, daß, falls der Abtastlaser zu irgendeiner bestimmten Zeit in die Faser eine bestimmte Wellenlänge #L der elektromagnetischen Strahlung, die in den Wellenlängenbereich b der Fig. 15 eines bestimmten Reflektorpaares A fällt, diese elektromagnetische Strahlung übertragen wird durch das bestimmte te Reflektorpaar A, die übrige Faser, alle weiteren Reflektorpaare (da nach der Erfindung alle anderen Re-PlexionsuellenlSngenbanden aller anderen Reflektorpaare B, C usw. verschieden sind) das Fabry-Perot-Interferometer 30 hindurch und auf den Photodetektor 31 mit maximaler Intensität geht, sofern die eingeführte Strahlungswellenlänge #L spektral auf eine bestimmte Übertragungsspitze.From the above explanation of the spectral transmission of a Reflector pair 25 results that, if the scanning laser to any particular Time into the fiber a certain wavelength #L of electromagnetic radiation, those in the wavelength range b of FIG falls, this electromagnetic radiation is transmitted through the certain te Reflector pair A, the remaining fiber, all other reflector pairs (since according to the invention all other re-reflection sources length bands of all other reflector pairs B, C etc. are different) the Fabry-Perot interferometer 30 through and goes to the photodetector 31 with maximum intensity, provided that the introduced radiation wavelength #L spectrally to a certain transmission peak.

der Fig. 15 des bestimmten Reflektorpaares A zentriert ist und wenn diese bestimmte Übertragungsspitze auch spektral mit einer Übertragungsspitze des Interferometers 30 zusammenfällt, der nachfolgend als Analysator-Interferometer bezeichnet wird.15 of the particular reflector pair A is centered and if this particular transmission peak also spectrally with a transmission peak of the Interferometer 30 coincides, hereinafter referred to as the analyzer interferometer referred to as.

Die optische Weglänge TRw (n)(Z) zwischen den Reflektoren, z. B. des Reflektorpaares B, ist so gewählt, daß für einen bestimmten Wellenlängenbereich zuischen >1D und \2D das Reflektorpaar 8 S,-Übertragungsspitzen erzeugt. Dies tritt ein bei Für denselben Wellenlängenbereich zwischen B1D und \2D erzeugt das Analysator-Interferometer 30 SA-Übertragungsspitzen, falls Hierbei ist TA die optische Weglänge zwischen den Reflektoren des Analysator-Fabry-Perot-Interferometers 30.The optical path length TRw (n) (Z) between the reflectors, e.g. B. the reflector pair B, is chosen so that for a certain wavelength range to mix> 1D and \ 2D, the reflector pair generates 8 S, transmission peaks. This occurs For the same wavelength range between B1D and \ 2D, the analyzer-interferometer generates 30 SA transmission peaks, if Here, TA is the optical path length between the reflectors of the analyzer Fabry-Perot interferometer 30.

Falls ein Signal durch einen faseroptischen Energiefühler aufgenommen wird, der zwischen den in der Länge beschränkten Bragg-Reflektoren z. B. des Paares B angeordnet ist, unterliegen die Übertragungespitzen des Bereiches b der. Fig. 15 des Paares B einer Spektralverechiebung »tSR innerhalb des Bereiches b. Durch Einstellung der Relativwerte von SA und SR unter Benutzung der Gleichungen IX und X wird tatsächlich diese Spektralverschiebung ##SR verstärkt, indem veranlaßt wird, daß die resultierende, kombinierte Spektralvereschiebung ##SA der Übertragung des Paares 8 und des Analysstor-Interferometers 30 den fol° genden Wert erhält: ##SA # U##SR (XI).If a signal was picked up by a fiber optic energy probe that is between the limited in length Bragg reflectors z. B. the pair B is arranged, the transmission peaks of the area are subject b the. 15 of the pair B of a spectral shift »tSR within the range b. By adjusting the relative values of SA and SR using the equations IX and X this spectral shift is actually amplified by causing ## SR becomes that the resulting, combined spectral shift ## SA of the transmission of the pair 8 and the analyzer interferometer 30 receives the following value: ## SA # U ## SR (XI).

Hierin ist U die Verstärkung und beträgt z. B.Here U is the gain and is e.g. B.

U # fSR (XII) fSR-SA für SA = (f) (SR) # 1 und SA und SR > 2 und f eine positive ganze Zahl.U # fSR (XII) fSR-SA for SA = (f) (SR) # 1 and SA and SR> 2 and f is a positive integer.

Zum besseren Verständnis wird für ein System gemäß Fig.14, bei dem innerhalb der Paars 25 Energiefühler angeordnet sind, die Arbeitsweise im Zeitablauf über zwei Laser-Abtast-Intervalle ausführlich erläutert. Die Laserabtastung beginnt bei #1, das nicht innerhalb der Reflexions-Wellenlängenbanden eines der Paars 25 liegt. Wenn die Laserausgangswellenlänge über den zeitlichen Ablauf abtastet, wird sie ggf. auch die Abtastung über die Übertragungsspitzen eines bestimmten Paares A beginnen. Zu dieser Zeit überträgt das Bezugs-Interferometer 28 einen Laser-Lichtpuls auf den Photodetektor 29, der dann einen elektrischen Puls an den Zeitdemodulator abgibt. Dieser elektrische Bezugspuls wird im Zeitdemodulator 33 zum Rückstellen und Starten einer elektrischen Uhr benutzt. Der Zeitdemodulator 33 zählt auch die Bezugspulse in einem Abtastintervall und richtet, je nach der Zahl der Pulse, das schließliche Ausgangssignal der elektrischen Uhr auf einen der elektrischen Ausgänge, die dem bestimmten Reflektorpaar entsprechen, dessen Übertragungsapitzen zu dieser Zeit abgetastet werden. Eine solche elektronische Schaltung kann ohne weiteres aus handelsüblichen Komponenten zusammengesetzt werden.For a better understanding, for a system according to FIG 25 energy sensors are arranged within the pair, the mode of operation over time explained in detail over two laser scanning intervals. The laser scan begins at # 1 that is not within the reflection wavelength bands of either pair 25 lies. When the laser output wavelength scans over time, will they may also scan over the transmission peaks of a particular pair A start. At that time it broadcasts the reference interferometer 28 a laser light pulse onto the photodetector 29, which then emits an electrical pulse to the time demodulator. This electrical reference pulse is used in the time demodulator 33 is used to reset and start an electric clock. The time demodulator 33 also counts the reference pulses in a sampling interval and, depending on the Number of pulses, the final output signal of the electric clock on one of the electrical outputs corresponding to the particular pair of reflectors, its transmission tips to be sampled at this time. Such an electronic circuit can be used without further components can be assembled from commercially available components.

Das Laser-Ausgangssignal beginnt nunmehr die Abtastung über die Übertragungsspitzen des Paares A. Wenn die Laserausgangswellenlänge innerhalb der ersten Spitze des Paares A bei X2 ist, läuft das Laserlicht durch das Paar A und alle anderen Paare hindurch und schließlich in das Analysator-Interferometer 30. Für den Zweck der Erläuterung wird angenommen, daß die Einrichtung nach Fig. 14 so ausgelegt ist, daß sie eine Verstärkung U = 100 liefert, wobei in der GlEichung XII 5R = 10 gesetzt wird. Auch soll der Einfachheit halber angenommen werden, daß das Intervall zwischen 1D und 2D der Gleichungen X und XI für jedes Reflektorpaar in dem Beispiel spektral zusammenfällt mit dem Bereich b der Fig. 15 für jedes Reflektorpaar. Daher ist bei U = 100 und SR = 10, dann SA = Ferner wird angenommen, daß das Analysator-Interferometer 30 eine Spitze hat, die spektral mit der ersten Spitze des Paares A zusammenfällt. Daher wird das Laserlicht auf den Photodetektor 31 übertragen, der ein elektrisches Ausgangsaignal erzeugt, das bei Abgabe an den Zeitdemodulator 31 die elektrische Uhr anhält, deren schließliches Ausgangssignal ein elektrisches Signal istp das der Zeit der Uhr entspricht und das an die mit A bezeichnete Leitung bzw. die mit A bezeichnete Leiter abgegeben wird. Bei fortdauernder Abtastung durch den Laser nähert sich seine Wellenlänge schließlich den Übertragungsapitzen des Paares BR Wiederum überträgt das Bezugs-Interferometer 28 einen Lichtpuls, der den Photodetektor 29 veranlaßt, einen Puls zu erzeugen, der die Uhr zurückstellt und startet und den elektrischen Leiter oder die Leiter B für das schllsßliche Ausgangssignal der Uhr vorbereitet.The laser output signal will now begin scanning over the transmission peaks of pair A. If the laser output wavelength is within the first peak of the Pair A is at X2, the laser light will pass through pair A and all other pairs through and finally into the analyzer-interferometer 30. For the purpose of Explanation is assumed that the device of Fig. 14 is designed so that it supplies a gain U = 100, with 5R = 10 set in equation XII will. For the sake of simplicity, it should also be assumed that the interval between 1D and 2D of equations X and XI for each reflector pair in the example spectrally coincides with area b of Fig. 15 for each pair of reflectors. Therefore, if U = 100 and SR = 10, then SA = It is also assumed that the analyzer-interferometer 30 has a peak which spectrally coincides with the first peak of pair A. Therefore, the laser light is transmitted to the photodetector 31, which is an electric Output signal generated, which when output to the time demodulator 31, the electrical Clock stops, the eventual output of which is an electrical signal p that corresponds to the time of the clock and that to the line marked with A or the line marked with A designated conductor is released. With continued scanning by the laser its wavelength finally approaches the transmission peaks of the pair BR Again, the reference interferometer 28 transmits a pulse of light which the photodetector 29 causes a pulse to be generated which resets and starts the clock and the electrical conductors or conductors B for the final output of the clock prepared.

Da das vom Energiefühler des Paares A aufgenommene Signal sich ändert, verschieben sich die Übertragungsspitzen des Paares A spektral. Es wird angenommen, daß das Signal sinne Verschiebung von 1 (##) der Spitzen irgendwann vor der 99 zweiten Laserabtastung verursacht hat-.~lJenn die zweite Laserabtastung beginnt, ist die Aüsgangswellenlänge wieder Bald nach Beginn der Abtastung nähert sich das Laserausgangssignal wieder der ersten Übertragungsspitze des Paares A, wobei die Ausgangswellenlänge angenähert #2 + 1 ## ist. Diese Wellenlänge fällt jedoch nicht mit 99 einer Spitze des Analysator-Interferometers 30 zusammen, so daß kein Licht auf den Photodetektor 31 zum Anhalten der Uhr übertragen wird. Wenn jedoch der Laser mit der Abtastung fortfährt, erreicht sein Ausgangssignal zu einer späteren Zeit + +dX+dX, das den neuen spektralen Ort der zweiten Übertragungsspitze des Paares A angibt. Aufgrund der vorhergehend angegebenen Gleichungen für die Verstärkung U in diesem Beispiel ist + 99\+ß auch der spektrale Ort der Übertragungsspitze des Analysator-Interferometers 30, die spektral folgt auf die bei #2 liegende Spitze. Daher tritt eine Übertragung durch das Analysator-Interferometer 30 ein, und der Photodetektor 31 erzeugt ein Signal, das die Uhr anhält. Obwohl die Übertragungsspitzen des Paares A sich nur um 99 jlverschieben, tritt ein Ausgangssignal der Kombination von dem Paar A und dem Interferometer 30 erst auf, wenn die Laserausgangswellenlänge #2 + 1 ## + ## erreicht, was zu einer Spektralver-99 stärkung von 100 führt. Der weitere Ablauf im zweiten Abtastintervall entspricht der Beschreibung des ersten Laserabtastintervalls.Since the signal picked up by the energy sensor of pair A changes, the transmission peaks of pair A shift spectrally. It is believed, that the signal means shifting 1 (##) of the peaks sometime before the 99 second Laser scan caused-. When the second laser scan begins, that is Output wavelength again Soon after the start of the scan is approaching the laser output signal returns to the first transmission peak of pair A, where the output wavelength is approximately # 2 + 1 ##. This wavelength falls but not together with a tip of the analyzer-interferometer 30, so that no light is transmitted to the photodetector 31 to stop the clock. if however, the laser continues to scan, its output signal reaches one later time + + dX + dX, which is the new spectral location of the second transmission peak of pair A. Based on the previously given equations for the gain U in this example is + 99 \ + ß also the spectral location of the transmission peak of the Analyzer-interferometer 30 which spectrally follows the peak at # 2. Therefore, transmission occurs through the analyzer-interferometer 30, and the Photodetector 31 generates a signal that stops the clock. Although the transmission peaks of pair A shift by only 99 j1, an output signal of the combination occurs from pair A and interferometer 30 only when the laser output wavelength # 2 + 1 ## + ## which leads to a spectral gain of 100. Of the further sequence in the second sampling interval corresponds to the description of the first Laser scanning interval.

Die Anwendung des Demodulationssystems erfordert besondere Aufmerksamkeit für die Bandbreite der optischen Faser 24.The application of the demodulation system requires special ones attention for the bandwidth of the optical fiber 24.

Diese Bandbreite muß ausreichend hoch sein, um die Schmalheit der rückkehrenden ubsrtragungsspitzen der Reflektor paare aufrechtzuerhalten. Eine Einzelmodus-Faser dürfte in den meisten Fällen genügen. Zu beachten ist, daß das optische Demodulationssystem überall benutzt werden kann, wo die Spektralbewegung der Ränder eines Febry-Perot-Interferometers mit oder ohne Benutzung der optischen Faser bestimmt werden soll. Es ist auch möglich, das Laserlicht erst durch das Analysator-Interferometer hindurchzuleitan und dann in das Fabry-Perot-Int9rferometer, dessen Abstand man zu messen versucht. Falls jedoch eine optische Faser benutzt wird, um Laserlicht dem zu messenden Fabry-Perot-Interferometer zuzuführen und falls das Laserlicht erst durch das Analysator-Interferometer hindurchlaufen soll, ist es erforderlich, eine optische Faser mit geringer Dispersion für die Zuführung des Lichts aus dem Analysator-Inter ferometer nach dem Fabry-Perot-Interferometer auszuwählen; dieses Licht hat nämlich eine zeitweilige, zusätzliche Amplitudensbhängigkeit, verursacht durch die spektralperiodische Übertragung des Analysator-Interfero meter. Weiter müssen die Einzelheiten sowohl des Analysator- als auch des Fühler-Interferometsrs so gewählt werden, daß, falls keine der Ubertragungsspitzen spektral genau koinzidiert noch ausreichend Überlappung eintitt, um ein kenntliches, kombiniertes Ausgangssignal zu erzeugen0 Schließlich erzeugt die als Beispiel erläuterte Einrichtung mehrdeutige Ausgangssignale, falls die Spektralbewegung der Übertragungsepitzen des Reflektorpaares gleich oder größer als 0,1 ## oder kleiner als 1 ## ist.This bandwidth must be high enough to accommodate the narrowness of the Returning transmission tips to maintain the reflector pairs. A single mode fiber should be sufficient in most cases. It should be noted that the optical demodulation system can be used anywhere where the spectral motion of the edges of a Febry-Perot interferometer to be determined with or without the use of the optical fiber. It is also possible, first pass the laser light through the analyzer interferometer and then into the Fabry-Perot interferometer, the distance of which one is trying to measure. If however, an optical fiber is used to deliver laser light to the Fabry-Perot interferometer to be measured and if the laser light first pass through the analyzer interferometer It is necessary to use a low dispersion optical fiber for the feed of the light from the analyzer interferometer after the Fabry-Perot interferometer to select; this light has a temporary, additional amplitude dependency, caused by the spectral periodic transmission of the analyzer interferometer. Next, the details of both the analyzer and the probe interferometer be chosen so that if none of the transmission peaks coincides spectrally exactly there is still sufficient overlap for a recognizable, combined output signal to generate 0 Finally, the device explained as an example produces ambiguous output signals if the spectral movement of the transmission peaks of the reflector pair is equal to or greater than 0.1 ## or smaller than 1 ##.

99 Schließlich ist auch dafür gesorgt, daß das elektrische Bezugsignal von demselben Signal abgeleitet werden kann, das den Laser zur Abtastung veranlaßt. Das Kriterium für ein Bezugssignal besteht nur darin, daß es eine bekannte, zeitliche Position mit Bezug auf die Zeitposition irgendeiner bestimmten Wellenlänge der Laserabtastung haben muß. Weiter sind für eine geeignete Laserabtastung als Kriterien zu beachten, daß das Abtastintervall ausreichend oft in einer Zeitperiode auftreten muß, um die höchste Frequenz der Schwingung der zeitweiligen Lage des Ausgangssignals der Kombination eines Reflektorpaares und des Analysator-Interferometers aufzunehmen und daß die Ausgangswellenlänge des Abtastlasers eine bekannte Funktion der Zeit sein muß. 99 Finally, it is also ensured that the electrical reference signal can be derived from the same signal that caused the laser to scan. The only criterion for a reference signal is that it is known, temporal Position with respect to the time position of any particular wavelength of the laser scan must have. Further criteria for a suitable laser scanning are to be considered: that the sampling interval must occur sufficiently often in a time period around the highest frequency of oscillation of the temporary position of the output signal of the combination a pair of reflectors and the analyzer interferometer and that the The output wavelength of the scanning laser must be a known function of time.

Um die Mehrdeutigkeit für die übermäßige Bewegung der Spitzen auszuschalten, ist ein zusätzlicher zweiter Analysator-Interferometer 308, Fig. 17, vorgesehen. Fig. 17 zeigt vereinfacht. ein Teilsystem, das im Austausch für das von der Linie W in Fig. 14 umschlossene Teilsystem verwendet werden kann. Der zusätzliche Analysator 308 ist entsprechend z. 8. der Gleichung XII ausgebildet und liefert eine geringere Vergrößerung, falls er mit dem gleichen Ausgangssignal der Reflektorpaare benutzt wird.To eliminate the ambiguity for the excessive movement of the tips, an additional second analyzer interferometer 308, FIG. 17, is provided. Fig. 17 shows in a simplified manner. a subsystem that is in exchange for being off the line W subsystem enclosed in Fig. 14 can be used. The additional analyzer 308 is accordingly z. 8. of equation XII and supplies a lower magnification if it is with the same output signal of the reflector pairs is used.

Entsprechend den vorausgegangenen Erläuterungen kann eine Kombination mit geringerer Verstärkung eine höhere Schwelle für die Bewegung der Übertragungespitzen bilden, bei der die Mehrdeutigkeit zuerst auftritt0 Falls Gleichung XII für die Darstellung der Verstärkung U benutzt wird, ergibt sich die Schwelle für die Spektralverschiebung mit f##/U (XIII) Eine Anordnung, die zwei Analysator-Interferometer benutzt, die in ihrer Verstärkung verschieden sind, kann entsprechend den folgenden Angaben ausgestattet sein. Das erste Interfefometer 30 kann wie bei dem vorhergehenden Beispiel für das Demodulationssystem S = 99 Übertragungsapitzen zwischen #1D und #2D haben. Das Reflektorpaar kann SR = 10 Spitzen zwischen #1D und #2D haben und das zusätzliche Interferoa meter 308 kann SA = 9 Spitzen zwischen #1D und #2D haben.According to the preceding explanations, a combination with lower gain, a higher threshold for the movement of the transmission peaks where the ambiguity occurs first 0 If Equation XII for the Representation of the gain U is used, the threshold for the spectral shift results with f ## / U (XIII) An arrangement using two analyzer-interferometers that are different in their gain can be equipped according to the following information be. The first interfometer 30 can, as in the previous example for the Demodulation system S = 99 have transmission peaks between # 1D and # 2D. The pair of reflectors can have SR = 10 peaks between # 1D and # 2D and the additional interferometer 308 can have SA = 9 peaks between # 1D and # 2D.

Falls z. B. dann die Zeitdemodulatoren 33 und 33B analog Ausgangssignale für eine bestimmte VsrschisbungA#SR entsprechend dem Paar A liefern, ist das elektrische Ausgangssignal des Zeitdemodulators 338, entsprechend dem Paar A, eine Spannung e, so daß e1 = K##SR U1 (XIV) Hierin ist K eine Konstante, U1 die Verstärkung, die gleich 10 ist für SR = 10 und 5A = 9, und dXSR die Spektralverschiebung der Spitzen des Bereiches b der Fig. 15, entsprechend dem elektrischen Leiter A; Das Ausgangssignal e2 des Demodulators 33 beträgt e2 = KBXSR U2 (XV) = iOOKdXSR Hierin ist 100 die Verstärkung U2 für SR = 10 und SA = Eine solche Anordnung kann natürlich ausgebaut werden, so daß sie viele derartige Analysator-Interferometer mit verschiedenen Verstärkungen enthält, indem einfach zusätzliche Strahlteiler wie 127' eingebaut werden, um die Ausgangssignale der Reflektorpaare unter ihnen aufzuteilen. Aus deh vorstehenden Erläuterungen ergibt sich auch, daß der Analysator-Interferometer 308 mehrdeutige Signale für Spektralverschiebungen zu erzeugen beginnt, die kleiner als 0,1 au sind. Der Analysator 30 erzeugt jedoch, wie beschrisben, erkennbare Ausgangssignale für Spektralverschiebungen unter 0,1pa. Es kann deshalb vorgesehen werden, Analysator-Interferometer zusätzlich einzubauen, die entweder geringere oder höhere Verstärkung als die bereits im System vorhandenen Analysator-Interferometer ermöglichen.If z. B. then the time demodulators 33 and 33B analog output signals for a certain shift A # SR corresponding to pair A deliver, that is electrical Output of the time demodulator 338, corresponding to the pair A, a voltage e, so that e1 = K ## SR U1 (XIV) Here, K is a constant, U1 is the gain, the equals 10 for SR = 10 and 5A = 9, and dXSR is the spectral shift the tips of the area b of FIG. 15, corresponding to the electrical conductor A; The output signal e2 of the demodulator 33 is e2 = KBXSR U2 (XV) = iOOKdXSR Here 100 is the gain U2 for SR = 10 and SA = Such an arrangement can Of course, they can be expanded so that they can use many such analyzer-interferometers with different reinforcements by simply adding additional beam splitters like 127 'to be built in to the output signals of the reflector pairs below them to split up. From the above explanations it can also be seen that the analyzer-interferometer 308 begins to produce ambiguous signals for spectral shifts that are smaller than 0.1 au. However, as described, the analyzer 30 generates recognizable output signals for spectral shifts below 0.1pa. It can therefore be provided analyzer-interferometer additionally to build in the either lower or higher gain than the one already enable the analyzer interferometer present in the system.

Der Zeitdemodulator ist eine elektrische Einrichtung, die zwei Funktionen ausführt. Er erzeugt zunächst ein elektrisches Signal, das z. B. durch seine Amplitude, Frequenz oder Phase der Schwingung die Zeit kennzeichnet oder übermittelt, die zwischen der Aufnahme eines Bezugspulses und der Aufnahme eines zusätzlichen Pulses eintritt, der ANAL-Puls genannt wird und der Puls aus dem Photodetektor ist, der die elektromagnetische Strahlung vom Analysator-Fabry Psrot-Intarferomater aufgenommen hat. Ferner soll er dieses elektrische Signal auf einen bestimmten Ausgangsleiter oder eine bestimmte Gruppe von Ausgangsleitern sich ten. Diese Funktion kann durch verschiedene, elektrische Schaltungen erfüllt werden; eine davon ist schematisch in Fig. 18 dargestellt. Die Schaltung der Fig. 18 weist Spannungskomparatoren U1 und U2 auf, für die z. 8. das Element LM311 der Firma National Semiconductor Corp.The time demodulator is an electrical device that has two functions executes. At first it generates an electrical one Signal that z. B. by its amplitude, frequency or phase of the oscillation indicates the time or transmitted between the recording of a reference pulse and the recording of an additional pulse called the ANAL pulse and the pulse off the photodetector is the electromagnetic radiation from the analyzer-Fabry Psrot-Intarferomater has added. He should also use this electrical signal a certain output conductor or a certain group of output conductors themselves ten. This function can be fulfilled by various electrical circuits; one of them is shown schematically in FIG. The circuit of FIG. 18 has Voltage comparators U1 and U2, for the z. 8. the element LM311 from National Semiconductor Corp.

verwendet werden kann. U4 und U5 sind Zähler, z. B. NrO 74161 der Firma Texas Instruments, U3 ein Uhrengeneratorg z. B. Nr. 74LS124 der Firma Texas Instruments. U6 ist ein Demux, z. 8. Teil 74155 der Firma Texas Instruments und U7, U8 und U9 sind Sperren, z. B. Teile Nr. 74175 der Firma Texas Instruments.can be used. U4 and U5 are counters, e.g. B. NrO 74161 of Texas Instruments, U3 a clock generator z. B. No. 74LS124 from Texas Instruments. U6 is a demux, e.g. 8. Part 74155 from Texas Instruments and U7, U8 and U9 are locks, e.g. B. Texas Instruments Part No. 74175.

Die Schaltung arbeitet wie folgt: U1 und U2, die Spannungskomparatoren, dienen dazu, den Bazugspuls und den Zusatzpuls in Standard TTL-Spannungsniveaus zur Benutzung im Demodulator umzuwandeln. Die mit regelmäßigen Abständen auftretenden Bezugspulse dienen dazu7 das Zählwerk U4 zurückzustellens das kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von angenähert dem 16fachen der Wiederholung des Bezugspulses zählt, der durch den Uhrengenerator U3 getrieben wird. Das sich ergebende Ausgangssignal des Zählwerkes U4 ist eine Zahl, die bei Null startet, wenn der Bezugspuls empfangen wird und aufwärts zählt, bis durch einen weiteren Bezugspuls wieder auf Null zurückgestellt wird und das Zählen neu beginnt. Dabei wird jedes Mal, wenn ein Bezugspuls empfangen wird, das Zählwerk U5 erhöht. Es ist so eingestellt, daß es selbsttätig auf Null zurückkehrt, nachdem die entsprechende Zahl von Kanälen gezählt worden ist, in diesem Fall 3. Wenn ein ANAL-Puls kommt, wird er über Demux U6 nach der entsprechenden Sperre U7, U8 oder U9 geführt. Die Ausgangszahl des Zählwerks wird in die entspEchende Kanalsperre gegeben und bildet die Zeit zwischen dem Bezugs- und dem ANAL-Puls. Der nächste ANAL-Puls veranlaßt die nächste Kanalsperre, die Zahl zu speichern, welche die Zeit zwischen diesem Bezugs- und ANAL-Puls darstellt, usw.. Jedes Mal, wenn eine neue Zeitzählung durch die Sperre geschaltet wird, unterrichtet die nachfolgende Kante des Sperrpulses den Benutzer, daß neue Information verfügbar ist.The circuit works as follows: U1 and U2, the voltage comparators, are used to set the basic train pulse and the additional pulse in standard TTL voltage levels to be converted for use in the demodulator. The ones that occur at regular intervals Reference pulses are used to reset the counter U4 continuously one speed of approximately 16 times the repetition of the reference pulse that is driven by the clock generator U3. That I The resulting output signal of the counter U4 is a number that starts at zero, when the reference pulse is received and counts up until another Reference pulse is reset to zero and counting starts again. Included the counter U5 is incremented every time a reference pulse is received. It is set so that it automatically returns to zero after the corresponding Number of channels has been counted, in this case 3. If an ANAL pulse comes, it is led via Demux U6 after the corresponding lock U7, U8 or U9. the The output number of the counter is entered in the corresponding channel lock and forms the time between the reference and the ANAL pulse. The next ANAL pulse is initiated the next channel lock to save the number showing the time between that Represents reference and ANAL pulse, etc. Every time a new time count is performed the lock is switched, informs the following edge of the lock pulse the user that new information is available.

A.n s p r ü c h e LeerseiteExpectations Blank page

Claims

A n 8 p r ü c h e Device for phase modulation of electromagnetic Radiation traveling through the core of an optical fiber characterized by an etched, optical fiber (1-2, 2-2; 4-4), which with a device (7) for elongation or compression of the etched optical fiber connected is.

2. Device according to claim 1, characterized in that the etched, optical fiber a single mode fiber with at least partially etched away glass cladding is 3.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the etched, optical fiber is covered with a material (2-2 '; 5-4), the optical index of which is less than that of the core of the optical fiber and its elastic modulus is less than that of the material removed by etching.

4e device according to one of the preceding claims through an etched optical fiber with low modal dispersion.

5. Device for recording acoustic signals, in particular under Use of a device according to claim 1 to 4, marked by a flexible membrane (7; 7-9), one embedded in the flexible membrane optical fiber (8; 8-9) and an inner elastic, resilient cylinder in Contact with the inner surface of the compliant membrane.

6. Device according to claim 5, characterized in that the Ends of the substantially cylindrical, flexible membrane (7) End caps (17) are attached and the space within the resilient membrane according to close the ends, wherein the caps (17) have openings (is) which enclosed the Connect space with the space surrounding the flexible membrane and its size Controls the extent to which a viscous material through the openings due to a Difference in fluid pressure between the enclosed space and the space outside the flexible membrane flows.

7. Device according to claim 6, characterized by a resilient 8lase (12), which is the material outside the elastic membrane of part of the enclosed space separates.

8. Device according to claim 5 to 7, characterized by reinforcing strands (8 ') attached to it parallel to the axis of the flexible membrane (7).

9. Device according to claim 5 to 8, characterized in that at least a portion of the embedded in the flexible membrane (7; 7-9), optical fiber is an etched optical fiber (8).

10 device according to claim 9, characterized in that at least part of the etched optical fiber is a single mode etched fiber (8).

llo device according to claim 7, characterized thereby that that of the resilient bladder (12) separated part of the enclosed space (16) with a viscous9 resilient material is filled.

12e device according to one of claims 5 to 11, characterized in that that the flexible membrane (7) with the optical fiber (8) embedded therein a rigid, cylindrical skeleton (6) on a section (9) with reduced Surrounding diameter and on the skeleton by fastening means (13; 14) such that is attached between the inside of the compliant membrane and the outer surface a space (9) of the skeleton is completed.

13o device according to claim 12, characterized in that the Skeleton has openings (10), which between the outer, flexible membrane (7) and the skeleton completed Room (9) with the one inside connect the skeleton of the flexible bladder (12) closed space (16).

14. Device according to claim 12 or 13, characterized by im Inside the skeleton provided projections (11) over which the resilient bladder (12) is laid.

15. Device according to claim 5, characterized by an inner, resilient cylinder (202-9) in which axially extending reinforcement cords lie.

16. Device, in particular according to one of the preceding claims with spectral enhancement of those passing through the core of the optical fiber from modulated electromagnetic radiation fed into a scanning laser by a Fabry-Perot interferometer (25) arranged on the fiber (24) and receives the output of the wavelength scanning laser (26), and through a downstream analyzer Fabry-Perot interferometer (30), its transmission peaks are spectrally separated from those of the Fabry-Perot interferometer (25), so that so that a spectral amplification of the combined output signal occurs.

17. Device according to claim 16, characterized by at least a beam splitter (127), which transmits the electromagnetic radiation of the Febry-Perot interferometer (25) splits into at least two partial beams, and through at least one additional analyzer Fabry-Perot interferometer (28), the absorbs separated partial beam. and with reference to the Fabry-Perot interferometer (25) has spectrally separated transmission peaks for spectral amplification, which is different from that of the first analyzer Fabry-Perot interferometer (30).

18. Device according to claim 16 or 17, characterized in that that the analyzer Fabry-Perot interferometer (30) is followed by a photodetector (31) whose electrical output signal has an amplitude that is a function of the Is the amplitude of the radiation taken out by the photodetector, and that of a time demodulator (33) is supplied together with a reference signal, 19e device according to claim 17 or 18, characterized in that the receiving the split beam Interferometer (28) is a reference interferometer, which is followed by a photodetector (29) which picks up the output signal transmitted by the reference interferometer and derives it an electrical reference signal produces the amplitude of which is a function is the amplitude of the incident radiation.

20. Device according to one of claims 16 to 19, characterized by a pair of limited-length Bragg reflectors (25) which form an interferometer of the Fabry-Perot type form with the optical fiber (24) as a cavity and the due their arrangement have a range of transmission peaks that spectrally within of the laser scanning area.

21. Device according to claim 20, characterized in that at least two pairs (25A, B) of longitudinally limited Bragg reflectors of the optical fiber (24) are arranged at different locations and each have a range of transmission peaks that are spectrally outside the same Areas of all other reflector pairs and lies within the laser scanning range.

Method for manufacturing a device according to one of the claims 1 through 15 using a jacketed optical fiber and a mold, characterized in that the optical fiber is applied to the mold in Able to wrap them in the finished Establishment has and that the fiber and the form are covered with a liquid material that after Solidification, drying or hardening becomes a compliant membrane.

23 The method according to claim 22, characterized in that the form is made of a material that is soluble in solvents that the material the nachgism bigen membrane or the optical fiber do not attack, and that the compliant membrane is provided with openings through which the molding material after Resolution is removed.

24.Verfahren according to claim 22, characterized in that the shape is made from a material that melts at temperatures that match the material do not attack the flexible membrane or the optical fiber, and that the flexible Membrane is provided with openings through which the molding material after melting the shape is removed.

25. The method according to claim 22, characterized in that the shape designed to be collapsible and the flexible membrane is provided with openings, which removes the shape after collapsing0 26, procedure according to one of claims 22 to 25, characterized in that the surface of the Shape is formed with a spiral groove and the optical fiber into the Groove is wound.

27. The method according to any one of claims 22 to 26, characterized in that that the mold is coated with a material prior to winding the optical fiber which forms the inner surface of the compliant membrane.

28. The method according to any one of claims 22 to 27, characterized in, that the fiber is etched after being wound onto the form.

29. The method according to claim 28, characterized in that the shape coated with a protective material prior to winding the optical fiber.

30. The method according to claim 28 or 29, characterized in that a protective material before etching on the sections to be kept free from the etching process the optical fiber is applied.

31. The method according to any one of claims 22 to 30, characterized in that that the coatings are made in a vacuum.

32. The method according to claim 28 to 31, characterized in that the optical fiber is etched in the immersion bath, the etching bath being ultrasound in Movement is kept.