DE10359663A1 - Optisches Hydrophon zum Messen der Schalldruckverteilung in einem fluiden Medium - Google Patents

Optisches Hydrophon zum Messen der Schalldruckverteilung in einem fluiden Medium Download PDF

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Abstract

Ein optisches Hydrophon zum Messen der Schalldruckverteilung in einem fluiden Medium (10), insbesondere zum Vermessen eines Ultraschall-Stoßwellenfeldes, umfasst eine Lichtquelle (2) zum Erzeugen von Licht (LS) und zum Beleuchten einer Grenzfläche (8) zwischen einem optisch transparenten Körper (4) und dem fluiden Medium (10). Zum Messen der Intensitätsverteilung des an dieser Grenzfläche (8) reflektierten Lichtes (LR) ist gemäß der Erfindung eine Lichtempfängeranordnung (14) mit einer Vielzahl von Lichtempfängern (14¶i¶) vorgesehen. Dies ermöglicht die Herstellung eines Hydrophons mit hoher Lebensdauer und hohem räumlichen Auflösungsvermögen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Hydrophon zum Messen der Schalldruckverteilung in einem fluiden Medium, insbesondere zum Vermessen eines Ultraschall-Stoßwellenfeldes.
  • Bei akustischen Stoßwellen, wie sie beispielsweise in der Lithotripsie verwendet werden, treten hohe Drücke bis etwa 108 Pa mit Anstiegszeiten im Bereich von wenigen ns auf. Die Messung solcher hohen Drücke erfordert Sensoren mit einer hohen mechanischen Stabilität. Außerdem sollten diese Sensoren weitgehend miniaturisiert sein, um die Schalldruckverteilung in einem Stoßwellenfeld mit möglichst hoher örtlicher Auflösung vermessen zu können.
  • Aus der EP 0 354 229 B1 oder der DE 38 02 024 A1 sowie aus J. Staudenraus, W. Eisenmenger, „Fibre-optic probe hydrophone for ultrasonic and shock-wave measurements in water", Ultrasonics 1993, Vol. 31, No. 4, Seite 267–273, sind jeweils Messanordnungen bekannt, bei der zur Messung der räumlichen und zeitlichen Verteilung des Druckes von Ultraschall-Stoßwellen in einer Flüssigkeit das am freien Ende eines Lichtwellenleiters reflektierte Licht verwendet wird. Bei dieser bekannten faseroptischen Messanordnung wird ausgenutzt, dass die hohe Druckamplitude eine Dichteänderung und somit eine Änderung des Brechungsindex der Flüssigkeit in unmittelbarer Nähe des freien Endes erzeugt, die den Anteil des in den Lichtwellenleiter an der Grenzfläche zurückreflektierten Lichtes moduliert. Die zur Messung verwendeten Lichtwellenleiter haben dabei einen Durchmesser, der 0,1 mm nicht wesentlich überschreitet. Das freie, die Reflektivität der Grenzfläche Flüssigkeit/Lichtwellenleiter bestimmende Ende des Lichtwellenleiters wird durch eine kugelförmige oder ebene, senkrecht zur Lichtwellenleiterachse stehende Endfläche gebildet. Durch die Kleinheit dieser Endfläche wird eine für die Messung von fokussierten Stoßwellen erforderliche hohe Ortsauflösung, geringe Richtungsempfindlichkeit und hohe Bandbreite erzeugt.
  • Aus der DE 39 32 711 A1 ist ein faseroptischer Stoßwellensensor bekannt, bei dem das freie Ende des Lichtwellenleiters als Rotationskörper gestaltet ist, dessen Hüllkurve sich durch ein Polynom dritten Grades beschreiben lässt. Durch diese Maßnahme sollen auch bei der Verwendung von Lichtwellenleitern mit größerem Durchmesser sowohl die Empfindlichkeit als auch die Ortsauflösung verbessert werden.
  • Aus Koch, Ch., „Coated fiber-optic hydrophone for ultrasonic measurement", Ultrasonics 34, 1996, Seite 687–689, ist ein faseroptisches Hydrophon bekannt, das sowohl die Änderungen des Brechungsindex des umgebenden Fluids als auch die Änderung der Eigenschaften eines an der Faserspitze durch dielektrische Schichten gebildeten Interferometers nutzt, um auf diese Weise die Empfindlichkeit der Messanordnung zu erhöhen.
  • Nachteilig an den bekannten faseroptischen Hydrophonen ist jedoch, dass diese sehr bruchempfindlich sind und bereits nach 10 bis 100 Stoßwellen bei etwa 50 MPa zerstört sein können. Darüber hinaus ist ein hoher fertigungstechnischer Aufwand erforderlich, um die freien Enden der Lichtwellenleiter reproduzierbar mit der jeweils erforderlichen Form herzustellen.
  • Insbesondere bei in der medizinischen Therapie verwendeten Lithotriptoren muss die laterale Intensitätsverteilung der Stoßwelle im Bereich des Fokus mit einer örtlichen Auflösung bekannt sein, die kleiner als 1 mm ist. Hierzu ist es notwendig, den zeitlichen Verlauf der Intensität des Stosswellenpulses an einer Vielzahl von Messstellen zu messen. Aus den gemessenen Intensitäten wird dann die Gesamtintensität bzw. die Gesamtenergie des Stoßwellenpulses im Fokus ermittelt.
  • Entsprechend der Anzahl der Messstellen, in der Regel etwa 20, muss eine Anzahl von zeitlich aufeinander folgenden Messschritten durchgeführt werden, wobei bei jedem Messschritt das Hydrophon einer Stoßwelle ausgesetzt ist. Bei einer solchen Messung besteht demnach die Gefahr, dass das Hydrophon während der Messung entweder zerstört oder aber zumindest so beschädigt wird, dass sich seine Empfindlichkeit in einem Ausmaß verändert, die außerhalb der erlaubten Toleranzbreite liegen, die im Anwendungsbeispiel 10% beträgt.
    •
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein optisches Hydrophon zum Messen der Schalldruckverteilung in einem fluiden Medium anzugeben, das fertigungstechnisch einfach herzustellen ist, eine hohe Lebensdauer aufweist und dessen räumliches Auflösungsvermögen vergleichbar ist mit dem räumlichen Auflösungsvermögen, wie es durch die im Stand der Technik bekannten faseroptischen Hydrophone erzielt werden kann.
  • Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einem optischen Hydrophon mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Ein solches optisches Hydrophon umfasst zumindest eine Lichtquelle zum Erzeugen von Licht und zum Beleuchten einer Grenzfläche zwischen einem optisch transparenten Körper und dem fluiden Medium, wobei der optisch transparente Körper einen Brechungsindex aufweist, dessen Abhängigkeit vom Schalldruck vernachlässigbar ist, sowie eine Mehrzahl von Lichtempfängern zum Messen der Intensität des an der Grenzfläche in den Lichtempfänger jeweils reflektierten Lichtes als Maß für den Schalldruck.
  • Durch diese Maßnahme kann das Stoßwellenfeld an mehreren Orten gleichzeitig gemessen werden, so dass mit einer einzigen Messung eine Bestimmung der Schalldruckverteilung in einem größeren Flächenbereich an einer Vielzahl von Messpunkten mit hoher örtliche Auflösung ermöglicht ist. Dadurch wird die Lebensdauer des optischen Hydrophons erhöht, da die Anzahl der zum Vermessen des Stoßwellenfeldes erforderlichen, das Hydro phon mechanisch belastenden Stoßwellenpulse entsprechend dem Flächenbereich verringert ist. Außerdem ist die Suche nach der Lage des Fokus vereinfacht.
  • Die Erfindung beruht außerdem auf der Überlegung, dass es zum Erzielen einer hohen örtlichen Auflösung entweder nur auf die Größe des beleuchteten Gebiets oder auf die Größe der vom jeweiligen Lichtempfänger erfassten Teilfläche des beleuchteten Gebietes ankommt. Um eine hohe örtliche Auflösung zu ermöglichen, muss somit der transparente Körper nicht zwingend als Lichtleiter gestaltet sein, in dem das Licht durch Reflexion an den Wänden geführt ist. Vielmehr ist es ausreichend, durch entsprechende Strahlformung und -führung einen oder mehrere Lichtstrahlen zu erzeugen, die sich im transparenten Körper frei ausbreiten und im Bereich der Grenzfläche einen an den jeweiligen Bedarfszweck angepassten Strahlquerschnitt aufweisen. In einer vorteilhaften Ausführungsform weist deshalb der transparente Körper Abmessungen auf, die sehr viel größer als das beleuchtete Gebiet sind, so dass dieses um eine Größenordnung kleiner sein kann als die zwischen dem Körper und dem fluiden Medium gebildete Grenzfläche. Dadurch kann der transparente Körper massiv ausgeführt werden, so dass er gegen Stosswellen, wie sie im Fokus eines Lithrotripters auftreten können, widerstandsfähiger ist. Außerdem kann die Grenzfläche problemlos bearbeitet werden, so dass eine hohe Reproduzierbarkeit mit geringem fertigungstechnischen Aufwand erreichbar ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung trifft das Licht unter einem Einfallswinkel auf die Grenzfläche, der deutlich kleiner ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion und insbesondere kleiner als der halbe Grenzwinkel der Totalreflexion ist. Durch die Inzidenz mit einem vom Grenzwinkel der Totalreflexion signifikant abweichenden Einfallswinkel nimmt zwar die Empfindlichkeit gegenüber einer Anordnung mit nahe am Grenzwinkel der Totalreflexion einfallenden Licht ab, von Vorteil ist aber, dass die Messanordnung unempfindlicher gegen geringfügige Änderungen des Auftreffwinkels ist, da die Reflektivität für Einfallswinkel, die deutlich kleiner sind als der Grenzwinkel der Totalreflexion, nahezu unabhängig vom Auftreffwinkel ist. Darüber hinaus ändert sich bei einem solchen Einfallswinkel und insbesondere im Bereich senkrechter Inzidenz (Einfallswinkel 0°) die Reflektivität nahezu linear mit der Brechzahl des fluiden Mediums und somit auch mit dem Schalldruck, so dass die reflektierte Intensität ebenfalls annähernd linear zum Schalldruck ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Gebiet auf seiner gesamten Fläche beleuchtet, d. h. an der Grenzfläche ist ein einziger zusammenhängender wenigstens annähernd homogen ausgeleuchteter Lichtfleck gebildet. In dieser Ausführungsform ist nur eine einzige Lichtquelle erforderlich und der Aufbau ist entsprechend vereinfacht.
  • In einer alternativen Ausführungsform wird das Gebiet gleichzeitig auf einer Mehrzahl räumlich voneinander getrennter Teilflächen beleuchtet, so dass an der Grenzfläche eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Lichtflecken gebildet ist. Jeder Teilfläche ist ein Lichtempfänger zugeordnet, der zumindest einen Teil des von dieser Teilfläche reflektierten Lichtes empfängt. Werden die zu jeder Teilfläche gehörenden reflektierten Lichtstrahlen in Lichtwellenleitern geführt, ist eine hohe räumliche Auflösung mit Hilfe von ein- oder zweidimensionalen Lichtempfängerarrays möglich, ohne dass es hierzu einer besonderen geometrischen Anpassung der Lage und Größe des Lichtempfängerarrays an die Verteilung und Größe der Teilbereiche erforderlich ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, den Körper ortsveränderbar relativ zum Weg des sich in ihm zur Grenzfläche ausbreitenden Lichtes anzuordnen, so dass der beleuchtete Flächenbereich je nach Lage des Körpers an unterschiedlichen Stellen der Grenzfläche positioniert werden kann. Dadurch kann im Falle einer eventuellen Beschädigung der Grenzfläche im beleuchteten Flächenbereich dieser an eine andere Stelle verlagert werden. Bei einem quaderförmigen Körper geschieht dies durch Verschieben parallel zur Grenzfläche. Der Körper kann auch die Gestalt eines Polygons mit einander gegenüberliegenden ebenen Flachseiten aufweisen. In diesem Fall kann eine Variation der Lage des beleuchteten Flächenbereiches an einer Grenzfläche des Körpers durch Drehung des Körpers um eine Symmetrieachse parallel zu diesen Flachseiten erfolgen.
  • Der optisch transparente Körper hat vorzugsweise eine Brechzahl, die möglichst nahe an der Brechzahl des fluiden Mediums liegt. Ist das fluide Medium Wasser (n = 1,33), so ist die Brechzahl nK des Körpers vorzugsweise etwa nK = 1,45 (Glas) oder kleiner. Dann ist die statische Reflektivität, d. h. die Reflektivität in Abwesenheit eines Ultraschallfeldes minimal und das Signal-Rauschverhältnis maximal.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den weiteren Unteransprüchen wiedergegeben.
    •
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnung verwiesen. Es zeigen:
  • 1 ein optisches Hydrophon gemäß der Erfindung in einem Prinzipbild,
  • 2a, b jeweils eine vorteilhafte Gestalt des beleuchteten Gebiets,
  • 3 eine alternative Ausführungsform eines optischen Hydrophons gemäß der Erfindung ebenfalls in einem Prinzipbild,
  • 4a–c jeweils vorteilhafte Anordnungen der Teilflächen auf der Grenzfläche.
  • Gemäß 1 umfasst das optische Hydrophon eine Lichtquelle 2 zum Erzeugen von Licht LS, im Ausführungsbeispiel eine Laserdiode, das in einen transparenten Körper 4, im Ausfüh rungsbeispiel ein aus Glas (im Ausführungsbeispiel Quarzglas mit einem Brechungsindex nK = 1,45 bei einer Wellenlänge von 800 nm) bestehender annähernd kubischer Block, eingekoppelt wird. Sowohl die Dicke als auch die seitlichen Abmessungen des Körpers 4 liegen im Bereich von wenigen mm bis 100 mm. Innerhalb des Körpers 4 breitet sich das gesendete Licht LS frei, d. h. ohne Reflexion an Wänden des Körpers 4 aus und beleuchtet unter einem von 0° abweichenden Einfallswinkel θ ein Gebiet 6 einer der Eintrittsfläche 7 gegenüberliegenden ebenen Wand- oder Grenzfläche 8 zu einem fluiden Medium 10. Dieser Einfallswinkel θ ist deutlich kleiner als der Grenzwinkel θg der Totalreflexion. Deutlich kleiner als der Grenzwinkel θg der Totalreflexion im Sinne der Erfindung ist ein Einfallswinkel θ, bei dem die Abhängigkeit der Reflektivität vom Einfallswinkel θ nur schwach ist. Dies ist in der Praxis für Einfallswinkel θ der Fall, die insbesondere kleiner als θg/2, vorzugsweise kleiner als θg/3 sind. Im vorliegenden Fall, d. h. bei nK = 1,45 und nM = 1,34 (Brechungsindex des außerhalb des Körpers 4 befindlichen fluiden Mediums 10, im vorliegenden Fall Wasser, für Licht der Wellenlänge 800 nm) und einem einem sich daraus ergebenden Genzwinkel θg der Totalreflektion von 67°, sind dies Einfallswinkel θ < 33° bzw. θ < 22°. In einer praktischen Ausführungsform hat sich ein Einfallswinkel von etwa 10° als besonders geeignet erwiesen.
  • Eine auf die Grenzfläche 8 einfallende Ultraschallwelle 12 erzeugt eine zeitliche und räumliche Modulation des Brechungsindex nM des fluiden Mediums 10 an der Grenzfläche 8 (die durch die Ultraschallwelle erzeugte Modulation des Brechungsindex nK des Körpers 4 ist vernachlässigbar) und somit eine zeitliche und räumliche Modulation der Intensität des an der Grenzfläche 8 reflektierten Lichtes LR. Der zeitliche Verlauf der Intensität des reflektierten Lichtes LR und dessen Intensitätsverteilung im Strahlquerschnitt wird in einer Lichtempfängeranordnung 14, im Ausführungsbeispiel ein ein- oder zweidimensionales Array aus Lichtempfängern 14i , gemessen und ist ein direktes Maß für den zeitlichen Verlauf und der räumlichen Verteilung des Schalldrucks im beleuchteten Flächenbereich 6. Als Lichtempfänger 14i sind im Ausführungsbeispiel Fotodioden vorgesehen. Alternativ hierzu kann auch ein CCD-Array eingesetzt werden. Jedem Lichtempfänger 14i ist ein Ausschnitt aus dem reflektierten Lichtstrahl LR und damit ein Ausschnitt aus dem beleuchteten Gebiet 6 zugeordnet, so dass die laterale Auflösung durch die geometrischen Verhältnisse der Lichtempfängeranordnung 14, d. h. die Anordnung und Größe der Eintrittsaperturen der Lichtempfänger 14i bestimmt ist.
  • Im Ausführungsbeispiel breiten sich das gesendete Licht LS und das reflektierte Licht LR auch außerhalb des Körpers 4 frei aus. Der zur Vertikalen geneigte Ein- und Ausfallswinkel θ führt nach einer vom Einfallswinkel und vom Strahldurchmesser abhängigen Wegstrecke zu einer Entkopplung der beiden Lichtwege, ohne dass es hierzu intensitätsmindernder Strahlenteiler bedarf, wie sie bei grundsätzlich ebenfalls möglicher senkrechter Inzidenz notwendig wären. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist außerdem eine an der Eintrittsfläche 7 auftretende Brechung der gesendeten und des reflektierten Lichtes LS, LR nicht in die Figur eingezeichnet.
  • Zum Kollimieren des gesendeten Lichtes LS auf die Grenzfläche 8 ist eine Abbildungsoptik 20 vorgesehen, die den von der Lichtquelle 2 emittierten divergenten Lichtstrahl in ein annähernd paralleles Strahlenbündel umwandelt, das das Gebiet 6 zusammenhängend, d. h. auf seiner gesamten Fläche ausgeleuchtet. Die Querausdehnung des Gebietes 6 beträgt typischerweise 1 bis 20 mm.
  • Die Abbildungsoptik 20 kann auch im Inneren des Körpers 4 angeordnet sein, so dass ein kompakter und unempfindlicher Aufbau des Hydrophons möglich ist. Unter Umständen kann es auch zweckmäßig sein, zwischen dem Körper 4 und der Lichtempfängeranordnung 14 eine Abbildungsoptik, beispielsweise einen Kollimator, anzuordnen. Durch entsprechende Abbildungsoptiken zwischen dem Körper 4 und der Lichtempfängeranordnung 14 ist es außerdem möglich, die gewünschte räumliche Auflösung im beleuchteten Gebiet auf die geometrischen Verhältnisse der Lichtempfängeranordnung 14, d. h. das Rastermaß der Lichtempfänger 14i anzupassen.
  • Der Körper 4 ist relativ zur Abbildungsoptik 20 quer zu deren optischer Achse (quer zum Lichtweg bzw. quer zur Normalen des Gebietes 6 oder der Grenzfläche 8) verschiebbar angeordnet, wie dies durch den Pfeil 26 veranschaulicht ist. Tritt durch den Ultraschallimpuls oder durch Kavitationsblasen eine Beschädigung der Oberfläche des Körpers 4 im beleuchteten oder genutzten Flächenbereich 6 auf, so kann der Körper 4 bei feststehender Anordnung aus Lichtquelle 2, Abbildungsoptik 20 und Lichtempfänger 14 um einige mm verschoben werden, bis der beleuchtete Flächenbereich 6 wieder an einer unbeschädigten Stelle des Körpers 4 zu liegen kommt.
  • Gemäß 2a wird die Grenzfläche auf einem annähernd kreisscheibenförmigen, aufgrund des von Null verschiedenen Einfalswinkels θ in der Praxis leicht ellipsenförmigen Gebiet 6a beleuchtet. Als Empfängeranordnung ist in diesem Falle eine an diese Flächenform angepasste zweidimensionale Anordnung von Lichtempfängern 14i vorgesehen. Die Eintrittsapertur des Lichtempfängers 14i legt die Größe der ihm zugeordneten Teilfläche 6i des Gebiets 6a fest.
  • Durch entsprechende strahlformende Abbildungsoptiken (Zylinderlinsen) können auch annähernd rechteckige Strahlformen erzeugt werden, die die Grenzfläche 8 auf einem rechteckigen Gebiet 6b beleuchten, wie diese in 2b veranschaulicht ist.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist eine Mehrzahl von Lichtquellen 21 bis 2n vorgesehen. Jeder dieser Lichtquellen 21 bis 2n ist ein Lichtempfänger 141 bis 14n–1 , 14n zugeordnet. Im Beispiel werden die von den Lichtquellen 21 bis 2n jeweils erzeugten Lichtstrahlen LSi mit Hilfe einer Lichtleiteranordnung 16 bis zum Körper 4 übertragen, die aus einer der Anzahl der Lichtquellen 21 bis 2n entsprechenden Anzahl von Lichtleitern 161 bis 16n aufgebaut ist. Ebenso werden die reflektierten Lichtstrahlen LR1 bis LRn mit Hilfe einer aus Lichtleitern 181 bis 18n aufgebauten Lichtleiteranordnung 18 an die Lichtempfänger 141 bis 14n übertragen. In der Figur ist auch noch gestrichelt angedeutet, dass jedem Lichtleiter 16i bzw. 18i eine Abbildungsoptik 30i bzw. 32i zugeordnet sein kann, die die Austrittsapertur des Lichtleiters 16i auf die Grenzfläche 8 bzw. das Bild der Austrittsapertur auf der Grenzfläche 8 in die Eintrittsapertur des Lichtleiters 18i abbildet.
  • Anstelle der in der Figur dargestellten Lichtleiteranordnung, die in der Praxis durch ein entsprechend aufgeteiltes Lichtleitfaserbündel aufgebaut ist, ist auch eine freie Strahlpropagation des gesendeten Lichtes LSi und des reflektierten Lichtes LRi auch außerhalb des Körpers 4 möglich. Ebenso kann anstelle einer Vielzahl von Lichtquellen auch eine einzige Lichtquelle vorgesehen sein und das von dieser erzeugte Licht in eine Vielzahl von Lichtleitern eingekoppelt werden kann.
  • Mit einer solchen Separation der gesendeten Lichtstrahlen LSi ist es möglich, das beleuchtete Gebiet 6 auf einer Vielzahl von räumlich getrennten kleinen Teilflächen 61 bis 6n zu beleuchten. Die Anordnung dieser Teilflächen 61 bis 6n kann dann an die jeweiligen Bedürfnisse angepasst werden. 4a veranschaulicht eine lineare, 4b eine kreuzförmige und 4c eine rechteckförmige Anordnung der Teilflächen 61 bis 6n . Durch eine Führung des reflektierten Lichtes LRi mit Lichtleitern 18i muss auch die geometrische Anordnung der Lichtempfänger 14i in der Lichtempfängeranrodung 14 nicht mehr mit der Anordnung der Teilflächen an der Grenzfläche 8 übereinstimmen, so dass es grundsätzlich möglich ist, auch mit einem linearen Lichtempfängerarray eine rechteckige An ordnung der Messflecke zu erfassen, wie sie beispielsweise in 4c veranschaulicht ist.

Claims (8)

  1. Optisches Hydrophon zum Messen der Schalldruckverteilung in einem fluiden Medium (10) unter Ausnutzung der von Schalldruck abhängigen Modulation des Brechungsindex des fluiden Mediums (10), insbesondere zum Vermessen eines Ultraschall-Stoßwellenfeldes, mit zumindest einer Lichtquelle (2; 2i ) zum Erzeugen von Licht (LS) und zum Beleuchten einer Grenzfläche (8) zwischen einem optisch transparenten Körper (4) und dem fluiden Medium (10), wobei der optisch transparente Körper (4) einen Brechungsindex aufweist, dessen Abhängigkeit vom Schalldruck vernachlässigbar ist, sowie mit einer Mehrzahl von Lichtempfängern (14i ) zum Messen der Intensität des an der Grenzfläche (8) in den Lichtempfänger (14i ) jeweils reflektierten Lichtes (LRi) als Maß für den Schalldruck.
  2. Optisches Hydrophon nach Anspruch 1, bei dem die zumindest eine Lichtquelle (2; 2i ) ein Gebiet (6) der zwischen dem Körper (4) und dem fluiden Medium (10) gebildeten Grenzfläche (8) beleuchtet, das kleiner ist als diese.
  3. Optisches Hydrophon nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Licht (LS) die Grenzfläche (8) mit einem Einfallswinkel (θ) beleuchtet, der kleiner als der halbe Grenzwinkel (θg) der Totalreflexion ist.
  4. Optisches Hydrophon nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Gebiet (6) auf seiner gesamten Fläche beleuchtet wird.
  5. Optisches Hydrophon nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Gebiet (6) gleichzeitig auf einer Mehrzahl räumlich voneinander getrennter Teilflächen (6i ) beleuchtet wird, und jeder Teilfläche ein Lichtempfänger (14i ) zugeordnet ist.
  6. Optisches Hydrophon nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zum Führen des Lichtes (LSi, LRi) eine Lichtlei teranordnung mit räumlich voneinander getrennten Lichtleitern (16i , 18i ) vorgesehen ist.
  7. Optisches Hydrophon nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Körper (4) ortsveränderbar relativ zum Weg des sich in ihm zur Grenzfläche (8) ausbreitenden Lichtes (LS) angeordnet ist.
  8. Optisches Hydrophon nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der optisch transparente Körper (4) eine Brechzahl aufweist, die möglichst nahe an der Brechzahl des fluiden Mediums (10) liegt.
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