DE3614659A1

DE3614659A1 - Glasfaseroptik-uebertrager

Info

Publication number: DE3614659A1
Application number: DE19863614659
Authority: DE
Inventors: Alfred R. Highland Park Ill. Perlin
Original assignee: Metatech Corp
Current assignee: Metatech Corp
Priority date: 1985-04-30
Filing date: 1986-04-30
Publication date: 1986-10-30
Also published as: IT8620248A1; GB2174805B; GB2174805A; FR2581206A1; GB8610591D0; IT8620248A0; US4678902A; JPS62110103A; IT1191752B; FR2581206B1

Description

RAU & SCHNECK

PATENTANWÄLTE

DlPL-ING. DR. MANFRED RAU DIPL-PHYS. DK-HiRBiRT SCHKECK- ZUGEIASSSMS VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

VNR Io6984 " .^;..^: ' ^:..^{: :} Nürnb-erg¹, 29.o4.1986

S/St

Metatech Corporation, 91o Skokie Blvd. Northbrook,

Illinois 6OO62/USA

Glasfaseroptik-Übertrager

Die Erfindung richtet sich auf einen Glasfaseroptik-Übertrager, insbesondere auf einen Einfaser-Bewegungsübertrager zur Erfassung der Linearbewegung und der Drehbewegung einer verformbaren reflektierenden Oberfläche.

\l Ein Beispiel für den bisherigen Stand der Technik bildet die US-PS 4 o71 753. Der daraus bekannte Glasfaser-Übertrager besteht aus einer getrennten Eingangsfaser und einer gesonderten Ausgangsfaser. Die Ausgangsfaser ist relativ zur Eingangsfaser optisch so ausgerichtet, daß ein vorbestimmter Teil der optischen, durch die Eingangsfaser herangeführten Leistung in die Ausgangsfaser eingekoppelt wird und die durch die Ausgangsfaser empfangene modulierte optische Leistung von dem Übertrager durch die Ausgangsfaser weggeführt wird.

Andere Beispiele von Mehrfaser-Übertragern bilden die US-PS 3 394 976, 3 789 667, 3 789 674 und 3 961 185. Jeder dieser Übertrager arbeitet nach dem in der US-PS 4 o71 753 beschriebenen Prinzip, wobei durch eine Eingangsfaser herbeigeführtes

D-8500 NÜRNBERG 1 KDNIGSTRASSE 2 TELEFON 0911/24537 TELEFAX 0911/208569 TELEX 623965 POSTSCHECKAMT NBG. 1843 52-857

Licht von einer beweglichen,-- deformiorb£.r_en.reflektierenden Oberfläche rückreflektiert wird, wobei ein modulierter Lichtstrahl erzeugt wird, welcher in eine Ausgangsfaser eingekoppelt wird, durch welche das modulierte Licht von dem Übertrager weg zu einem Detektor geführt wird.

Das Problem bei diesen vorbekannten Vorrichtungen besteht darin, daß sie nicht die erforderliche Empfindlichkeit bei der Erfassung der Bewegungen der reflektierenden Oberfläche unter bestimmten Bedingungen aufweisen und, da es sich um Mehrfaseranordnungen handelt, nicht für die Herstellung von miniaturisierten Anordnungen geeignet sind. Dementsprechend war die bisherige Forschung darauf gerichtet, einfaserige optische Übertrager zu entwickeln, welche eine erhöhte Empfindlichkeit zur Erfassung kleiner Auslenkungen oder Bewegungen einer beweglichen oder deformierbaren reflektierenden Oberfläche besitzen sollten, und welche für eine miniaturisierte Konstruktion geeignet sein sollten.

Allerdings ist es bei bekannten Einfaseranordnungen bisher üblich gewesen, die Faser axial so auszurichten, daß die zur Längsachse senkrechte Stirnseite der Faser im wesentlichen parallel zu der beweglichen bzw. deformierbaren Fläche liegt. Bei solchen Anordnungen wird ein zur Faserachse symmetrischer Lichtkonus von der Faser auf die reflektierende Fläche projiziert und ein symmetrisch zur Achse liegender Konus wird auf die Faserstirnseite reflektiert, wobei ein Teil des reflektierten Lichtes wieder in die Faser eintritt und durch die Faser zurückübertragen wird. Die Empfindlichkeit dieser Anordnungen gegenüber Bewegungen oder Auslenkungen der reflektierenden Oberfläche (d.h. dem Wechsel in der Lichtintensität, welche wieder in die Faser in Abhängigkeit von der Änderung des Abstandes der reflektierenden Oberfläche von der Glasfaserstirnseite bei der Bewegung dieser Fläche eintritt) wurde als ausreichend

befunden, wenn der urspi-ürvglicne. Abstand eier -Faserstirnseite von der reflektierenden Fläche relativ kurz ist (d.h. bis zu 5o% des Durchmessers der Faser mit einer numerischen Apertur von ungefähr o,5). Bei größeren Abständen ist allerdings die Empfindlichkeit hinsichtlich Abstandsänderungen der reflektierenden Oberfläche von der Faserstirnseite für praktische Zwecke nicht ausreichend.

A Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen einfaserigen optischen Bewegungsübertrager zu schaffen, welcher die erforderliche Empfindlichkeit gegenüber Abstandsveränderungen der reflektierenden Fläche von der Faserstirnseite über einen relativ weiten Bereich von Abständen aufweist und sich für die Herstellung als Mikrobauelement eignet.

Weiterhin soll erfindungsgemäß ein einfasriger Übertrager geschaffen werden, welcher eine Empfindlichkeitskurve der Art aufweist, daß jede kleine Bewegung der reflektierenden Oberfläche relativ zur Stirnseite der Faser eine signifikante Änderung in der Intensität des in die Faser wieder eintretenden Lichtes bewirkt.

Ferner soll der Übertrager zur Erfassung linearer und/oder winkelmäßiger Verlagerungen geeignet sein, welche durch Druckänderungen, Kraft, Drehmoment, Beschleunigung, Temperatur, elektrische oder magnetische Felder veranlaßt werden, die auf die reflektierende Oberfläche einwirken.

Erfindungsgemäß soll letztlich ein Übertrager geschaffen werden, welcher einfach im Aufbau ist und ein weites Anwendungsfeld aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgaben" ist erfindungs§eraä"ß vorgesehen, daß der Übertrager aus einer einzigen Faser bzw. einem einzigen Wellenleiter hergestellt ist. Die Faser bzw. der Wellenleiter kann eine Multimoden-Faser oder eine monomode Faser sein. Am Ende dieser Faser oder im Bereich desselben wird die Geometrie der Faser so geändert, daß das von der Faser austretende Licht auf eine bewegliche oder deformierbare reflektierende Oberfläche als sich öffnender Konus trifft. Zur Erzielung eines derartigen sich öffnenden Konus wird eine Kurven- oder Biegungsfläche in die Faser im Bereich ihres Austrittsendes eingebracht. Eine andere bevorzugte Vorrichtung besteht darin, eine abgekantete oder abgewinkelte reflektierende Oberfläche am Austrittsende an der dortigen Stirnseite vorzusehen.

Der Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, daß der sich öffnende Lichtkonus auf die reflektierende Fläche von der Stirnseite der Faser projiziert wird und von der reflektierenden Fläche zurück auf die Faser ebenfalls als sich öffnender Konus reflektiert wird. Ein Teil des reflektierten Lichtkonus wird in die Faser wieder eintreten und durch die Faser zurückübertragen werden, wobei die Intensität des wieder eintretenden Lichts im wesentlichen abhängt von dem Verhältnis der Fläche oder Oberfläche der Faser, durch welche das wieder eintretende Licht empfangen wird, zu der Fläche des Konus reflektierten Lichtes in der Ebene, welche durch die empfangende Fläche bzw. Oberfläche der Faser definiert wird. Da dementsprechend die Fläche der Oberfläche der Faser konstant ist, wird die Empfindlichkeit des Systems weitestgehend abhängig von der Veränderung in der Fläche des reflektierten Lichtkonus und im Hinblick auf die sich erweiternde Form dieses Konus wird die Empfindlichkeit auf Verlagerungen der reflektierenden Oberfläche erhöht und eine empfindlichere Nachweismöglichkeit für die Verlagerung mit der vorliegenden Erfindung erreicht.

- Sg -

Weitere Merkmale, Vortei-1 e-iind Ei.rrz~elheiterr der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Dabei zeigen

Fig. 1 ein schematisches Diagramm einer Faseroptikanordnung unter Verwendung eines optischen Übertragers gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine teilweise diagrammartige Darstellung einer Ausführungsform eines optischen Übertragers gemäß der Erfindung,

Fig. 3 ein teilweises schematisches Diagramm einer anderen Ausführungsform eines optischen Übertragers gemäß der Erfindung,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Lichtpfades gemäß einer weiteren Ausführungsform des optischen Übertragers gemäß Fig. 3 und

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des Lichtpfades in einer noch anderen Ausführungsform des optischen Übertragers nach Fig. 3.

Soweit im nachfolgenden von "Glasfaser" oder "Lichtwellenleiter" die Rede ist, beziehen sich diese Ausdrücke auf eine Übertragungsleitung aus Glas oder Kunststoff mit einem Kern und einem Mantel, der den Kern konzentrisch umgibt und über interne Reflexion an der Mantelgrenzfläche elektromagnetische Strahlung transportiert, welche in dem optischen Bereich des elektromagnetischen Spektrums zwischen Mikrowellen und Röntgenstrahlen einschließlich der ultravioletten, sichtbaren und infraroten Bereiche liegt.

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Fig. 1 zeigt eine FasercptTkanordrrun^, welche als Ganzes mit dem Bezugszeichen Io versehen ist, wobei ein optischer Übertrager 12 gemäß der Erfindung verwendet wird. Der optische Übertrager 12 ist vollständig optisch aufgebaut und umfaßt keinerlei elektrische Anschlüsse oder Signale. Die Anordnung Io arbeitet nach dem Prinzip, daß ein Ausgangssignal geschaffen wird, dessen Amplitude proportional ist zu der Eingangsinformationsänderung, wobei eine optische Faser verwendet wird, um die Leistungsänderung des Ausgangssignals von dem Übertrager 12 an einen Bestimmungsort zu transportieren.

Eine Lichtquelle 14, wie z.B. eine Glühlampe, ein Laser oder eine Lichtwellenleiter-Lichtquelle strahlt einen Lichtstrahl ab, der in die Faser aus Glas oder Kunststoff oder den optischen Wellenleiter 16 eingekoppelt wird, vorzugsweise indem eine Faseroptik-Kopplungsanordnung gemäß der amerikanischen Patentanmeldung 5o6 839 verwendet wird. Das Licht wird dann vorwärts durch den Kern der Faser 16 zu dem Übertrager geleitet, wo das Licht von der Faser 16 an deren Ende auf eine reflektierende Fläche (wie z.B. eine bewegliche oder deformierbare Spiegelfläche) abgestrahlt wird, deren Verlagerung gemessen werden soll. Typische Messungen, welche hinsichtlich der Verlagerung der reflektierenden Oberfläche gemacht werden können, sind lineare oder winkelmäßige Verlagerungen, welche durch Veränderungen im Druck, der Kraft, dem Drehmoment, der Temperatur, der Beschleunigung, magnetische Felder oder elektrische Felder verursacht werden, welche auf die reflektierende Fläche einwirken und auch Krümmungsmessungen der Oberfläche selbst.

Von dem in der Faser 16 transportierten Licht, welches von der reflektierenden Fläche reflektiert wird, wird nur ein kleiner Teil in den Kern der Faser 16 über den Übertrager 12 wieder eintreten. Das wieder eintretende Licht wird dann in die umgekehrte Richtung durch die Faser 16 zu dem Ursprung-

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lichen Eingabeende der FaserlB ^:ziir"üekti-anspart ie rt, wobei das zurückkehrende Licht, welches eine modulierte optische Informationswelle oder ein moduliertes Lichtsignal darstellt, durch einen Fotodetektor 18, wie z.B. eine Fotodiode, zur Messung der Intensität und zum Vergleich mit einem Referenzlichtsignal aufgenommen wird.

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines optischen Übertragers (insgesamt mit dem Bezugszeichen 12 versehen) gemäß der Erfindung dargestellt, welche in einer Vielzahl von Anordnungen, wie z.B. in dem in Fig. 1 dargestellten System, verwendet werden kann. Bei dieser Ausführungsform, in welcher der Übertrager 12 als Bewegungs-Übertrager dargestellt ist, ist das Austrittsende 22 der Faser 16 in dem Übertragergehäuse festgelegt. Die Faser 16 ist im Bereich des Austrittsendes 22 und vorzugsweise nicht mehr als 5 bis 6 Durchmesserlängen von der endseitigen Stirnfläche 26 entfernt bei 52 derart abgebogen, daß aus der Faser 16 durch die Stirnseite 26 austretendes Licht als sich öffnender Konus 28 austritt, welcher hinsichtlich der Hauptachse der Faser 16 asymmetrisch ist. Die Faser 16 ist so in dem Gehäuse 24 angeordnet, daß der Lichtkonus 28 von der Stirnfläche 26 auf die reflektierende Fläche 3o eines beweglichen oder deformierbaren Teils 32 auftrifft, welches z.B. auf Andruckfedern 34 und 35 so befestigt sein kann, daß eine auf das Teil 32 wirkende Kraft das Teil relativ zur Stirnfläche 26 in einer Ebene parallel zur Ebene der Stirnseite 26 verlagert.

Wenn sich im Betrieb die reflektierende Oberfläche 3o in Abhängigkeit von einer auf die Fläche 3o wirkenden Kraft, welche hinreichend groß istj um die Federkraft der Federn 34 und 35 zu überwinden, bewegt, wird die Fläche der Oberfläche 3o, welche durch den Lichtkonus 28 beleuchtet wird, sich vergrößern oder verkleinern in Abhängigkeit von dem Abstand χ zwischen der

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Faserstirnseite 26 und der; ;ref lekt-i-er-sncieh; ;Fi_:äche 3o, wobei der hierdurch entstehende reflektierte Lichtkonus 36, der auf die Stirnseite 26 der Faser 16 strahlt, sich entsprechend vergrößern oder verkleinern wird.

Allerdings wird lediglich ein kleiner Teil des Lichtes in dem reflektierten Konus 36 tatsächlich in die Faser 16 zur Rückübertragung durch die Faser 16 zu dem Fotodetektor 18 wieder eintreten. Der Anteil des wieder eintretenden reflektierten Lichtes hängt bei dieser Ausführungsform im wesentlichen von dem Verhältnis der Flächen der Stirnfläche 26, welche das Licht wieder aufnimmt, zur gesamten Projektionsfläche des reflektierten Konus 36 in einer durch die Stirnfläche 26 definierten Ebene ab. Dementsprechend hängt die Empfindlichkeit der Anordnung hinsichtlich der Erfassung der Bewegung der reflektierenden Oberfläche vornehmlich von dem Maß der Änderung der projizierten Fläche reflektierten Lichts als Ergebnis der Änderung des Abstands χ ab, da die Fläche der Stirnseite 26, in welche das reflektierte Licht eingekoppelt wird, konstant ist.

Insoweit muß festgestellt werden, daß eine Modifizierung der Empfindlichkeitskurve des Systems bei Verwendung des Systems nach Fig. 2 erreicht wird, indem der sich öffnende Lichtkegel 28, der asymmetrisch zur Faserachse liegt, abgestrahlt wird, während bei herkömmlichen Einfaseranordnungen, wie sie einleitend diskutiert wurden, ein symmetrischer Lichtkegel auftrifft. In der Versuchen wurde festgestellt, daß die Empfindlichkeit herkömmlicher Anordnungen sich linear mit Abstandsveränderungen ändert entsprechend einer Empfindlichkeitskurve, welche abhängt, von der Intensität des wieder eintretenden Lichts als Funktion des Abstands χ der Eintrittsfläche von der reflektierenden Fläche, und zwar bis zu einem Abstand von ungefähr 5o% des Durchmessers der Faser mit einer numerischen Apertur von unge-

fähr o,5. Bei größeren Abs-tänderr ,1L³St-" die En₁^ findli chke it skurve dieser vorbekannten Anordnungen zu flach, um in der Praxis sich ändernde Abstände der reflektierenden Fläche von der Stirnfläche der Faser hinreichend auflösen zu können. Demgegenüber wird die Empfindlichkeitskurve durch Verwendung der Anordnung nach Fig. 2 so verändert, daß auch kleinere Bewegungen der reflektierenden Oberfläche von der Faserstirnseite weg über einen weiteren Abstandsbereich erfaßt werden können. Dementsprechend wurde gefunden, daß durch die Verwendung der Anordnung nach Fig. 2 jede Bewegung der reflektierenden Oberfläche weg von einem bestimmten Abstand zu einer signifikanten Änderung in der Intensität des reflektierten Lichts führt, welches in die Faser wieder eintritt, wodurch eine wirkungsvollere Einrichtung zur Erfassung der Bewegung der reflektierenden Fläche geschaffen wird.

In Fig. 3 ist ein optischer Übertrager dargestellt, welcher als Ganzes mit dem Bezugszeichen 12 versehen ist, und wobei die optische Faser 16 in einem Übertragergehäuse 24 festgelegt ist. Die Faser 16 endet in einer Stirnfläche 38, welche mit geeigneten Mitteln, wie z.B. durch Polieren, abgeschrägt ausgebildet ist, so daß eine geneigte Oberfläche relativ zur Achse der Faser 16 entsteht. Darüber hinaus kann diese Stirnfläche 38 mit einem reflektierenden Material überzogen werden, falls dies gewünscht wird. Der Neigungswinkel der abgeschrägten Stirnfläche 38 wird durch den in Fig. 3 eingezeichneten Winkel«* definiert. Der Winkel <f\ ist komplementär zu einem Winkel/? , welcher zwischen der Achse der Faser 16, d.h. in der Regel der Bewegungsrichtung des durch die Faser 16 transportierten Lichtes, und einem Vektor 4o aufgespannt wird, welcher zur geneigten Stirnfläche 38 senkrecht steht. Der Winkel β definiert dementsprechend den Einfallswinkel für das längs der Achse übertragene Licht.

Die Untergrenze dieses Winkels /3 (und dementsprechend die Obergrenze des Winkels <K ) ist so bemessen, daß der Einfallswinkel von vorwärts übertragenem Licht in der Faser 16, welches auf die geneigte Stirnfläche 38 fällt, gleich oder größer als der kritische Reflexionswinkel ist, so daß das Licht nicht durch die Endfläche 38 eintritt sondern von dieser wegreflektiert wird. Wenn die Endfläche 38 mit einem reflektierenden Material überzogen wird, übersteigt die Obergrenze des Winkels <A keinen Winkel derart, daß das vorwärts übertragene Licht durch die Faser 16 von der verspiegelten Endfläche in die Rückwärtsrichtung wegreflektiert wird, ohne Richtung der Peripherie der Faser reflektiert worden zu sein, so daß es auf die bewegliche oder verformbare reflektierende Fläche 3o trifft.

Die Arbeitsweise des in Fig. 3 dargestellten Übertragers 12 hängt ab von dem Licht, welches durch die Faser 16 übertragen wird und von der Stirnfläche 38 weg reflektiert wird und aus der Faser 16 als modulierter Konus 28 auf die reflektierende Oberfläche 3o des beweglichen oder deformierbaren Teils 32 gestrahlt wird. Wie in Fig. 3 dargestellt, beträgt der Winkel <Λ , der die Neigung der schrägen Stirnfläche 38 beschreibt, 45°. Dementsprechend beträgt der Winkel β ebenfalls 45° und das durch die Faser 16 längs deren Achse übertragene Licht wird von der Stirnseite 38 mit einem zur Längsachse senkrechten Winkel abgestrahlt. Dieses Licht wird dann längs dieses Weges senkrecht zur Achse der Faser projiziert und durch die gebogene Oberfläche, welche durch den Umfang der Faser gebildet wird,

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wobei der abgestrahlte Li civfc konus aufgeweitet wird. Wie bereits vorstehend im Hinblick auf die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform dargelegt, wird im Hinblick auf den modulierten abgestrahlten Lichtkonus die Empfindlichkeit der Anordnung bei der Erfassung von Bewegungen der reflektierenden Oberfläche als Ergebnis der Modifikation der Empfindlichkeitskurve erhöht, welche aus der Abstrahlung des sich erweiternden Lichtkonus 28 auf die reflektierende Oberfläche 3o resultiert. Darüber hinaus ist festzuhalten, daß die Empfindlichkeit von Übertragern gemäß dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform weiter im Hinblick auf die Änderung der Empfindlichkeitskurve erhöht werden kann, was darauf beruht, daß das reflektierte Licht 36, welches wieder in den Faserkern zur Rückübertragung längs der Faser 16 eintritt, ebenfalls in die Faser 16 über die gebogene Außenfläche der Faser eintritt.

In Fig. 4 ist eine vergrößerte Einzeldarstellung des Lichtweges bei einer weiteren Ausführungsform des Übertragers 12 dargestellt, wobei der Winkelt , welcher der Neigung der abgeschrägten Stirnfläche 38 entspricht, über 45° beträgt. Bei dieser Ausführungsform ist erkennbar, daß das von der Stirnfläche 38 weg reflektierte Licht durch die Faser zurückgestrahlt wird in Richtung auf die gebogene Umfangsfläche der Faser und auf die Oberfläche mit einem Einfallswinkel 0 trifft. Für dieses reflektierte Licht ist es, damit es vom Faserkern nach außen gebrochen wird, erforderlich, daß der Einfallswinkel θ , der der Formel β - 30° - 2β oder 2<λ - 90° entspricht, kleiner als der kritische Reflexionswinkel ist, so daß das Licht nicht intern reflektiert wird, sondern von der Faser weg abgestrahlt wird. Da darüber hinaus das Licht von dem dichteren Medium der Faser 16 in die Luft übertritt, bevor es auf die reflektierende Oberfläche 3o trifft, wird das austretende Licht nach dem Brechungsgesetz verlagert

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(Snell'sches Gesetz), so" da3 der.winkel Γ grbßer als der Winkel Θ wird, was zu einer weiteren Modulation des abgestrahlten Lichtkonus zusätzlich zu der Modulation aufgrund der Abstrahlung des Lichts durch die Umfangsflache der Faser führt.

Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Lichtweges bei einer weiteren Ausführungsform des Übertragers 12. Bei dieser Ausführungsform ist der Winkelet kleiner als 45° und der Winkel entspricht der Formel Θ - 3/3 -SO⁰ oder 3Ο°-Ζ&. Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 4 muß der Winkel kleiner sein als der kritische Reflexionswinkel, damit das Licht aus der Faser abgestrahlt werden kann. Darüber hinaus ist auch der Winkel if größer als der Winkel Θ , wie vorstehend diskutiert, und zwar als Ergebnis der Brechung des Lichts, welches von dem dichteren Fasermedium zu dem weniger dichten Medium, welches durch die Umgebungsluft gebildet wird, gelangt, wodurch eine weitere Modulation des abgestrahlten Lichtkonus erreicht wird.

In den vorstehend angesprochenen Figuren sind die Darstellungen nur schematisch vorgenommen worden, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern. Insbesondere ist es für den Fachmann klar, daß die in Betracht stehenden Abmessungen sehr klein sind und dementsprechend nur schematisch veranschaulicht werden können.

Eine mögliche Abwandlung der Erfindung könnte in der Wahl der Konfiguration der Endfläche der Faser bestehen, um die Form des Konus des abgestrahlten Lichts zu ändern, z.B. in dem diese Endfläche konkav oder konvex ausgebildet wird. Eine andere mögliche Abwandlung bestünde darin, die Lage und Orientierung des Übertragers relativ zu der reflektierenden Oberfläche zu ändern, um alternative Messungen der Verlagerung oder Struktur der reflektierenden Oberfläche zu ermöglichen.

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Claims

RAU & SCHMECK PATENTANWÄLTE - - — DIPL.-ING. DR. MANFRED RAU DIPL.-PHYS. DP. PERB=RT frCHh'E'CK ZUGE'-ASKN·= VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT VNR 1O6984 " ■Nürnberg, 29.o4.1986 S/St Metatech Corporation, 91o Skokie Blvd. Northbrook, Illinois 6oo62/USA Ansprüche

1. Faseroptik-Übertrager (12) umfassend eine einzige optische Faser (16) und ein bewegliches Teil (32) mit einer reflektierenden Oberfläche (3o), wobei die einzige optische Faser (16) gekennzeichnet ist durch Einrichtungen zur Übertragung von Licht in eine erste Richtung auf ein erstes Ende (22) der Faser zu, wo das übertragene Licht von der Faser als modulierter Lichtkonus abgestrahlt wird, welcher auf die reflektierende Oberfläche (3o) des beweglichen Teils (32) fällt, wobei dann das übertragene Licht von der reflektierenden Fläche (3o) als weitermodulierter Lichtkonus (36) auf die erste Endseite (22) der Faser (16) zurückgestrahlt wird, wo ein Teil des weitermodulierten reflektierten Lichtkonus (36) wieder in die Faser (16) eintritt und durch diese in eine zweite Richtung in Richtung auf das zweite Ende (5o) der Faser zu zurückübertragen wird, und durch Einrichtungen (52) bzw. (38) an der Faser (16) am ersten Ende (22) oder in der Nähe desselben zur Erzeugung eines ersten modulierten Lichtkonus (28), wobei die Empfindlichkeit gegenüber Bewegungen der reflektierenden Oberfläche (3o) des beweglichen Teils (32) erhöht wird.

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2. Faseroptik-Übertragei nach- Anspruch"1, -dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung an der Faser zur Erzeugung eines ersten modulierten Lichtkonus eine Biegung (52) in der Faser im Bereich von deren ersten Ende umfaßt, wobei ein sich aufweitender Lichtkonus geschaffen wird, welcher zur Faserachse asymmetrisch ist und von der Faser abgestrahlt wird.

3. Faseroptik-Übertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegung nicht mehr als sechs Faserdurchmesser von dem ersten Ende der Faser entfernt ist.

4. Faseroptik-Übertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen an der Faser zur Erzeugung eines ersten modulierten Lichtkonus eine Oberfläche umfaßt, welche an einem Faserende ausgebildet ist, und welche zur Achse der Faser geneigt ist.

5. Faseroptik-Übertrager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche in einem Winkel relativ zur Faserachse geneigt ist, der größer als der kritische Reflexionswinkel ist, wodurch das übertragene Licht von dieser Oberfläche weg reflektiert wird.

6. Faseroptik-Übertrager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche mit einem reflektierenden Material überzogen ist.

7. Faseroptik-Übertrager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche einen Winkel relativ zur Achse der Faser aufweist, daß das von der Oberfläche wegreflektierte Licht auf der Umfangsfläche der Faser mit einem Einfallswinkel auftrifft, der kleiner ist als der kritische Reflexionswinkel,

wobei das Licht aus der "Ea's'ar" durcti die Außenfläche hinausgebrochen wird und auf die reflektierende Oberfläche gestrahlt wird.

8. Faseroptik-Übertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung einer Faser zur Erzeugung des ersten modulierten Lichtkonus eine konkave Oberfläche umfaßt, welche an dem ersten Ende der Faser ausgebildet ist.

9. Faseroptik-Übertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung an der Faser zur Erzeugung eines ersten modulierten Lichtkonus eine konvexe Oberfläche umfaßt, welche an dem ersten Ende der Faser ausgebildet ist.