DE9216439U1 - Fiber optic polarization and phase actuator - Google Patents
Fiber optic polarization and phase actuatorInfo
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Description
Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, Alte Nußdorfer Straße 15Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, Alte Nussdorfer Strasse 15
Die Neuerung betrifft ein phaseroptisches Polarisations- und Phasenstellglied.The innovation concerns a phase-optical polarization and phase actuator.
Die US-A-4,389,090 betrifft ein faseroptisches Polarisationsstellglied. Dabei ist eine Faser in einer oder mehreren Schleifen um einen scheibenförmigen Trägerkörper herumgeführt. Die Enden der Faser sind im Abstand von den Schleifen festgehalten. Durch die Krümmung der Faser entsteht eine Doppelbrechung, durch welche die Polarisation des durch die Faser geleiteten Lichts verändert wird. Dabei liegt eine Hauptachse der Doppelbrechung radial in der Ebene jeder Schleife und die andere Hauptachse liegt senkrecht zur Ebene der Schleife. Dabei ist die senkrecht zur Ebene der Schleife verlaufende Hauptachse die normale,"langsame" und die radial verlaufende Hauptachse die außerordentliche, schnelle Hauptachse. Durch Verdrehung der Ebene der Schleifen oder Windungen um die Längsachse der fluchtend festliegenden Enden der Faser kann eine kontrollierte Veränderung der Polarisation des in den Fasern laufenden Lichts erreicht werden.US-A-4,389,090 relates to a fiber optic polarization actuator. A fiber is guided in one or more loops around a disk-shaped carrier body. The ends of the fiber are held at a distance from the loops. The curvature of the fiber creates birefringence, which changes the polarization of the light guided through the fiber. One main axis of the birefringence lies radially in the plane of each loop and the other main axis lies perpendicular to the plane of the loop. The main axis running perpendicular to the plane of the loop is the normal, "slow" main axis and the radial main axis is the extraordinary, fast main axis. By twisting the plane of the loops or turns around the longitudinal axis of the aligned ends of the fiber, a controlled change in the polarization of the light traveling in the fibers can be achieved.
Bei einer Ausführung der US-A-4,389,090 sind auf einer sich horizontal erstreckenden Basis vier Lagerböcke angeordnet, in denen drei unabhängig voneinander verdrehbare Wellen gelagert sind. An jeder Welle ist tangential zur Wellenachse ein scheibenförmiger Trägerkörper angebracht. Die Faser ist in jeweils mehreren Windungen nacheinander um alle diese Trägerkörper herumgeführt. Dabei sind die Durchmesser der Trägerkörper und die Windungszahlen so, daß die Windungen aufIn one embodiment of US-A-4,389,090, four bearing blocks are arranged on a horizontally extending base, in which three independently rotatable shafts are mounted. A disk-shaped carrier body is attached to each shaft tangentially to the shaft axis. The fiber is guided in several turns one after the other around all of these carrier bodies. The diameters of the carrier bodies and the number of turns are such that the turns on
den äußeren Tägerkörpern einen optische Weglängenunterschied von Lambdaviertel und die Windungen auf dem mittleren Trägerkörper einen optischen Weglängenunterschied von Lambdahalbe. Diese Kombination gestattet die Umwandlung jedes Polarisationszustandes in jeden anderen Polarisationszustand.the outer carrier bodies have an optical path length difference of a quarter of a lambda and the windings on the middle carrier body have an optical path length difference of a half of a lambda. This combination allows the conversion of any polarization state into any other polarization state.
Es sind weiterhin Phasenmodulatoren bekannt, bei denen eine Faser auf einen piezoelektrischen Trägerkörper aufgewickelt ist. Durch Anlegen einer Spannung an den piezoelektrischen Trägerkörper wird dessen Gestalt verändert. Das wirkt sich in einer Streckung des Trägerkörpers und damit in einer Phasenänderung aus. Bei Anlegen einer Weckseispannung kann eine Phasenmodulation des in der Faser geleiteten Lichts.Phase modulators are also known in which a fiber is wound onto a piezoelectric carrier body. Applying a voltage to the piezoelectric carrier body changes its shape. This results in a stretching of the carrier body and thus a phase change. Applying a wake-up voltage can result in a phase modulation of the light guided in the fiber.
Nach dem Stand der Technik sind faseroptische Polarisations-Stellglieder und faseroptische Phasenstellglieder getrennte Bauteile. Dadurch erfordern die beiden Geräte zusammen einen relativ großen Raum. Beim Aufwickeln einer Faser auf einen Trägerkörper besteht stets die Gefahr eines Faserbruchs.According to the current state of the art, fiber optic polarization actuators and fiber optic phase actuators are separate components. As a result, the two devices together require a relatively large amount of space. When winding a fiber onto a carrier body, there is always a risk of fiber breakage.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, den Raumbedarf für ein Polarisations-Stellglied und ein gleichzeitig vorhandenes Phasenstellglied zu vermindern.The innovation is based on the task of reducing the space required for a polarization actuator and a simultaneously present phase actuator.
Der Neuerung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, die Gefahr des Faserbruchs bei der Herstellung einer Anordnung mit Polarisations-Stellglied und Phasenstellglied zu vermindern.The innovation is also based on the task of reducing the risk of fiber breakage when producing an arrangement with a polarization actuator and a phase actuator.
Neuerungsgemäß werden diese Aufgaben gelöst durch ein faseroptisches Polarisations- und Phasenstellglied, bei welchem eine Faser um einen Trägerkörper herumgeführt ist, der Trägerkörper aus einem piezoelektrischen Material besteht und der Trägerkörper einerseits zur Phasenveränderung gegenüber festliegenden Enden der Faser verdrehbar und andererseits zur Phasenänderung oder -modulation mit einer Spannung beaufschlagbar ist, die eine Formänderung des Trägerkörpers bewirkt.According to the innovation, these tasks are solved by a fiber optic polarization and phase actuator, in which a fiber is guided around a carrier body, the carrier body consists of a piezoelectric material and the carrier body can be rotated on the one hand to change the phase relative to fixed ends of the fiber and on the other hand can be subjected to a voltage for the phase change or modulation, which causes a change in the shape of the carrier body.
Nach der Neuerung ist somit ein kombiniertes Polarisationsund Phasenstellglied vorgesehen. Ein Trägerkörper des Polarisations-Stellgliedes dient gleichzeitig für die Phasenveranderung oder -modulation. Da die Faser nur einmal auf den einen Trägerkörper gewickelt zu werden braucht, wird die Gefahr eines Faserbruchs bei der Herstellung vermindert. Der Raumbedarf wird um den Raum vermindert, der nach dem Stand der Technik für das getrennte Phasenstellglied benötigt wurde. 10According to the innovation, a combined polarization and phase actuator is provided. A carrier body of the polarization actuator also serves for the phase change or modulation. Since the fiber only needs to be wound once onto the one carrier body, the risk of fiber breakage during production is reduced. The space requirement is reduced by the space that was required for the separate phase actuator according to the state of the art. 10
Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the innovation is explained in more detail below with reference to the accompanying drawing.
Die Zeichnung ist eine perspektivische Darstellung eines kombinierten Polarisations- und Phasenstellgliedes.The drawing is a perspective view of a combined polarization and phase actuator.
Das Polarisations- und Phasenstellglied entspricht im mechanischen Grundaufbau weitgehend dem Polarisations-Stellglied nach der US-A-4,389,090.The basic mechanical structure of the polarization and phase actuator is largely the same as that of the polarization actuator according to US-A-4,389,090.
Das Polarisations- und Phasenstellglied enthält eine sich horizontal erstreckende Basis 10. Auf der Basis 10 sitzen vier Lagerböcke 12, 14, 16 und 18. Zwischen den Lagerböcken 12 und 14 ist eine Welle 20 drehbar gelagert. Zwischen den Lagerböcken 14 und 16 ist eine Welle 22 drehbar gelagert. Die Welle 22 ist unabhängig von der Welle 20 drehbar. Zwischen den Lagerböcken 16 und 18 ist eine Welle 24 drehbar gelagert. Die Welle 24 ist unabhängig von der Welle 22 drehbar. Die drei Wellen 20, 22 und 24 fluchten miteinander. Die gemeinsame Achse der drei Wellen ist mit 26 bezeichnet.The polarization and phase actuator includes a horizontally extending base 10. Four bearing blocks 12, 14, 16 and 18 are located on the base 10. A shaft 20 is rotatably mounted between the bearing blocks 12 and 14. A shaft 22 is rotatably mounted between the bearing blocks 14 and 16. The shaft 22 is rotatable independently of the shaft 20. A shaft 24 is rotatably mounted between the bearing blocks 16 and 18. The shaft 24 is rotatable independently of the shaft 22. The three shafts 20, 22 and 24 are aligned with one another. The common axis of the three shafts is designated 26.
An der Welle 20 sitzt ein scheibenförmiger Trägerkörper 28. Der scheibenförmige Trägerkörper 28 ist tangential zu der Wellenachse 26 angeordnet. An der Welle 22 sitzt ebenfalls ein scheibenförmiger Trägerkörper 30. Auch der scheibenförmige Trägerkörper 30 ist tangential zu der Wellenachse 26 angeordnet. An der Welle 24 sitzt ein scheibenförmigerA disk-shaped carrier body 28 is located on the shaft 20. The disk-shaped carrier body 28 is arranged tangentially to the shaft axis 26. A disk-shaped carrier body 30 is also located on the shaft 22. The disk-shaped carrier body 30 is also arranged tangentially to the shaft axis 26. A disk-shaped carrier body 30 is located on the shaft 24.
Trägerkörper 32. Der scheibenförmige Trägerkörper 32 ist ebenfalls tangential zu der Wellenachse 26 angeordnet. Die lichtleitende Faser 34 ist zunächst längs der Wellenachse 26 geführt, umschlingt dann in mehreren Windungen 36 den scheibenförmigen Trägerkörper 28 und ist dann längs der Wellenachse 26 zu dem nächsten Trägerkörper 30 weitergeführt. Zu beiden Seiten des Trägerkörpers 30 ist die Faser 34 fixiert. In gleicher Weise umschlingt die lichtleitende Faser 34 dann in mehreren Windungen 38 den scheibenförmigen Trägerkörper 30 und ist anschließend längs der Wellenachse 26 zu dem nächsten Trägerkörper 32 weitergeführt. Zu beiden Seiten des Trägerkörpers 32 ist die Faser 34 fixiert.Carrier body 32. The disk-shaped carrier body 32 is also arranged tangentially to the shaft axis 26. The light-conducting fiber 34 is initially guided along the shaft axis 26, then wraps around the disk-shaped carrier body 28 in several turns 36 and is then guided along the shaft axis 26 to the next carrier body 30. The fiber 34 is fixed on both sides of the carrier body 30. In the same way, the light-conducting fiber 34 then wraps around the disk-shaped carrier body 30 in several turns 38 and is then guided along the shaft axis 26 to the next carrier body 32. The fiber 34 is fixed on both sides of the carrier body 32.
Durch Verdrehen der Wellen mit den scheibenförmigen Trägerkörpern kann der Polarisationszustand des in der Faser 34 laufenden Lichts verändert werden.By twisting the shafts with the disk-shaped carrier bodies, the polarization state of the light traveling in the fiber 34 can be changed.
Der Trägerkörper 30 bildet eine Ringscheibe aus einem piezoelektrischen Material. An dieses Material ist über Leitungen 40 und 42 eine Spannung anlegbar. Beim Anlegen einer Spannung verändert sich der Durchmesser des Trägerkörpers 30. Bei typischen Scheiben- oder Ringdurchmessern von 25 bis 30 mm und einer lichtleitenden Faser, die zweimal um den Umfang des Trägerkörpers herumgewickelt ist, führt eine angelegte Spannung von etwa 80 Volt zu einer Längendehnung der Faser 34 von etwa einer Wellenlänge. Bei Anlegen einer Wechselspannung wird die Phase des in der Faser 34 geleiteten Lichts mit dem entsprechenden Hub moduliert.The carrier body 30 forms a ring disk made of a piezoelectric material. A voltage can be applied to this material via lines 40 and 42. When a voltage is applied, the diameter of the carrier body 30 changes. With typical disk or ring diameters of 25 to 30 mm and a light-conducting fiber that is wound twice around the circumference of the carrier body, an applied voltage of about 80 volts leads to a lengthening of the fiber 34 of about one wavelength. When an alternating voltage is applied, the phase of the light guided in the fiber 34 is modulated with the corresponding stroke.
Statt eines Trägerkörpers 30 können auch mehrere der Trägerkörper 28, 30 und 32 aus piezoelektrischem Material hergestellt sein und durch eine angelegte Spannung in ihrem Durchmesser verändert werden.Instead of one carrier body 30, several of the carrier bodies 28, 30 and 32 can also be made of piezoelectric material and their diameter can be changed by an applied voltage.
Es werden so zwei Funktionen der Lichtbeeinflussung in einem Gerät vereinigt.This combines two functions of light manipulation in one device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9216439U DE9216439U1 (en) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | Fiber optic polarization and phase actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9216439U DE9216439U1 (en) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | Fiber optic polarization and phase actuator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE9216439U1 true DE9216439U1 (en) | 1993-02-25 |
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ID=6886689
Family Applications (1)
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| DE9216439U Expired - Lifetime DE9216439U1 (en) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | Fiber optic polarization and phase actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9216439U1 (en) |
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