JPS6170526A - 光フアイバによつて導波される光の位相を変調するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １１へ１１ この発明は光通信およびセンサシステムに関する。特に
、この発明は光ファイバによって伝達される光エネルギ
の位相を変調するための方法および装置に関する。

位相変調装置は、情報が電磁波によって伝達される通信
またはセンサシステムの本質的な構成要素である。位相
変調器により、電磁搬送信号に検知できる位相のシフト
を付は加えることができる。

位相のシフトは、受信機において解読され、検知された
情報がそこから抽出される。

′Ｈ！ｉｒｔ＆波は周波数に依存する特性を有している
。

したがって、可視光、赤外線、マイクロ波およびミリ波
のエネルギはＮ磁現象に関し異なる物理的な現われ方を
示す。周波数特性の結果、電磁波の位相に対し予め選択
された変化を与えるための方法および手段はその周波数
に依存する。

極めて将来性のある通信およびセンサの技術は、光ファ
イバを介しての適当に変調された光エネルギの伝達に頼
っている。この光フアイバ技術は、他の電磁システムに
よって達成された従来のそれらを越えたバンド幅および
周波数域での確実な伝達の可能性を与える。

過去において、光フアイバセンサシステムに用いるため
の位相変調器を開発する試みは、光ファイバに対し力を
加えてその屈折率を変化させるという電気機械的なシス
テムに依存していた。本質的に、このような機械的な力
は予め選ばれた方法でファイバにストレスを与える。こ
のストレスはファイバ材料の光弾性特性により、所望の
位相変化を結果的に与える。

光ファイバを移動する光エネルギの位相を変調するため
の電気機械的な方法の例は、゛スクイザバ ー　（５ＱｔｌｅｅＺｅｒ）″および゛ストレッチｔ−
−（ｓｔｒｅｔｃｈｅｒ　）　”として知られる形式の
装置を含む。それらの名前が示すように、これら、の装
置は光ファイバに対し異なったタイプの物理的応力を与
える。

スクイザ−においては、圧電性のセラミック化合物であ
るＰＺＴのような変形可能な物質の板がファイバのどち
らかの側に位置決めされる。ファイバから覆いが除去さ
れて、そのクラッドが直接ＰＺＴ板から圧、力を受ける
ように露出される。印加電圧に応答して変形するセラミ
ックであるＰＺＴ材料は、予め定められた電気信号に応
答してその光軸を横切る方向に光ファイバに力を印加す
るようにされている。この力は光ファイバのコアをさら
に稠密にし、それによりそのエネルギ伝達部分の屈折率
を増大させる。この結果、ファイバ内の光の伝搬定数が
スクイザ−の近傍で変化し、このような光の位相が予め
定められた様に変化する。

数学的には、スクイザ−によって生じる位相シフトΔφ
は以下の関係式によって主として支配される。

Δφ＝−２πΔｎＬ／λ 但し、λは光源の波長、 Δｎはファイバのコアの屈折率の変化 りはファイバの長さ ストレッチャーにおいては、電極どして機能する金属で
被覆された内表面および外表面を有する圧電性物質の円
筒のまわりに光ファイバが巻かれる。半径方向に極性化
された圧電性材料に適正に電圧を印加することにより、
円筒の円周の収縮および膨張を制御可能とすることがで
きる。その結果、円筒の表面に巻かれた光ファイバの長
さは変化し、光ファイバを移動する光に予め定められた
位相変化を与えることができる。ストレッチャーの近傍
において光ファイバを移動する光の位相のシフトを表わ
す関係式は次式で与えられ′る。

Δφ＝＝２πｎΔＬ／λ 但し、ｎはファイバのコアの屈折率、 ΔＬはファイバの長さの変化である。

ストレッチャーはファイバのコアを圧縮してその結果そ
の屈折率を変化させ、光の位相を変化させる。しかし、
通路長を変化させることによって発生される位相変化は
増大したコア密度による位相変化よりも影響が大きい。

　　　− 上述の装置は、機械的に光ファイバに応力を与えること
により、非可逆的でかつ不所望の永久的な構造の変化を
発生する。さらに、これらの電気機械的な装置は駆動圧
電材料の機械的な応答時間によって制限される周波数領
域を有し、それぞれを低周波（５メガヘルツ以下）の装
置としてのみ実用的にする。バンド幅の制限は極めて厳
密に変調器の実用範囲に制限を与える。通信システムに
おけるバンド幅は伝達される情報の量を規定する。

高い動作周波数は、低周波数領域のノイズの影響を最小
化することによりセンサの精度を高くする。

１五ｍ この発明は光ファイバを伝搬する光の位相を変調するだ
めの装置を提供することにより先行技術の欠点を克服す
るものである。装置は、体積弾性波を発生するための手
段と弾性波を光ファイバの選択された部分へ送り込むた
めの手段とを含む。

この発明はさらに、光ファイバによって伝搬される光の
位相を変調するための方法を提供する。

この方法は、弾性波を発生し、弾性波をファイバへ送り
込み、それにより波がファイバによって導を 波される光と相互作用するステップ中含む。

位相変調器は光周波数変換器の本質的な構成要素として
用いられる。この発明は、弾性波を発生。

するための手段と光ファイバの選択された部分へこの波
を送り出すための手段とを含む。

この発明の特徴および利点は以下の詳細な説明からさら
に明らかとなろう。この詳細な説明は、この発明を例示
する一連の添付図面とともに参照して・行なわれる。詳
細な説明および図面においては、参照番号はこの発明の
様々な特徴に関連し、図面および詳細な説明の同様の参
照番号はこの発明の同様の特徴を示している。

好ましい−・　］の８ 第１図はこの発明に従う位相変調器１０の斜視図である
。第１図から、そこに例示される装置の、　　　　　２
’）（７）好ましい実施例のうちの一方０外部０構造の
得ることができる。

変調器１０は一般に、石英または他の適当な機械的かつ
光学的に不活性な材料からなるブロック１４を含む。実
質的に平面的なトランスデユーサ１８がブロック１４の
上側表面にエポキシ樹脂または他の適当な接着剤の層１
６によって固定される。光ファイバ１２は、ブロック１
４内の、第２図および第３図において示される弓形のチ
ャンネル１９内に固定される。ファイバ１２は、保護用
のプラスチック被膜内に封入された溶融シリカガラス等
からなる不純物注入されたコアおよびその周囲を取囲む
クラッドを備える。ファイバ１２の詳細は第１図には示
されていないが以下に明らかとなろう。光ファイバ１２
が通過する弓形のチャネル１９は、トランスデユーサ１
８に隣接してファイバ１２の一部分を固定するために、
ブロック１４の上側の表面に開口部を含む。

第２図および第３図はそれぞれ第１図の切断線２−２６
よび３−３に沿ってとられた変調器１０の側面Ｊ５よび
正面の断面図である。光ファイバのための弓形のチャネ
ル１９は、第２図に最もよく示される。ファイバ１２は
クラッド２２によって取囲まれた適当にドープされたコ
ア２０を備える。

この伎術分野においてよく知られているように、コア２
０およびクラッド２２の互いに異なる屈折率間の関係は
、ファイバ１２によって実質的にコ゛　ア２０内を最小
の損失で導波される光を規定する。

ブロック１４の外部には、金属またはプラスチックのど
ちらかを含む適当な材料からなる被８２４がファイバ１
２を取囲み、環境からの保護を与えかつさらに損失を最
小にする。この発明の教示は等方性および異方性（たと
えば複屈折）の光学特性の両方の光ファイバに対し等し
く適用可能である。

トランスデユーサ１８は好ましくは、アルミニウムのよ
うな適当な導電性材料で形成される上側の電極２８と下
側の電極３０との間に挾まれた１層の圧電性物質２６か
ら形成される。変調器１０に用いるための好ましい圧電
性材料はニオブ酸リチウムである。

圧２５位２６は、電源３２から交番極性の電圧を印加す
るとトランスデユーサ１８の平表面に対し垂直な方向に
伝搬する弾性波を発生する。層２６を形成する物質は、
ファイバ１２に対し垂直方向または同一直線上のどちら
かの振動が弾性波エネルギの縦または剪断モードを発生
するように極性化される。

以下に詳細に議論されるように、層２６の振動はファイ
バ１２の光軸に対し垂直な方向に伝搬する弾性波を発生
する。よく知られているように、この体積弾性波の中心
周波数の波長はＪｉｉ２６の厚さの２分の１に等しい。

電橋２８および３０は真空蒸着または他の′ＦｉＩ！１
！形成技法を用いてこの発明の実車に対し適当な厚さに
形成される。

断面構造において、ブロック１４内の弓形のチャネル１
９は凸形の底端部３４と凹形の楔４０および４２を含む
不連続な端部によって規定される。

ファイバ１２（被膜２４を取除いて）を取囲むエポキシ
または他の適当な接着剤の連続層３９の上側および上側
の端部３６および３８は第１図において見られるように
、ファイバと弓形のチャネル１９の下側および上側の表
面との間にそれぞれ挿入される。接＠Ｗａ３９はファイ
バ１２をブロック１４内に固定】る。

ファイバ１２はクラッド２２の上側の表面で相・　互作
用領域４６を形成する実質的に平らにされた部分を含む
。相互作用領域４６は好ましくは適当なラッピング剤（
研磨剤）を用いてファイバ１２を研磨し、そこからクラ
ッド２２の一部分を除去することによって準備される。

相互作用領域４６はたとえばエポキシ樹脂である適当な
接着剤の接＠層４９によって平面的な下側の電極３０に
固定される。平らにされた部分４６は、体積弾性波をコ
ア２０内へ送り出すためにトランスデユーサ１８とファ
イバ１２との間の相互作用の領域を与える。一般的な導
波路として、曲率半径が約２０センチの場所において１
２５マイクロメータの直径を有する外側のクラッドを有
するファイバ１２は長さが約１８−２０センチの相互作
用領域４６を形成する際に、最大の深さ約１０マイクロ
メータ１　　　　まで研磨される。

たとえばレーザ（図示せず）のような光源からの光はコ
ア２０によって規定される光学的通路内をファイバ１２
を介して伝達される。コア２０とクラッド２２の互いに
異なる屈折率により、移動する光エネルギはコアに閉込
められる。コアの屈折率はクラッドの屈折率よりも大き
く、コア２゜によって伝搬される光は内部全反射に対す
る臨界角よりも小さな角度でコア／クラッド界面に衝突
する。したがって、ファイバ１２によって導波される光
の実質的にすべては、コア／クラッド界面における内部
反射によってコア２０内に維持される。この光がブロッ
ク１４内のファイバ１２の部−分、特に相互作用領域４
６に隣接するその部分を通過するとき、光は圧電層２６
のそれぞれの側の電極２８および３０に印加される極性
を変化させた電圧に応答して圧電性トランスデユーサ２
０゜１８の振動によって送り込まれる体積弾性波と相Ｕ
作用する。

下側の電極３０．接着層４９および圧電層２６の形状お
よび材料は、それらの結合された音響インピーダンスが
相互作用領域４６の反対側のファイバ１２の部分の音響
インピーダンスと整合するように選ばれている。音響イ
ンピーダンスを整合させることにより、位相変調器シス
テム１ｏに与えられるエネルギに応答してファイバ１２
のコア２０に伝達される最大のアコースティックエネル
ギが確実に伝達される。好ましい実施例は、１００ミク
ロンのオーダの厚みを有するたとえば結晶性ニオブ酸リ
チウム（Ｌｉ　Ｎｂ　Ｏｓ　）である圧電性物′ｌＩ２
６の層を有しかつ２０００オングストロームのオーダの
厚みを有するアルミニウム電極を有する。

Ｗｊ２６のｌａ　！インピーダンスは装置の設計を支配
し、したがって第２図および第３図の相対的な大きさは
例示を明確にするために実際とは幾分か異なっている。

しかし、この発明はこの詳細な説明に添付される特許請
求の範囲によって規定される変調器１ｏの相対的な構造
形状において振動の全領域を含むことを意図するもので
ある。

この技術分野においてはよく知られているように、ファ
イバ１２によって導波される光エネルギと伝搬弾性波と
の相互作用により、伝達される光エネルギの結果的に生
じる位相のシフトを予言することができる。この位相の
シフトはファイバのコア２０の物質内でこの物質に物理
的に応力を与えることなく双極子モーメントを再配置す
るというよく知られた音響−光学効果により生じる。こ
の位相シフトの大ぎさは主として、電源３２によって系
に与えられる電力と相互作用領域４６の長さとの第１次
の関数である。

位相シフトは方程式（１）に従って影響を受ける。トラ
ンスデユーサ１８によって送り込まれる弾性波はファイ
バ媒体の屈折率に予め定められた変化Δｎを結果的に与
える。この屈折率の変化はファイバー２内で発生される
弾性歪波の大きさの直接の関数である。この大きさＡは
次式で与えられる。

Ａ＝　　［２ＰＶ３　］　１／２　［ｄ　　］　−’／
２但し、Ｐ：弾性波の強さ Ｖ：ファイバ媒質内における弾性波の速度 ｄ　：ファイバの密度である。

弾性波の強さＰはＩ＆１１３２によって入力されるシス
テムの電力の関数である。夕闇の挿入損失が存在するの
で、弾性波の強さは入力された電力よりも幾分か小さい
。挿入損失はプロセスのこの部分におけるエネルギ変換
効率を表わす。この発明のプロセスおよび装置に従う位
相変調の全体の効率は誘起された位相のシフトΔφを電
源３２を駆動するために入力された電力で割った商とし
て測定され、前述の電気−機械的なシステムおよび方法
によって用いられるものよりも有意に高い。電気−機械
的なシステムは本質的に装置の機械的特性によって制限
を受ける。

第４図は前述の弾性〜光学原理に従って動作する交番位
相変調器４８の讐一部破断斜視図である。

しかし、以下に明らかになるように、ｍ４図の位相変調
器４８はファイバのコアにおける弾性波の強度密度を増
強する単純化された設計によって特・１　　　　徴付け
られる。位相変調器４８はコア２０とクラッド２２との
みを備える光フーアイバ１２ａの被膜のない相互作用領
域５３を収納するようにされた一般的に円筒形の形状を
備える。　　　一平面形のトランスデユーサ１８に対応
する圧電性トランスデユーサ５１は、クラッド２２の予
め選択された部分に固定されかつ取巻く。トランスデユ
ーサ５１は、圧電性材料の長く延びた円筒形の区間５０
．外部の電極５２および内部の電極５４を含む。内部電
極５２は内部電極５２と電圧源（図示せず）との間の電
気的接触を容易にづるためのパッド（図示せず）に対し
便利な位置を与える比較的短い円筒状の突出部分５６を
含む。容易、に接触することのできる外部電極５４に関
しては突出部分５６に対応する領域は必要ではない。

位相変ｉ１器４８は価格の低減と効率の増大という利点
を与える。位相変調器４８はまず保護用の被膜を除去し
て光ファイバのクラッド・２２を露出さＶることによっ
て形成される。突出部分５６を含む内部電極は次に真空
蒸着法等を用いてクラッド２２上に蒸着される。円筒形
の区間５０は好ましくは、以下に開示されるように一般
的に乾燥され処理されたとき、圧電性のセラミック層を
形成する多くのゲルのうちの１個を用いて形成される。

それぞれが１０’、−１０’の原子を含有する太き一°
ざが１０−１０００オングストロームの粒子からなる硬
質の多孔性の分散体であるゲルの形態により今述べた円
筒形を含む無限に多くの層の幾何的配置を構成すること
ができる。区間５０を形成するためのゲルは“°ゾルゲ
ル”族の多くのメンバーを含む。ゾルゲルは、１個また
はそれ以上の金属−有機化合物、溶剤としてのアルコー
ルおよび乾燥された薄膜の多孔性および硬度を安定化さ
せるための適当な触媒を含有するシリカゲルを含む。

位相変調器４８に用いるための適当なゾルゲルはＳ！０
２およびｐｂ　　（７ｒ　Ｘ　Ｔｉ　Ｉ−Ｘ　）　Ｏａ
を含む。区間５０のための多孔性の硬質の誘電体薄膜は
、内部金属電極５４に隣接して浸漬塗装処理によって形
成される。

光ファイバは粘性のゾルゲル溶液中へ何度も浸漬される
。各々の積層の厚みは従来の回転および。

緩慢引上げ技法によってＩＩＩ御される。適当な全体の
湿った厚みが達成された後、その積層被膜はべ一ギング
され、その液体成分が除去され、良質のセラミック薄膜
が得られる。平面型トランスデユーサ１８の比較的高価
な結晶Ｎ＋Ｏａと異なり、ゲル化合物の液相構造および
高い揮発性により、光ファイバの溶融点よりも十分低い
温度で固体材料からなる円筒形の層を形成することがで
きる。

外部電極５２は次にＪＩｉ５０上に真空蒸着される。

硬質の誘電体薄膜を含むファイバは次に高温のシリコン
オイル浴槽に浸される。電極５２および５４間に円筒形
の区間５０の双極子を整列させるために高電圧が印加さ
れ、その結果圧電性材料が対称的な内側方向および外側
方向の半径方向の振動のために極性化される。交流電流
源（図示せず）は、トランスデユーサ５１の電極５２お
よび５４間に電気的に接続される。

円筒形のトランスデユーサ５１は電極５２．５４の組合
わせにより形成される。円筒形の区間５０は電源からの
振動信号に応答して予め選択された周波数で内側方向お
よび外側方向に振動し、体積弾性波を発生する。体積弾
性波は光ファイバ１クダ ２ａ内へ送り出され、弾性歪波を光ファイバ１２ａに沿
った光エネリレギの伝搬方向に垂直な方向に伝搬させる
。この弾性波の波頭は半径方向を向いており、光ファイ
バ１２ａと同心円の一連の円周を形成する。各々の伝搬
する歪波の波頭の直径は時間とともに単調に減少する。

位相変調器４８の音響効率は２つの構造的な意味におい
て平面的な装＠１ｏのそれよりも増強されている。第１
に、ファイバ１２ａとトランスデユーサ５１との相互作
用領域は円筒形の区ｒｍ　５０の全体の長さにわたって
いる。この長さを通じてクラッド２２とトランスデユー
サ５１との間には何ら感知し得る分離は存在しない。し
たがって、円筒形のトランスデユーサ５１の全体が弾性
波をファイバ１２ａと送り出す。

ざらに、弾性エネルギを有する波はコア２０へ収束Ｊる
ので、変調するための弾性波頭がコア２１　　　０の側
を通過した後先行技術の実施例において発生する弾性エ
ネルギの消費が避けられる。さらに、位相’ａｗＪ器４
８において表面を飛出す弾性波から弾性波エネルギが効
率的に反射される。したがって、実際に共鳴空洞である
光ファイバ１２ａのサイズおよび音響インピーダンスと
組合わせて、円筒形のトランスデユーサ５１へ印加され
る周波数を適当に選択することによって、確実に、反射
されたエネルギが新しく飛出す変調波頭のエネルギ成分
を再強化することが可能となる。

この発明の光ファイバに隣接する圧電性トランスデユー
サの制御された振動は、ファイバ内へ適当な弾性波を送
り出す機能をする。このファイバに対する効果は、スク
イザ−（図示せず）を形成する圧電性材料の板の誘起さ
れた運動により生じるものと異なる。したがって、スク
イザ−が電気光学的に７？イバの変形をさせて位相シフ
トを生成するにもかかわらず、この発明は音響−光学プ
ロセスによって位相シフトを生成する。

誘起される効果における違いは、スクイザ−の圧電性材
料の板に対してこの発明の圧電性トランスデユーサの薄
さすなわちバルクのないことにより発生する。スクイザ
−の板は通常ミリメータがらセンタメータの範囲内にあ
り、この発明の移相器の薄膜圧電性トランスデユーサの
厚みはミクロンの範囲（好ましくは１０ミクロンより小
さい）であり、はぼ３桁はど薄い。この重要な違いに従
って、光ファイバに隣接するこの発明の圧電性トランス
デユーサの振動運動は測定できるほどファイバのコアを
圧縮しない。というよりはむしろ移相器へ入力されるエ
ネルギの部分は容量性の圧電性材料によって吸収される
一方、周波数に依存する量が弾性波エネルギへ変換され
る。この過程はスクイザ−内では発生しない。むしろ、
スクイザ−へ与えられるエネルギの実質的にすべてがフ
ァイバコアの屈折率を変換する機能をする誘電性のスク
イザ−のプレート内に蓄積される。

第５図はこの発明に従った音響光学移相器を複数個含む
単一側波帯周波数変換器５９の部分的な概略構成を示す
図である。周波数変換器５９は上述のようなこの発明の
個々の移相器の利点をＵδえ、かつさらに従来の周波数
変換器と比較して単純化された配置および構成および高
い効率を含む様々な利点を与える。

ずべてファイバで構成される装置の周波数変換器５９は
ただ例示のためにのみ、複屈折の光ファイバ５８を取巻
く１３個の移相器６０．６２．６４．６６．６８．７０
．７２．７４，７６．７８゜８０．８２および８４を含
む。外部の被膜はファイバ５８から除去されており、か
つ各々の移相器は第４図に示される一般的に円筒形の配
置からなっている。移相器の内部電極は共通の接地バス
８６に接続される。

移相器の外部電極は位相電圧φ４．φ２およびφ、を与
える３相電源（図示せず）によって電気的に駆動される
。示されるように、これらの駆動用の正弦波の電圧波形
は、１２０度ずつ位相が離れてＪ５す、複屈折ファイバ
５８に沿って配置される移相器を駆動する。駆！Ｑ電圧
に関して言えば、移相器は３つの″゛セルｃｅｌｌ）”
に分離される。

ファイバ５８に沿って移動すれば、各々のセルの第１の
移相器が共通の正弦波波形φ、によって駆動され、第２
の移相器が第１の共通電圧波形よりも１２０度進んだ第
２の共通の波形φ２によって駆動されかつ第３の移相器
がさらに第２の共通の電圧波形よりも１２０度進んでい
る第３の共通の電圧波形φ、によって駆動されるのが見
られる。

移相器はファイバ５８に沿って同相の移相器間の分離距
離Ｂが１ビード長に等しくされて配置される。よく知ら
れているように複屈折ファイバのビード長はファイバ内
を伝搬する光の自由空間における波長λ。をファイバの
複屈折率Δｎで割ったるものとして特定化される。

よく知られた光学理論に従って、上述のように配列され
る移相器の配置は複屈折ファイバ５８のコア内を移動す
る弾性波を誘起することにより、光伝送の周波数に予め
定められたシフトを生じさせる。光伝達の位相応答の場
合には、周波数のシフトの大きさは周波数変換器を形成
する複数個の位相変調器を駆動する３つの位相の電圧の
ピーク値に比例する。さらに明らかになるように、ファ
イバの周波数変換器領域を通過した後、誘起された移動
弾性波の周波数だけ信号は周波数が上昇する。駆動電圧
の位相化により出力から不所望の高調波を除去すること
ができ、単一側波帯のみが残される。このような単一側
波帯周波数変調は周波数変換器に対し一般的に望ましい
特徴でありかつ特に改良された回転センサシステムの設
計においては利点となる。さらに、すべてファイバから
なる装置の同一直線上の配置（インライン配置）により
確実に伝送信号損失を最小化することができ、これは任
意のセンサまたは通信システム設計の付加的な目的でも
ある。

以上のように、この発明は光フアイバ内を移動する光エ
ネルギの位相を変調するための装置および改良された方
法を与えることが見られた。動作。

が音響−光学原理に依存する変調器は、機械的および物
質の能力に依存する先行技術の技法の固有の欠点を除去
する。さらに、装置は容易に製造されかつ極めて有用な
周波数変換器のための本質的な構成部品を与える。

この発明がその好ましい実施例を参照して説明されてき
たが、それはこれに限定されるものではない。ざらに、
この発明の範囲は特許請求の範囲のグループおよびその
等価物によって規定されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従う位相変調器の斜視図である。 第２図は第１図の線２−２に沿ってとられた位相変調器
の断面図である。 第３図は第１図の線３−３に沿ってとられた位相変調器
の断面図である。 第４図はこの発明に従う位相変調器のイ■の実施例の一
部破断斜視図である。 第５図は第４図に従った複数個の位相変調器で形成され
る周波数変換器４器を示す図である。 図において、１０は位相変調器、１２は光ファイバ、１
６は接着層、１８はトランスデユーサ、２０はコア、２
２はクラッド、２４は被ｎＱ、２６゛は圧電性材料、２
８．３０は電極、４６は相互作用領域、４８は位相変調
器、５０は圧電層、５１はｉ〜ランスデューサ、５２．
５４は電極、５３は相互作用領域、５９は周波数変換器
である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 特許出願人　リットン・システムズ・ インコーホレーテッド 代　　理　　人　　弁理士　　深　　見　　久　　部（
ばか２名）

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバによつて導波される光の位相を変調す
   るための装置であつて、 弾性波を発生するための手段と、 弾性波をファイバの予め選択された部分へ送り込むため
   の手段とによつて特徴付けられる、光ファイバによつて
   導波される光の位相を変調するための装置。
2. （２）前記弾性波を発生するための手段は、圧電素子と
   、 前記圧電素子の振動を誘起するための手段とを含む、特
   許請求の範囲第１項記載の光ファイバによつて導波され
   る光の位相変調装置。
3. （３）前記圧電素子の振動を誘起するための手段は、 圧電素子の第１表面と光ファイバとに隣接する第１の電
   極と、 前記圧電素子の反対側の表面に隣接する第２の電極と、 前記電極の各々に接続されて予め選択された周波数を有
   する交流電圧源とを含む、特許請求の範囲第２項記載の
   光ファイバによつて導波される光の位相変調装置。
4. （４）前記第１の電極、第２の電極および圧電素子は実
   質的に平面型のトランスデューサを形成する、特許請求
   の範囲第３項記載の光ファイバによつて導波される光の
   位相変調装置。
5. （５）前記光ファイバは、前記第１の電極に隣接する平
   坦な部分を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第４
   項記載の光ファイバによつて導波される光の位相変調装
   置。
6. （６）前記圧電素子と第１電極との組合わせ音響インピ
   ーダンスは前記光ファイバの音響インピーダンスと整合
   する、特許請求の範囲第５項記載の光ファイバによつて
   導波される光の位相変調装置。
7. （７）前記第１の電極、前記第２の電極および前記圧電
   素子は実質的に円筒形のトランスデューサを形成する、
   特許請求の範囲第３項記載の光ファイバによつて導波さ
   れる光の位相変調装置。
8. （８）光ファイバによつて導波される光の位相を変調す
   るための方法であつて、 予め選択された周波数の弾性波を発生するステップと、 前記弾性波を送り込んでそれが光と相互作用するように
   するステップとを備えることを特徴とする、光ファイバ
   によつて導波される光の位相変調方法。
9. （９）前記エネルギ波を発生するステップは、ファイバ
   に隣接してトランスデューサを接続するステップと、 前記トランスデューサを予め選択された周波数で駆動す
   るステップとを備えることによつてさらに特徴付けられ
   る、特許請求の範囲第８項記載の光ファイバによつて導
   波される光の位相変調方法。
10. （１０）前記トランスデューサは圧電素子を含む、特許
    請求の範囲第９項記載の光ファイバによつて導波される
    光の位相変調の方法。
11. （１１）前記圧電素子は実質的に平面型の結晶素子を備
    える、特許請求の範囲第１０項記載の光ファイバによつ
    て導波される光の位相変調方法。
12. （１２）前記圧電素子は実質的に円筒形である、特許請
    求の範囲第１０項記載の光ファイバによつて導波される
    光の位相変調方法。
13. （１３）前記圧電素子は薄膜のセラミックである、特許
    請求の範囲第１２項記載の光ファイバによつて導波され
    る光の位相変調方法。
14. （１４）複屈折光ファイバによつて導波される光の周波
    数を変調するための周波数変換器であつて、 進行弾性波を発生するための手段と、 前記進行弾性波をファイバの予め選択された部分に送り
    込むための手段とによつて特徴付けられる、周波数変換
    器。
15. （１５）前記進行弾性波を誘起するための手段は、 ファイバに沿つて配置される複数個の圧電素子と、 前記複数個の圧電素子の各々の位相のずれた振動を誘起
    するための手段とを含む、特許請求の範囲第１４項記載
    の周波数変換器。
16. （１６）前記位相のずれた振動を誘起するための手段の
    各々は、さらに、 前記素子の第１の表面と光ファイバとに隣接する第１の
    電極と、 前記素子の反対側の表面に隣接する第２の電極と、 前記電極の各々に接続された予め選択された周波数を有
    する交流電圧源とを含む、特許請求の範囲第１５項記載
    の周波数変換器。
17. （１７）前記第１電極、前記第２電極および前記圧電素
    子は実質的に円筒形のトランスデューサを形成する、特
    許請求の範囲第１６項記載の周波数変換器。
18. （１８）前記圧電素子の各々は隣接する圧電素子から１
    ビード長離れて配置され、かつ隣接する圧電素子は１２
    ０度位相がずれて振動することを特徴とする、特許請求
    の範囲第１７項記載の周波数変換器。