PL192531B1 - Sposób i urządzenie do wytwarzania wiązki światła w światłowodzie cylindrycznym - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania wiązki światła w światłowodzie cylindrycznym przez jej generację ze źródła, korzystnie lasera zewnętrznego i wprowadzenie tej wiązki światła przez ściankę światłowodu, znamienny tym, że wytwarza się wiązkę światła (1) padającą poprzez ściankę boczną prostopadle do osi światłowodu na zwierciadło (3) usytuowane na jego ściance zewnętrznej i poddaje się tę wiązkę dyfrakcji po przekształceniu zwierciadła (3) w siatkę dyfrakcyjną przez wytworzenie w nim akustycznej fali powierzchniowej (4) za pomocą przetworników piezoelektrycznych (5, 5') i po dyfrakcji wiązki światła (1) za pomocą tak utworzonej siatki dyfrakcyjnej wytwarza się wiązkę dyfrakcyjną światła (6, 6') rozchodzącą się wzdłuż światłowodu (2) w obu kierunkach.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wiązki światła w światłowodzie cylindrycznym i urządzenie do wytwarzania wiązki światła w światłowodzie cylindrycznym, stosowany zwłaszcza w komputerach.

Znany jest sposób wytwarzania wiązki światła w światłowodzie cylindrycznym, który polega na tym, że wytworzoną przez źródło zewnętrzne wiązkę światła wprowadza się do światłowodu cylindrycznego przez przełom światłowodu, jaką jest jego krawędź boczna.

Wadą znanego sposobu jest to, że w światłowodzie można wytworzyć tylko jedną wiązkę światła i wiązki tej nie można modulować wzdłuż jej drogi propagacji w światłowodzie.

Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że wytwarza się wiązkę światła padającą poprzez ściankę boczną prostopadle do osi światłowodu na zwierciadło usytuowane na jego ściance wewnętrznej i poddaje się tę wiązkę dyfrakcji po przekształceniu zwierciadła w siatkę dyfrakcyjną przez wytworzenie w nim akustycznej fali powierzchniowej za pomocą przetworników piezoelektrycznych i po dyfrakcji wiązki światła za pomocą tak utworzonej siatki dyfrakcyjnej wytwarza się wiązkę dyfrakcyjną światła rozchodzącą się wzdłuż światłowodu w obu kierunkach. W celu uzyskania wiązki dyfrakcyjnej światła rozchodzącej się wzdłuż osi światłowodu w obu kierunkach wytwarza się akustyczną falę powierzchniową o długości lA w przybliżeniu równej długości fali l0 wiązki światła przez zmianę częstotliwości generatora elektrycznego zasilającego przetworniki piezoelektryczne. Wytwarza się jednocześnie wiele wiązek dyfrakcyjnych światła przez dyfrakcję wiązek światła ze źródeł świateł zewnętrznych i wytworzenie wielu siatek dyfrakcyjnych z wielu zwierciadeł przez wiele par przetworników piezoelektrycznych.

Istota urządzenia według wynalazku polega na tym, że źródło/źródła światła zewnętrznego są usytuowane są tak, że wytworzona wiązka światła jest w przybliżeniu prostopadła do osi światłowodu, zaopatrzonego w co najmniej jedno zwierciadło oraz co najmniej jedną parę przetworników piezoelektrycznych, usytuowanych na ściance bocznej światłowodu z obu stron zwierciadła, a elektrody przetworników piezoelektrycznych są w przybliżeniu prostopadłe do osi światłowodu.

Rozwiązanie według wynalazku eliminuje wady znanych rozwiązań.

Rozwiązanie według wynalazku jest objaśnione przykładowo na podstawie rysunku, który przedstawia schematycznie urządzenie do wytwarzania wiązki w światłowodzie cylindrycznym.

Sposób wytwarzania wiązki światła w światłowodzie cylindrycznym w urządzeniu przedstawionym na rysunku polega na tym, że wytworzona w laserze 1' wiązka światła 1 zostaje tak ukierunkowana poprzez usytuowanie lasera 1, że pada prostopadle do osi światłowodu 2 na zwierciadło 3 usytuowane na jego zewnętrznej ściance. Zwierciadło 3 przekształca się w siatkę dyfrakcyjną przez wytworzenie w nim akustycznej fali powierzchniowej 4 za pomocą przetworników piezoelektrycznych 5, 5', która powoduje pofałdowanie zwierciadła 3. W ten sposób wiązkę światła 1 poddaje się dyfrakcji, a uzyskaną w ten sposób wiązkę dyfrakcyjną propaguje się wzdłuż osi światłowodu w obu kierunkach przez wytworzenie akustycznej fali powierzchniowej 4 o długości lA w przybliżeniu równej długości fali l0 wiązki światła 1 za pomocą zmiany częstotliwości generatora zasilającego przetworniki piezoelektryczne 5, 5'. Wytwarza się jednocześnie wiele wiązek dyfrakcyjnych światła 6, 6' przez dyfrakcję wiązek światła ze źródeł świateł zewnętrznych i wytworzenie wielu siatek dyfrakcyjnych z wielu zwierciadeł przez wiele par przetworników piezoelektrycznych 5, 5'.

Urządzenie do wytwarzania wiązki światła przedstawione na rysunku ma na zewnętrznej ściance światłowodu zwierciadło 3 usytuowane naprzeciwko źródła światła zewnętrznego 1 ' wytwarzającego wiązkę światła 1 prostopadłą do osi światłowodu 2. Na zewnętrznej stronie ścianki bocznej światłowodu 2, po obu stronach zwierciadła 3 jest usytuowana para przetworników piezoelektrycznych 5, 5'. Elektrody przetworników piezoelektrycznych 5, 5' są w przybliżeniu prostopadłe do osi światłowodu 2. Zwierciadło 3 jest naparowane próżniowo i w trakcie procesu jest pofałdowane sinusoidalnie przez wytworzoną przez przetworniki 5, 5' akustyczną falę powierzchniową 4 o długości lA w przybliżeniu równej długości fali l0 światła 1.

Bardzo wąska wiązka światła 1 o średnicy kilku - kilkunastu mm pada prostopadle do osi światłowodu 2 na pofałdowane zwierciadło 3, które stanowi siatkę dyfrakcyjną. Wiązka światła 1 ulega dyfrakcji i powstają tylko rzędy dyfrakcyjne +1, -1, jak to przedstawia rysunek, wiązki 6,6'. Jeśli długości fali padającego światła i akustycznej fali powierzchniowej będą równe tzn. lA = l0 wówczas kąt dyfrakcji j = 90° zgodnie ze wzorem na siatkę dyfrakcyjną l0 = lA simj, czyli wiązki dyfrakcyjne 6, 6'

PL 192 531B1 tworzą ze światłem padającym kąt a = 90°, tzn. wiązki 6, 6¢ propagują się wzdłuż światłowodu 2 w obu kierunkach.

Regulację długości fali akustycznej lA przeprowadza się przez zmianę częstotliwości generatora elektrycznego G zasilającego przetworniki piezoelektryczne 5, 5'. Przy ustaleniu częstotliwości generatora elektrycznego G tak, że długości fal są jednakowe, tzn. lA = l0 zmiana napięcia generatora elektrycznego G powoduje zmianę natężenia dyfrakcyjnych wiązek światła 6, 6', czyli wywołuje ich modulację. Częstotliwość modulacji, dzięki bardzo małym długościom fali lA akustycznej fali powierzchniowej wynoszącej około 1 mm, może osiągać wiele setek Mhz i przenosić w ten sposób w światłowodzie 2 wiele setek M bitów informacji na sekundę.

Szybkość przenoszenia informacji w światłowodzie 2 można zwiększyć wielokrotnie stosując wiele, rozmieszczonych obok siebie źródeł światła 1' wytwarzających wiele wiązek światła 1 różniących się długościami fali l0 światła. Do każdej wiązki światła 1 stosuje się wiele zwierciadeł 3 oraz wiele przetworników piezoelektrycznych 5, 5' usytuowanych po obu stronach tych zwierciadeł. Ze względu na brak czytelności rysunku, na którym zostałaby uwzględniona tak duża liczba dodatkowych elementów, nie zaznaczono dodatkowej figury przedstawiającej urządzenie do wytwarzania jednocześnie wielu wiązek światła w jednym światłowodzie cylindrycznym, a tym samym do przenoszenia jednocześnie wielu informacji.

Claims (4)

1. Sposób wytwarzania wiązki światła w światłowodzie cylindrycznym przez jej generację ze źródła, korzystnie lasera zewnętrznego i wprowadzenie tej wiązki światła przez ściankę światłowodu, znamienny tym, że wytwarza się wiązkę światła (1) padającą poprzez ściankę boczną prostopadle do osi światłowodu na zwierciadło (3) usytuowane na jego ściance zewnętrznej i poddaje się tę wiązkę dyfrakcji po przekształceniu zwierciadła (3) w siatkę dyfrakcyjną przez wytworzenie w nim akustycznej fali powierzchniowej (4) za pomocą przetworników piezoelektrycznych (5, 5') i po dyfrakcji wiązki światła (1) za pomocą tak utworzonej siatki dyfrakcyjnej wytwarza się wiązkę dyfrakcyjną światła (6, 6') rozchodzącą się wzdłuż światłowodu (2) w obu kierunkach.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w celu uzyskania wiązki dyfrakcyjnej światła (6, 6') rozchodzącej się wzdłuż osi światłowodu (2) w obu kierunkach wytwarza się akustyczną falę powierzchniową (4) o długości lA w przybliżeniu równej długości fali l0wiązki światła (1) przez zmianę częstotliwości generatora elektrycznego (G) zasilającego przetworniki piezoelektryczne (5, 5').

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wytwarza się jednocześnie wiele wiązek dyfrakcyjnych światła (6, 6') przez dyfrakcję wiązek światła ze źródeł świateł zewnętrznych i wytworzenie wielu siatek dyfrakcyjnych z wielu zwierciadeł przez wiele par przetworników piezoelektrycznych (5, 5').

4. Urządzenie do wytwarzania wiązki światła w światłowodzie cylindrycznym zawierające co najmniej jedno źródło światła zewnętrznego, znamienne tym, że źródło/źródła światła zewnętrznego (1') są usytuowane są tak, że wytworzona wiązka światła (1) jest w przybliżeniu prostopadła do osi światłowodu (2), zaopatrzonego w co najmniej jedno zwierciadło (3) oraz co najmniej jedną parę przetworników piezoelektrycznych (5, 5') usytuowanych na ściance bocznej światłowodu (2) z obu stron zwierciadła (3), a elektrody przetworników piezoelektrycznych (5, 5') są w przybliżeniu prostopadłe do osi światłowodu (2).