197818. lajstromszámú szabadalom • Akusztooptikai átalakító
197818 A találmány tárgya akusztooptikaí átalakító, amely akusztikai rezgéseket fogadó rugalmas elemet, a rugalmas elem felületén megfogott, adó optikai szál kimenete és vevő optikai szál bemenete között létrehozott térközbe benyúló kitakaró zászlót tartalmaz, ahol az adó optikai szál és a vevő optikai szál egy oldalon a rugalmas elemmel határolt, házon belül létrehozott zárt térben van elrendezve. A találmány szerinti átalakító segítségével a hallható hangok tartományába eső akusztikai rezgések <3"ket nagy pontossággal követő. „ fényintenzitás-változásokká alakíthatók át. \ Az ák'usztooptikái átalakítókra az optikai hírközlő rendszerekben van szükség. Az átalakítót az akusztikai jel forrásánál a hírközlő rendszerbe beiktatva lehetővé válik az akusztikai frekvenciáknak az átalakítótól nagyobb távolságokon levő vevőhöz való továbbítása. A 4 071 753 Isz. US szabadalmi leírás olyan akusztooptikaí átalakítót mutat be, amelynél adó optikai kábel kimenete és vevő optikai kábelnek ezzel szemben elrendezett bemenete között kitakaró zászló van elrendezve, amely megfelelő, a leírásban nem részletezett felépítésű rugalmas elemen van megfogva és akusztikai rezgések hatására lengő mozgást végez. A lengő mozgás a két optikai szál közötti térközben terjedő, általában kör keresztmetszetű fénynyaláb kitakart részének változásában jelentkezik, ami a vevő optikai szálban továbbított fényáram modulációjában nyilvánul meg, így ez utóbbi érzékelésével az akusztikai rezgések követhetők. Tekintettel az optikai szálak egymással szemközti felületeinek kis méreteire, ez a megoldás igen érzékeny a beépítés pontosságára. Ha a kitakaró zászló nem az egymással szemközti felületek középvonalába esik, széle a rezgő mozgás hatására olyan tartományba eshet, ahol a vevő optikai szálban terjedő fényáram változása erősen nemlineáris jelleggel követi az akusztikai rezgéseket, vagyis a moduláció pontossága leromlik. Mivel a kis méretek miatt a beállítás pontosságát nehéz érzékelni, ezért a moduláció pontossága nem vagy csak nehezen befolyásolható. A találmány feladata olyan akusztooptikai átalakító létrehozása, amellyel a hírközlő rendszerekben szükséges nagy pontosságú moduláció nagy megbízhatósággal valósítható meg. A találmány alapja az a felismerés, hogy a moduláció pontossága jelentősen javítható, ha az optikai szálak egymással szemközti felületeinek egy részét állandó jelleggel letakarjuk és a modulációt ennek az állandó takarásnak a széléhez viszonyítva hozzuk létre. A kitűzött feladat megoldására olyan akusztooptikaí átalakítót dolgoztunk ki, amely akusztikai rezgéseket fogadó rugalmas elemet, a rugalmas elem felületén megfogott, adó optikai szál kimenete és vevő optikai szál be- 2 1 menete között létrehozott térközbe benyúló kitakaró zászlót tartalmaz, ahol az adó optikai szál és a vevő optikai szál egy oldalon a rugalmas elemmel határolt, házon belül létrehozott zárt térbe van elrendezve, és a találmány szerint a rugalmas elem feszített membránként van kialakítva, míg a házon a térközbe benyúló, a kitakaró zászlóval az adó optikai szál kimenete és a vevő optikai szál bemenete közé eső rést meghatározó, a feszített membrántól elválasztott álló takaró zászló van megtámasztva. A lassú nyomásváltozások kiegyenlítését segíti elő, ha a zárt teret határoló ház nyomáskiégyenlítő nyílással van kialakítva. A találmány szerinti akusztooptikaí átalakítóban egyrészt a kitakaró zászló alkalmazása révén a jel/zaj viszony jelentős javítása érhető el, másrészt mivel az átalakításhoz szükséges modulációt biztosító elem egészen kis tömeggel hozható létre, így a feszített membrán rezgéseit a mozgó elem nagy pontossággal követi, aminek eredményeként az optikai szálakban terjedő fény modulációja is nagy hűséggel követi az akusztikai rezgéseket. A találmány tárgyát a továbbiakban példaként kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az 1. ábra optikai hírközlő rendszer elvi vázlata, a 2. ábra a találmány szerinti akusztooptikaí átalakító keresztmetszete, míg a 3. ábra a 2. ábra szerinti akusztooptikaí átalakító térköze adó optikai szál felől nézve. A találmány szerint javasolt akusztooptikai átalakító olyan optikai hírközlő rendszer (1. ábra) fontos alkotóeleme lehet, amelyben 1 adó 4 adó optikai szálon keresztül 3 modulátorral van kapcsolatban, ahol az akusztikai jelenséget a beeső fénynyaláb intenzitásváltozásaivá alakítjuk át. A 3 modulátor 5 vevő optikai szál segítségével kapcsolódik 2 vevőhöz A találmány a 3 modulátor felépítésére vonatkozik (2. és 3. ábra). Az akusztooptikaí átalakító (2. ábra) 10 ház falaival határolt 11 zárt teret tartalmaz, amelyben a 4 adó optikai szál kimenete és az 5 vevő optikai szál bemenete van elrendezve. Közöttük 15 térköz van. A 4 adó optikai szálat és az 5 vevő optikai szálat a 10 ház falában fogjuk meg és tőlük függetlenül a 11 zárt teret rugalmas elemként 6 feszített membrán zárja le. A 10 ház falában célszerűen 12 nyomáskiegyenlítő nyílást alakítunk ki, amely a lassú, például légköri nyomásváltozások hatását küszöböli ki, vagyis azok az átalakítást nem befolyásolják. A 6 feszített membrán 7 akusztikai teret zár le, és az abban terjedő akusztikai rezgéseket fogja fel. A 6 feszített membránon a 15 térközbe benyúló 8 kitakaró zászló van, míg a 10'háznak a 6 feszített membránnal szemközti oldalán a 15 térközbe benyúlóan 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
