Piezoelektrische Transducer zur elastooptischen Modulation in Glasfasern

Piezoelectric Transducers for elastooptic Modulation in optical Fibers

Zentrales Thema der vorliegenden Arbeit ist die schnelle Intensitätsmodulation von intensive, Laserlicht, wie sie zum Beispiel für eine Bildprojektion mittels eines Lasers nötig ist. Herkömmliche Modulatoren, wie sie in der Telekommunikation eingesetzt werden, sind dafür nicht geeignet, da zum einen der mit ihnen erreichte Kontrast nicht ausreichend ist. Zum anderen werden die dort verwendeten Wellenleiterstrukturen durch die bei der Bildprojektion nötigen hohen Lichtintensitäten zerstört. In deZentrales Thema der vorliegenden Arbeit ist die schnelle Intensitätsmodulation von intensive, Laserlicht, wie sie zum Beispiel für eine Bildprojektion mittels eines Lasers nötig ist. Herkömmliche Modulatoren, wie sie in der Telekommunikation eingesetzt werden, sind dafür nicht geeignet, da zum einen der mit ihnen erreichte Kontrast nicht ausreichend ist. Zum anderen werden die dort verwendeten Wellenleiterstrukturen durch die bei der Bildprojektion nötigen hohen Lichtintensitäten zerstört. In der vorliegenden Arbeit wird die Intensität des Laserlichtes direkt in einer Glasfaser moduliert. Dafür wird der elastooptische Effekt ausgenutzt. Durch eine Ultraschallwelle, die durch die Glasfaser senkrecht zur Ausbreitung des Lichtes läuft, wird lokal der Brechungsindex der Faser variiert. Dies führt zu einer Drehung der Polarisation des in der Faser geführten Lichtes. Durch einen Polarisator an der Auskoppelseite der Faser kann so die Intensität des Lichtes moduliert werden. Im Mittelpunkt der Arbeit steht die Entwicklung und Erprobung geeigneter piezoelektrischer Schallwandler (Transducer). Dabei werden sowohl Zinkoxid, als auch Polyvinylidenfluorid als piezoaktives Material genutzt. Alle Schallwandler werden auf ihre Eignung getestet und die Ergebnisse miteinander verglichen.show moreshow less
The topic of this work is the fast intensity modulation of laserlight with high intensities, which is an important issue for image projection using a laser as light source. Common modulators like those used for telecommunication are not suitable for this use for two main reasons. Firstly, the achievable contrast ratio is too small and secondly, the employed waveguide structures of these devices are destroyed by the high laser powers. In this work, the intensity of the laserlight is modulated dirThe topic of this work is the fast intensity modulation of laserlight with high intensities, which is an important issue for image projection using a laser as light source. Common modulators like those used for telecommunication are not suitable for this use for two main reasons. Firstly, the achievable contrast ratio is too small and secondly, the employed waveguide structures of these devices are destroyed by the high laser powers. In this work, the intensity of the laserlight is modulated directly inside the optical fiber using the elastooptic effect. An ultrasonic wave travelling through the fiber perpendicular to the direction of light propagation varies the refractive index of the fiber. This results in a rotation of polarization of the guided light. By using a polarizer at the far end of the fiber, this polarization modulation can be transformed into an intensity modulation. The main subject of this work is the development and the testing of suitable piezoelectric transducers. For these devices, tin oxide and polyvinylidenfluoride are used as piezoactive materials. All transducers were tested for their suitability and the results are presented and discussed.show moreshow less

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Metadaten
Institutes:Physik
Author: Sven M. Joosten
Advisor:Prof. Dr. Alois Seilmeier
Granting Institution:Universität Bayreuth,Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Date of final exam:13.07.2007
Year of Completion:2006
SWD-Keyword:Glasfaser; Modulation; Piezoelektrischer Wandler; Spannungsoptik
Tag:Elastooptic; Modulation; Optical Fiber; Transducer
Dewey Decimal Classification:530 Physik
URN:urn:nbn:de:bvb:703-opus-4497
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):08.07.2008