CH115432A - Device for inertia-free lighting control. - Google Patents

Device for inertia-free lighting control.

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CH115432A
CH115432A CH115432DA CH115432A CH 115432 A CH115432 A CH 115432A CH 115432D A CH115432D A CH 115432DA CH 115432 A CH115432 A CH 115432A
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Karolus Dr August
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Karolus Dr August
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

  

  Einrichtung zur     trä        bheitsfreien    Lichtsteuerung.    Gegenstand der Erfindung ist eine Ein  richtung zur     trägheitsfreien    Lichtsteuerung  durch elektrische Spannungsschwankungen  für optische Darstellung oder photographische  Aufzeichnung periodischer Vorgänge bis zu  den höchsten Frequenzen, z. B. in der Bild  telegraphie, beim Fernseher, für Schall- und  Sprechfilme, Lichttelegraphie und     -telephönie     über kleinere oder grössere Abstände und  dergleichen Zwecke mehr.

   Während die bisher  für solche Anwendungen in der Technik  benutzten     Lichtsteuermethoden    in bezug auf       ihre        Ausnutzbarkeit    oder Wirksamkeit teils  durch die Trägheit, d.     h.Verzerrung,    bei höheren  Frequenzen, teils durch die geringe Licht  intensität, teils durch andere Mängel, wie  geringen Gesamteffekt der Steuerung, grossen  Energieverbrauch hierfür, Unmöglichkeit  scharfer Abbildung der Lichtquelle (bei     Glimm-          licht)    beschränkt waren, gibt die Erfindung  das Mittel zur quantitativen,

   bildgetreuen  Aussteuerung praktisch fast beliebiger Licht  mengen mit zu     vernachlässigenden    Energie  beträgen bis zu Frequenzen von über zehn    Millionen Hertz hinauf. Sie gestattet nötigen  falls auch eine scharfe Abbildung der Licht  quelle auf die Aufnahmefläche.  



  Die Lichtsteuerung erfolgt bei der vor  liegenden Einrichtung mit Hilfe der     $errschen     Zelle, das heisst     unterAusnutzung    des bekannten  Phänomens der elektrischen Doppelbrechung,  wie man die Zerlegung polarisierten Lichtes  in zwei Komponenten verschiedener Fort  pflanzungsgeschwindigkeit in starken elek  trischen Feldern zu- nennen pflegt.  



  Erfindungsgemäss werden die schwachen,  zur Übertragung der Bilder oder Nachrichten  dienenden Ströme, das heisst die zur Licht  steuerung zu benutzenden Steuerströme, zu  nächst mit Hilfe von praktisch     trägheitsloa     arbeitenden     Verstärkereinrichtungen    (Elek  tronenröhren) in ihrer Spannung verstärkt,  und dann die verstärkten Spannungsschwan  kungen der     Kerr-Zelle    zugeführt.

   Diese für  den Durchtritt des zu steuernden Lichtes  bestimmte     Kerr-Zelle,    welche eine als Konden  sator wirkende Elektronenanordnung enthält,  ist mit elektrisch doppelbrechenden Medien,      zumeist Flüssigkeiten,     Emulsionen,        Kolloiden     von so geringen     Isolations-    und sonstigen       dielektrischen    Verlusten versehen, dass die  Steuerung bis zu den grössten praktisch in  Betracht kommenden Lichtstärken wattlos  oder nahezu wattlos erfolgt.

   Infolge der  hohen     Isolierfestigkeit    des benutzten     Mediums     können die Platten der Zelle,     zwischen    denen  das Licht zweckmässig als paralleles Strahlen  bündel     hindurchtritt,    einander sehr nahe ge  bracht und dadurch die     erforderlichen    hohen       Feldstärken    schon durch     Spannungen    einer       ('rrössenordnung    gewonnen werden, wie sie  die heute vorhandenen     Verstärkerapparaturen     ohne nennenswerte Verluste     anzuwenden     gestatten.  



  Vor dem Eintritt in die     Kerr-Zelle    wird  das Licht durch eine geeignete Vorrichtung,  z. B. ein     Nieolsches    Prisma, polarisiert. nach  dem Durchgang passiert es den     Analysator.     Das an die Platte der Zelle gelegte elektrische  Feld bestimmt dann durch seine Stärke und  Ausdehnung den Phasenunterschied der Strah  lenkomponenten und steuert dadurch die nach  der Interferenz derselben resultierende Licht  stärke quantitativ zwischen Null und     11Tasimuni.     



  Da in der     Kerr-Zelle    Medien verwendet       werdet),    welche infolge ihrer geringen     di-          elektrischen    Verluste die     Spannungsduelle     praktisch nicht belasten, kann die     Spannung     für die Elektroden der Zelle unschwer durch       Transformation    der von dem Mikrophon oder  sonstigen Aufnahmeorgan hervorgebrachten,  gegebenenfalls genügend     vorverstärkten        Span-          nungsschwankungen    erhalte      werdet).    Bei  gewissen Flüssigkeiten,     z:

  B.    Nitrobenzol     oder          Abkömmlingen,    kommt     man    unter den nach  stehend bezeichneten     Bedingungen    in Zellen  mit kleinem     Plattenabstande    mit etwa 1000  Volt oder weniger Spannungsunterschied aus.

    Solche Grössenordnungen werden durch die  heute vorhandenen     Verstärkerrnittel    in Ver  bindung mit Transformation, beziehungsweise  in reiner     Spannungs-Verstärkungsschaltung     leicht beherrscht, selbst bei sehr geringen  Anfangsamplituden, und die     dafür    verwen  deten Mittel können genügend verlustfrei       gehalten-werden;    auch     wirken    die in     Frage            koninienden        C13eY5etzungsVerb        ältnisse    der  Tran     sformatorenwindungen    in elektrischer  Hinsicht noch nicht nachteilig.

   Hierin liegt  ein wesentlicher,     durch    die     Erfindung    beding  ter Fortschritt, da man vor dieser zur     Her-          vorrufung    des Fortschritt Spannungen von       einer        (Gröl)eriordriurig    für erforderlich hielt,  mit denen man in der Technik nicht arbeiten  kann.  



  Es hat sich gezeigt, dass man bei den  benutzten Medien, z. B. bei     Nitrobenzol,    durch  Anlegen einer     Gleichspannung    an die Zelle  für     kürzere    oder längere Dauer die Isolier  festigkeit     erliiiIien    und so die Zelle verbessern  kann.     Wahrscheinlich    ist dies     einer    elektro  chemischen     Wirkung    zuzuschreiben, die lei  tende Bestandteile, etwa Feuchtigkeit oder       Säurespuren,    an den     Eleldroden    ausscheidet..

    Selbstverständlich wird man besonders reine       Substanzen        anwenden    und zu diesem Zweck  das     Ausgangsmaterial    entsprechend     chemisch     vorbehandeln     (Destillation,    Trocknung, usw.)  Vorteilhaft arbeitet man mit einer     dauernd     an die Zelle gelegten     Gleichstromvorspaiinung,     wodurch, abgesehen von den     i#-n        Folgenden     behandelten elektrischen und optischen     M'ir-          kungen,

      eine ausreichende Konstanz der Zelle  in Bezug auf die     elektrische    Beschaffenheit  des Mediums     gewährleistet    ist.  



  Durch Anwendung geeigneter Gefäss  materialien und     Zellenfüllungen    ist es auch  möglich, nicht sichtbares, z. B. ultraviolettes  Licht     quantitativ    zu steuern.- Bei jeder Art  von Licht     inuf)        natürlich    die Gesamtabsorption  auf dein     Wege    durch die Zelle gering, das  heisst die Füllung gut lichtdurchlässig sein,  da ebenso wie durch die     dielektrisehen    Ver  luste des Kondensators auch durch die Ab  sorption eine     Temperaturerhöhung    eintritt,

    welche die     Grösse    des     Kei-r-Effektes    ändert  und den geregelten     Strahlengang    infolge       Schlierenbildung        stören    kann.  



  Die weiteren Vorteile der vorstehend er  w .     ähnten        Gleichstron:tvorspannung        n        bestehen     in der Vermeidung der     Frequenzverdoppelung     und in der     Erhöhung    der Steuerschärfe. Ar  beitet man     -um    den Nullwert der     Spannung     am     Kerr-Kondensator        leeruni,    so erhält     nian         offenbar ein Maximum und ein     Minimum    der  Helligkeit zweimal während einer Periode des  Steuerwechselstromes.

   Legt man dagegen  eine genügende Gleichstromspannung an die  Platten und überlagert ihr die Steuerwechsel  spannung, so behält das Feld seine Richtung  bei, und es stimmen     Steuerfrequenz    und  Frequenz der Lichtschwankungen überein.       .Man    erreicht auf diese Weise     ausserdem,    dass  sehr kleine Steuerwechselspannungen wirksam  werden, wobei zu bedenken ist, dass der     Effekt     dein Quadrat der Feldstärke proportional ist.  Dabei lässt sich die Steuerwirkung folgender  massen noch beträchtlich steigern.

   Man arbei  tet unter passend gewählten Verhältnissen  mit einer     Vorspannung    an der Zelle, die  nahe an dem Grenzwert für die     Auslösi:hung     der kurzwelligen Strahlenbestandteile des     hin-          durcbgesandten    Lichtes liegt. Die     Auslöschung.     beginnt naturgemäss am kurzwelligen Ende  des     Spektrums.    Die überlagerte Steuerampli  tude wird dann nur so gross gemacht, dass  dabei die     Auslöschung    der     aktinisch    stärksten  Wellenlängen (etwa violett und blau) eben  eintritt.

   Wirken die Strahlen nach dem  Austritt aus der Zelle und dem Analysator  auf eine Photozelle oder irgend eine andere,  auf Lichtwellen selektiv reagierende Vor  richtung, z. B. die photographische Platte  oder den Film, so ergibt sieh eine ausser  ordentlich starke Änderung im Ansprechen  dieser lichtempfindlichen Organe infolge der  bewirkten Verarmung des Spektrums an     ak-          tinischen    Bestandteilen. Man kann diese       "chromatische"    Steuerung auch andern tech  nischen Zwecken nutzbar machen.    Auf der beigefügten Zeichnung sind in  den     Fig.1-5    einige Ausführungsbeispiele  der Erfindung dargestellt.  



  In diesen Figuren bedeuten übereinstim  mend 1 die     Kerr-Zelle    mit den Kondensator  platten 2, zwischen denen sich das elektrisch  doppelbrechende Medium, z. B.     Nitro-Benzol,     befindet. In Figur     111    ist eine Ausführungsform  der an sich bekannten     Kerr-Zelle    dargestellt.  Es bezeichnen hier     a    die Sammellinsen für  das Licht, b die beiden Polarisationsvor-         richtungen,    und zwar den     Polarisator        und     den     Analysator    und 3 das zwischen den .       Kondensatorplatten    2 befindliche doppelbre  chende Medium.

   Die Wirkungsweise der       Kerr-Zelle    ist an sich bekannt: Das von der  Lichtquelle ausgehende Licht wird in dem       Polarisator    zunächst polarisiert und durch  fliesst dann das zwischen den Belegungen 2  befindliche, doppelbrechende Medium. Ist die  Feldrichtung des elektrischen Feldes um 45   gegen. die Polarisationsebene des Lichtes  geneigt, so wird das Licht in zwei Kompo  nenten gespalten, die in senkrecht zueinander  stehenden Ebenen schwingen und sich auf  dem im Felde befindlichen Wege in diesem  Medium mit verschiedener Geschwindigkeit  fortpflanzen. Der Unterschied der Fortpflan  zungsgeschwindigkeit ist bedingt durch die  elektrische Feldstärke. Ist diese gross     genug,     so kann der Gangunterschied der beiden  Strahlen bis zu einer halben.

   Wellenlänge  und mehr betragen. Die beiden aus dem       Dielektrikum    austretenden Komponenten wer=  den dann durch das     Analysatorprisma    in  derselben Ebene zur Interferenz gebracht,  und das resultierende Lichtbündel auf die  Bildfläche geworfen. Auf diese Weise kann  also durch     Spannungsschwankungen    an den       Kondensatorbelegungen    2- die     Steuerung    der  Helligkeit des Lichtstrahls zwischen Null  und einem     Maximalwert    erfolgen.  



  An Stelle zweier     Kondensatorplatten    kann  die     Kerr-Zelle    auch ein System von mehreren       Kondensatorplatten    besitzen, die in bekannter  Weise nach Art der     mehrplattigen    Konden  satoren angeordnet sind.

   Statt die     Konden-          satorplatten    parallel gegenüber zu stellen,  können dieselben auch in einem Winkel zu  einander angeordnet sein, so dass das elek  trische Feld zwischen denselben inhomogen       wird.    Derartige Anordnungen     kommen    bei  spielsweise zur Durchführung der beschrie  benen chromatischen Steuerung in Frage,  deren Verlauf- ja bei gegebener     Spannung     am Kondensator von der örtlichen Feldstärke,  mithin von den geometrischen Verhältnissen       (Elektrodenabstand)    gestimmt wird. 5 stellt  eine Elektronenröhre mit der Anodenstrom-      quelle 6, der Anode 7,     Glühkathode    S und  Gitterelektrode 9 dar.  



  In den auf der Zeichnung dargestellten  Schaltungen ist der Einfachheit halber all  genommen, dass die Steuerung des Lichtes  durch die     Kerr-Zelle    von     ATikrophonströmen     direkt beziehungsweise indirekt bewirkt wird.  



  In     Fig.    1 bezeichnet 12 das von einer  Stromquelle 11 gespeiste Mikrophon, dessen  Stromschwankungen vermittelst des Trans  formators 10 auf den Gitterkreis der     Ver-          stärkerröhre    5 übertragen werden. Die mittelst  der Röhre verstärkten Schwankungen des  Anodenstromes werden durch den     Transfor-          nrator    4 in ausreichende Spannungsschwan  kungen übersetzt, die dann den Kondensator  platten der     Kerr-Zelle    zugeführt werden und  Trier eine Steuerung des Lichtbündels nach       Massgabe    der     Schwankungen    des     Mikrophon-          stromes    bewirken.

    



       Fig.    2 zeigt eine     Sparrnungsverstärkungs-          schaltung    unter Benutzung der Röhre 5 als  variabler Widerstand. Sie unterscheidet sieh  von der Anordnung nach     Fig.    1 dadurch,       class    die     Kerr-Zelle    an den Enden eines in  den Anodenkreis der Röhre 5 eingeschalteten  Widerstandes 13 liegt, der zugleich die     Vor-          spanrrung    für die Zelle liefert.

   Die den       1likrophonströmen    entsprechenden verstärkten  Schwankungen des Anodenstromes steuern  durch die Änderungen des Spannungsabfalles  die     Kerr-Zelle.    Eine besonders wirksame  Spannungsschaltung gibt     Eig.    3 an. Die  Zelle liegt im     Nebenschluss    zu einer der  beiden in Reihe geschalteten Röhren 5 und  Der Mikrophonstromkreis wirkt durch  die beiden Transformatoren 10 und 10' auf  die beiden Gitter im entgegengesetzten Sinne,  das heisst wenn der Widerstand der einen  Röhre zunimmt, sinkt er in der andern.

   So  wandert aus bekannten Gründen bei kleinen  Stromschwankungen des Mikrophonkreises  fast der volle Spannungsbetrag der Gleich  stromquelle 6 zwischen den Röhren hin     und     her, das heisst die     Spannungsamplituden    an  der     Kerr-Zelle    werden sehr gross, und zwar  umso grösser, je höher ihr     Isoliervermögen     und die     Spannung        voll    6 ist.    Die bisher     beschriebenen    Verstärkungs  schaltungen arbeiten rein niederfrequent, das  heisst die     Lichtänderungen    erfolgen mittelst  der     Kerr-Zelle    nur in der     Frequenz    des Mikro  phonstromkreises.

   Für gewisse Zwecke,  z. B: für die nach der Erfindung leicht auch  auf grössere     Entfernungen        durchführbareLicht-          telephonie,    für Bildtelegraphie und anderes,  ist es jedoch für     Interesse    der Geheimhaltung  und zwecks Erreichung einer hohen Selek  tivität der Empfangsschaltung vorteilhaft,  die     Kerr-Zelle    mittelst niederfrequent modu  lierter Hochfrequenz zu steuern.

   Dadurch  wird auf der Empfängerseite die     rnit    den  bekannten     Vorzügen    verbundene     Hochfre-          quenzverstärkung    möglich gemacht, indem  beispielsweise im Falle der     Lichttelephonie     die ankommenden Lichtimpulse, in welche       senderartig    die     Kerr-Zelle    den Mikrophon  strom umgeformt hat, auf eine Photozelle  wirken, die an einen     Hoelrfrequenzverstärker     angeschlossen ist,

   voll dein aus die verstärk  ten     Hochfrequenzströme    zwecks     Hörbar-          machung        derNiederfrequenz        d'ernDetektoroder          Audion    zugeführt werden.

   Für eine derartige       Lichttelepholiie,    bei der das Licht mittelst  niederfrequent modulierter Hochfrequenz ge  steuert werden soll, erzeugt man die Hoch  frequenzwellen mit Hilfe eines Generators,  vorteilhaft     mittelst    eines     eigen-    oder fremd  erregten Röhrensenders. wobei der     Konden-          satorkreis    der     Ker-r-Zelle        rnit    dem Arbeitskreis  des     Generators    gekoppelt ist oder wobei die       Kerr-Zelle    einen Teil beziehungsweise die  gesamte Kapazität des Schwingungskreises  bildet.

   Die     hochfrequente    Schwingung wird  durch die Niederfrequenz in einer der zahl  reichen bekannten Schaltungen moduliert, so  dass die     Kerr-Zelle    unter dem Einfluss einer  modulierten Hochfrequenz steht. Für eine  solche Anordnung ist in     Fig.    4 als Ausfüh  rungsbeispiel ein Röhrensender in Rückkopp  lungsschaltung dargestellt. 15 bedeutet den       abstimmbaren    Schwingungskreis, mit dein  die     Kerr-Zelle    1, 2 durch die Spule 14 ge  nügend lose gekoppelt ist.

   Die Besprechung  des Gitters 9 der Schwingröhre 5 erfolgt  über den Transformator 10, dessen Sekundär-           wicklung    für den     Durchlass    der     1lochfrequenz     durch     der)    Kondensator 16 überbrückt ist.  17 ist der übliche Blockkondensator, 18 und  18' sind die     Hochfrequenz-Sperrdrosseln    im  Kreise der     Anodenstromquelle.    Bei dieser  Anordnung ist, wie ohne weiteres ersichtlich,  die     Kerr-Zelle    durch eine niederfrequent mo  dulierte     Hochfrequenz    gesteuert.  



  Es ist ohne weiteres klar, dass die dar  gestellten und beschriebenen Schaltungen  nicht nur zur Übertragung von Mikrophon  strömen, sondern auch zur Aufzeichnung von  irgendwelchen andern     Stromschwankungen     benutzt werden können, wie sie beispielsweise  bei der     Bildtelegrahpie    durch die Helligkeits  unterschiede eines Bildes mittelst der Photo  zelle erzeugt werden oder wie sie zur Über  tragung von Schriften oder Signalen oder  dergleichen in bekannter Weise Verwendung  finden.  



  In     Fig.    5 ist beispielsweise eine Schaltung  zur Bildübertragung dargestellt. A bezeichnet  hier einen Röhrensender. Die durch die Röhre  erzeugten     Hochfrequenzschwingungen        werden     hierbei durch die Helligkeitsunterschiede des  zu übertragenden Bildes in bekannter Weise  moduliert.     B    bezeichnet den Empfänger, der  mit der üblichen Empfangseinrichtung, be  stehend aus dem     Hochfrequenzverstärker    C,  dem Gleichrichter D und dem Niederfrequenz  verstärker E zusammenwirkt. An den Nieder  frequenzverstärker ist nun die     Kerr-Zelle    1  angeschlossen, durch welche der Lichtstrahl  in einer dem Verlauf der modulierten Sende  schwingungen entsprechenden Weise gesteuert  wird.

    



  PATENTANSPRUCH:  Einrichtung zur     trägheitsfreien    Licht  steuerung, dadurch gekennzeichnet, dass die  Steuerströme mittelst praktisch wattlos steuer  barer Verstärker (Elektronenröhren) in ihrer  Spannung verstärkt und die verstärkten  Spannungsschwankungen dann den     gonden-          Batorbelegungen    einer     Kerr-Zelle    zugeführt  werden, zwischen denen ein doppelbrechendes  Medium von geringen     dielektrischen    Verlusten.

    eingefüllt ist, in welchem ein hindurchtreten  der Strahl polarisierten Lichtes unter der         Wirkung    der Änderungen des elektrischen  Feldes in seiner Helligkeit durch den an  sich bekannten     Effekt    der elektrischen Doppel  brechung gesteuert wird.



  Device for dull-free lighting control. The invention relates to a device for inertia-free light control by electrical voltage fluctuations for optical display or photographic recording of periodic processes up to the highest frequencies, eg. B. telegraphy in the picture, on television, for sound and speech films, light telegraphy and telephony over smaller or larger distances and the like purposes more.

   While the light control methods previously used for such applications in technology with regard to their usability or effectiveness partly due to the inertia, i. That is, distortion, at higher frequencies, partly due to the low light intensity, partly due to other deficiencies, such as the low overall effect of the control, high energy consumption for this, impossibility of a sharp image of the light source (with glowing light), the invention provides the means for quantitative,

   Image-accurate control of practically any amount of light with negligible amounts of energy up to frequencies of over ten million Hertz. If necessary, it also allows a sharp image of the light source on the recording surface.



  The light control is carried out in the present device with the help of the errschen cell, that is, using the well-known phenomenon of electrical birefringence, as one usually calls the splitting of polarized light into two components of different speed of propagation in strong electric fields.



  According to the invention, the weak currents used to transmit the images or messages, i.e. the control currents to be used for light control, are initially amplified in their voltage with the help of amplifier devices (electron tubes) that work practically inertia, and then the increased voltage fluctuations of the Kerr Cell fed.

   This Kerr cell intended for the passage of the light to be controlled, which contains an electron arrangement acting as a condenser, is provided with electrically birefringent media, mostly liquids, emulsions, colloids with such low insulation and other dielectric losses that the controller can up to the largest practically possible light intensities is wattless or almost wattless.

   As a result of the high insulation strength of the medium used, the plates of the cell, between which the light expediently passes as a parallel bundle of rays, can be brought very close to each other and the required high field strengths can be obtained by voltages of an order of magnitude such as those existing today Allow amplifier equipment to be used without significant losses.



  Before entering the Kerr cell, the light is passed through a suitable device, e.g. B. a Nieol prism, polarized. after the passage it passes the analyzer. The electric field applied to the plate of the cell then determines the phase difference of the beam components through its strength and extent and thereby controls the light intensity resulting after the interference of the same quantitatively between zero and 11Tasimuni.



  Since media are used in the Kerr cell, which due to their low dielectric losses practically do not burden the voltage duels, the voltage for the electrodes of the cell can easily be achieved by transforming the voltage generated by the microphone or other recording organ, possibly sufficiently pre-amplified. voltage fluctuations). With certain liquids, e.g.

  B. nitrobenzene or derivatives, one gets by under the conditions described below in cells with small plate spacing with about 1000 volts or less voltage difference.

    Such orders of magnitude are easily mastered by the amplifier means available today in connection with transformation, or in pure voltage amplification circuit, even with very low initial amplitudes, and the funds used for this can be kept sufficiently loss-free; The C13eY5 connection relationships of the transformer windings which are in question do not yet have a disadvantageous effect in electrical terms.

   This is an essential advance due to the invention, since prior to this, tensions of a great magnitude were considered to be necessary to bring about progress, with which one cannot work in technology.



  It has been shown that the media used, e.g. B. with nitrobenzene, by applying a direct voltage to the cell for a shorter or longer period of time, the insulating strength can be achieved and thus improve the cell. This is probably due to an electrochemical effect, which excretes conductive components, such as moisture or traces of acid, on the electrodes.

    Of course, you will use particularly pure substances and, for this purpose, chemically pretreat the starting material accordingly (distillation, drying, etc.). It is advantageous to work with a constant direct current supply applied to the cell, which, apart from the electrical and optical elements discussed below, will work Actions,

      a sufficient constancy of the cell with regard to the electrical properties of the medium is guaranteed.



  By using suitable vascular materials and cell fillings, it is also possible to remove the invisible, e.g. B. to control ultraviolet light quantitatively.- With any type of light inuf) of course the total absorption on your way through the cell is low, that is, the filling must be well translucent, because as well as the dielectric losses of the capacitor due to the absorption a temperature increase occurs,

    which changes the size of the Kei-r effect and can disrupt the regulated beam path due to the formation of streaks.



  The other advantages of the above he w. Similar currents: t bias voltage n consist in avoiding the frequency doubling and in increasing the control sharpness. If one works around the zero value of the voltage on the Kerr capacitor empty, then obviously nian receives a maximum and a minimum of the brightness twice during a period of the control alternating current.

   If, on the other hand, a sufficient direct current voltage is applied to the plates and the alternating control voltage superimposed on it, the field maintains its direction and the control frequency and frequency of the light fluctuations match. In this way one also achieves that very small alternating control voltages become effective, whereby it must be taken into account that the effect is proportional to the square of the field strength. The tax effect can be increased considerably as follows.

   Under suitably chosen conditions, one works with a bias voltage on the cell which is close to the limit value for the triggering of the short-wave radiation components of the transmitted light. The Extinction. naturally begins at the short-wave end of the spectrum. The superimposed control amplitude is then only made so large that the extinction of the actinically strongest wavelengths (such as violet and blue) occurs.

   Act the rays after exiting the cell and the analyzer on a photocell or any other, selectively responsive to light waves before direction, z. B. the photographic plate or the film, there is an extraordinarily strong change in the response of these light-sensitive organs as a result of the depletion of the spectrum of actinic constituents. This "chromatic" control can also be used for other technical purposes. On the attached drawing, some exemplary embodiments of the invention are shown in FIGS. 1-5.



  In these figures mean according to mend 1, the Kerr cell with the capacitor plates 2, between which the electrically birefringent medium, for. B. nitro-benzene. An embodiment of the known Kerr cell is shown in FIG. Here, a denotes the converging lenses for the light, b denotes the two polarization devices, specifically the polarizer and the analyzer, and 3 the one between the. Capacitor plates 2 located doppelbre sponding medium.

   The mode of operation of the Kerr cell is known per se: the light emanating from the light source is first polarized in the polarizer and the birefringent medium located between the coatings 2 then flows through it. Is the direction of the electric field by 45 against. If the plane of polarization of the light is inclined, the light is split into two components, which oscillate in planes perpendicular to one another and which travel along the path in the field in this medium at different speeds. The difference in propagation speed is due to the electric field strength. If this is large enough, the path difference between the two rays can be up to half.

   Wavelength and more. The two components emerging from the dielectric are then brought into interference by the analyzer prism in the same plane, and the resulting light beam is thrown onto the image surface. In this way, the brightness of the light beam can be controlled between zero and a maximum value through voltage fluctuations at the capacitor assignments 2-.



  Instead of two capacitor plates, the Kerr cell can also have a system of several capacitor plates, which are arranged in a known manner in the manner of multi-plate capacitors.

   Instead of placing the capacitor plates parallel to one another, they can also be arranged at an angle to one another, so that the electrical field between them becomes inhomogeneous. Such arrangements can be used, for example, to carry out the described chromatic control, the course of which is determined by the local field strength, and therefore by the geometric relationships (electrode spacing), for a given voltage on the capacitor. 5 shows an electron tube with the anode power source 6, the anode 7, hot cathode S and grid electrode 9.



  In the circuits shown in the drawing, for the sake of simplicity, it has been omitted that the control of the light by the Kerr cell is effected directly or indirectly by Aicrophone currents.



  In FIG. 1, 12 denotes the microphone fed by a current source 11, the current fluctuations of which are transmitted to the grid circle of the amplifier tube 5 by means of the transformer 10. The fluctuations in the anode current, amplified by means of the tube, are translated into sufficient voltage fluctuations by the transformer 4, which are then fed to the capacitor plates of the Kerr cell and cause Trier to control the light beam according to the fluctuations in the microphone current.

    



       Fig. 2 shows an economy amplification circuit using the tube 5 as a variable resistor. It differs from the arrangement according to FIG. 1 in that the Kerr cell is located at the ends of a resistor 13 connected to the anode circuit of the tube 5, which at the same time supplies the voltage for the cell.

   The increased fluctuations of the anode current corresponding to the 1 liqueur currents control the Kerr cell through the changes in the voltage drop. A particularly effective voltage circuit is Eig. 3 on. The cell is shunted to one of the two series-connected tubes 5 and The microphone circuit acts through the two transformers 10 and 10 'on the two grids in the opposite sense, i.e. if the resistance of one tube increases, it decreases in the other.

   For known reasons, almost the full amount of voltage of the direct current source 6 moves back and forth between the tubes when there are small current fluctuations in the microphone circuit, i.e. the voltage amplitudes on the Kerr cell become very large, and the greater the higher their insulating capacity and voltage full 6 is. The amplification circuits described so far work purely at low frequencies, which means that the light changes take place by means of the Kerr cell only in the frequency of the microphone circuit.

   For certain purposes, e.g. B: for light telephony, which can easily be carried out even over greater distances according to the invention, for image telegraphy and others, it is advantageous for the sake of secrecy and for the purpose of achieving a high level of selectivity in the receiving circuit to control the Kerr cell by means of low-frequency modulated high frequency .

   In this way, the high-frequency amplification associated with the known advantages is made possible on the receiver side, in that, for example, in the case of light telephony, the incoming light pulses, into which the Kerr cell has converted the microphone current like a transmitter, act on a photocell that is connected to a hotel frequency amplifier is

   The amplified high-frequency currents are fully fed to the detector or audio system for the purpose of making the low-frequency audible.

   For such a light telephony, in which the light is to be controlled by means of low-frequency modulated high-frequency, the high-frequency waves are generated with the help of a generator, advantageously by means of an intrinsically or externally excited tube transmitter. where the capacitor circuit of the Ker-r cell is coupled to the working circuit of the generator or where the Kerr cell forms part or all of the capacitance of the oscillation circuit.

   The high-frequency oscillation is modulated by the low frequency in one of the numerous known circuits, so that the Kerr cell is under the influence of a modulated high frequency. For such an arrangement, a tube transmitter is shown in a feedback circuit in Fig. 4 as Ausfüh approximately. 15 means the tunable oscillation circuit with which the Kerr cell 1, 2 is coupled through the coil 14 ge sufficiently loosely.

   The discussion of the grid 9 of the oscillating tube 5 takes place via the transformer 10, the secondary winding of which is bridged by the capacitor 16 for the passage of the 1-hole frequency. 17 is the usual blocking capacitor, 18 and 18 'are the high-frequency blocking chokes in the circuit of the anode power source. In this arrangement, as is readily apparent, the Kerr cell is controlled by a low-frequency modulated high frequency.



  It is immediately clear that the circuits presented and described not only flow for the transmission of a microphone, but can also be used to record any other current fluctuations, such as those generated in the image telegraphy by the brightness differences of an image by means of the photo cell or how they are used in a known manner for the transmission of fonts or signals or the like.



  In Fig. 5, for example, a circuit for image transmission is shown. A denotes a tube transmitter here. The high-frequency oscillations generated by the tube are modulated in a known manner by the differences in brightness of the image to be transmitted. B denotes the receiver that cooperates with the usual receiving device, consisting of the high-frequency amplifier C, the rectifier D and the low-frequency amplifier E. The Kerr cell 1 is now connected to the low frequency amplifier, through which the light beam is controlled in a manner corresponding to the course of the modulated transmission vibrations.

    



  PATENT CLAIM: Device for inertia-free light control, characterized in that the voltage of the control currents is amplified by means of amplifiers (electron tubes) that can be controlled practically wattlessly and the amplified voltage fluctuations are then fed to the gonden-Bator assignments of a Kerr cell, between which a birefringent medium of low dielectric losses.

    is filled, in which a passing through the beam of polarized light under the action of the changes in the electric field is controlled in its brightness by the known effect of electric double refraction.

 

Claims (1)

UNTERANSPRüCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelle mit einer Gleichstrom-Vorspannung arbeitet, der die Steuerspannung überlagert wird. 2. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelle direkt in den Anodenkreis einer Verstärkerröhre geschaltet - ist und auf diese Weise ständig unter Gleich stromspannung gehalten wird. 3. SUBClaims 1. Device according to claim, characterized in that the cell operates with a direct current bias voltage on which the control voltage is superimposed. 2. Device according to claim and dependent claim 1, characterized in that the cell is connected directly to the anode circuit of an amplifier tube - and in this way is constantly kept under direct current voltage. 3. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch Mittel; um die überlagerte Wechsel spannungsamplitude und die Gleichstrom vorspannung so zu regeln, dass zwecks Steigerung der Empfindlichkeit der Steue rung nur ein kurzwelliger Teilbereich des durch die Zelle hindurchtretenden spek tralen Lichtgemisches - ausgelöscht wird bei Benutzung von auf Licht selektiv reagierenden Einrichtungen. 4. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen1-3,dadurch gekennzeich net, dass das in .der Kerr-Zelle verwendete Medium vorbehandelt ist, dass die Isola tionsfestigkeit erhöht wird und die Zelle als reiner verlustfreier Kondensator wirkt. 5. Device according to patent claim and sub-claims 1 and 2, characterized by means; in order to regulate the superimposed alternating voltage amplitude and the direct current bias voltage in such a way that, in order to increase the sensitivity of the control, only a short-wave sub-range of the spectral light mixture passing through the cell is extinguished when using devices that react selectively to light. 4. Device according to patent claim and dependent claims 1-3, characterized in that the medium used in the Kerr cell is pretreated, that the insulation resistance is increased and the cell acts as a pure loss-free capacitor. 5. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen1-4, dadurch gekennzeich net, dass die Behandlung des Mediums zwecks Aufrechterhaltung seiner Wirk samkeit durch,Anlegen einer Gleichstrom vorspannung an die Zelle erfolgt. 6. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchenl-5, dadurch gekennzeich net, dass die bei Sendern respektiv Emp fängern verwendete Kerr-Zelle durch eine niederfrequent modulierte . Hochfrequenz gesteuert wird. 7. Einrichtung nach Unteransprüchen 1-6, gekennzeichnet durch die Anwendung von Hochfrequenzverstärkung beim Empfänger. B. Device according to patent claim and dependent claims 1-4, characterized in that the treatment of the medium in order to maintain its effectiveness is carried out by applying a direct current bias voltage to the cell. 6. Device according to patent claim and subclaimsl-5, characterized in that the Kerr cell used in transmitters or receivers Emp modulated by a low frequency. High frequency is controlled. 7. Device according to dependent claims 1-6, characterized by the use of high-frequency amplification in the receiver. B. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1--7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kerr-Zelle mittelst modu lierter Hochfrequenz gesteuert wird. 9. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-8, dadurch gekenn zeichnet, dass der Kondensator der Kerr- Zelle zusammen mit einer Spule einen Schwingungskreis bildet, der reit dein Arbeitskreis eines Hochfrequenzgenerators gekoppelt ist. 10. Device according to patent claim and dependent claims 1-7, characterized in that the Kerr cell is controlled by means of modulated high frequency. 9. Device according to claim and dependent claims 1-8, characterized in that the capacitor of the Kerr cell together with a coil forms an oscillating circuit that is coupled to your working circuit of a high-frequency generator. 10. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-9, gekennzeichnet durch einen möglichst geringen Abstand der Kondensatorplatten in der Kerr-Zelle, um mit verhältnismässig kleinen Spannungen ein verhältnismässig starkes elektrisches Feld in der Kerr-Zelle zu erzeugen. 11. Einriehtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-10, dadurch gekenn zeichnet, dar) das in der Iierr-Zelle an gewendete elektrische Feld inhomogen ist. Device according to patent claim and dependent claims 1-9, characterized by the smallest possible distance between the capacitor plates in the Kerr cell in order to generate a comparatively strong electric field in the Kerr cell with comparatively low voltages. 11. Einriehtung according to claim and dependent claims 1-10, characterized in that) the electrical field applied in the Iierr cell is inhomogeneous.
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