CH520944A - Vorrichtung zur Umwandlung praktisch zirkular polarisierter Strahlung in linear polarisierte optische Strahlung - Google Patents

Description

      Vorrichtung    zur     Umwandlung        praktisch    zirkular polarisierter Strahlung  in linear polarisierte optische     Strahlung       Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine  Verbesserung der Vorrichtung zur Umwandlung prak  tisch zirkular polarisierter optischer Strahlung in prak  tisch linear     polarisierte    optische Strahlung mit einer sich  mit einer praktisch konstanten Winkelgeschwindigkeit  drehenden Polarisationsebene nach dem Patentanspruch  des Hauptpatentes.  



  Bei der Vorrichtung nach dem Hauptpatent kann die  Linearität der erzeugten linear polarisierten optischen  Strahlung verbessert und die Schwankungen der Ge  schwindigkeit, mit der sich die Polarisationsebene der  austretenden Strahlung dreht verringert werden, durch       Vergrösserung    der Anzahl elektrooptischer Kristalle.  Die Vorrichtung nach Fig. 2 des Hauptpatentes, die eine  Reihenschaltung dreier elektrooptischer Kristalle enthält  ist somit günstiger als die Vorrichtung nach Fig. 1 des  Hauptpatentes, die nur zwei Kristalle enthält. Wie im  Hauptpatent angegeben wird, werden noch günstigere  Ergebnisse erzielt, wenn die Anzahl der angewandten  Kristalle grösser als 3 ist.  



  Die Vorrichtung nach Fig. 2 des Hauptpatentes hat  den Nachteil, dass statt zwei Kristalle drei Kristalle       benötigt    werden und verhältnismässig hohe elektrische  Spannungen erforderlich sind.     Über    dem mittleren Kri  stall steht eine Spannung mit einer Amplitude, die gleich  dem Zweifachen der Amplitude der Spannung an den  äusseren Kristallen ist.  



  Die vorliegende Erfindung hat zum Zweck, die  Vorrichtung nach dem Patentanspruch des Hauptpaten  tes zu verbessern. Die erfindungsgemässe Vorrichtung  ist dadurch gekennzeichnet, dass nach den optisch  anisotropen Elementen ein den Strahlengang umkehren  des Element vorgesehen ist, so dass die aus dem letzten  optisch anisotropen Element austretende Strahlung nach    Reflexion an dem den Strahlengang umkehrenden Ele  ment mindestens die elektrooptischen Kristalle in entge  gengesetztem Sinne durchläuft.  



  Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Er  findung an Hand der beiliegenden Zeichnung erläu  tert.  



  Die aus der Strahlungsquelle 1 austretende natürli  che Strahlung wird von der Linse 2 kollimiert und von  dem Polarisator 3 in parallele linear polarisierte Strahlen  umgewandelt. Der Einfachheit halber ist nur ein einziger  Strahl des Strahlenbündels dargestellt. Nach dem Durch  laufen des halbdurchlässigen Spiegels 5 fällt das linear  polarisierte Bündel auf die d/4-Platte 6 auf. Die mit  dem Pfeil 7 angedeutete Hauptrichtung der A/4-Platte  schliesst mit der mit dem Pfeil 4 angedeuteten     Durch-          lassrichtung    des Polarisators 3 einen Winkel von 45   ein. Die aus der k/4-Platte 6 austretende Strahlung ist  also zirkular polarisiert.

   Diese Strahlung durchläuft die  Reihenschaltung zweier den Pockels-Effekt aufweisen  der elektrooptischer Kristalle 8 und 11, deren Haupt  richtungen mit den Pfeilen 9 und 12 angedeutet sind und  miteinander einen Winkel von 45  einschliessen.  



  An den Kristall 8 wird eine Wechselspannung  V1 = V0 sin ct aus der Wechselspannungsquelle 10  und an den Kristall 11 wird eine Wechselspannung  V2 = VO cos wt aus der Wechselspannungsquelle 13 ge  legt. Auch kann z. B. eine einzige Quelle verwendet und  ein     Phasenverschiebungsnetzwerk    in der Leitung zwi  schen der Quelle und einem der Kristalle angeordnet  werden. Die Spannungen     V1    und     V2    sind derart  angelegt, dass die von der Spannung am Kristall 8 bzw.  11 erzeugte Feldstärke parallel zu der Fortpflanzungs  richtung der Strahlung im Kristall ist.  



  Die aus dem Kristall 11 austretende Strahlung wird      an dem ebenen Spiegel 14 reflektiert. Die Strahlung  durchläuft dann die Kristalle 11 und 8 in entgegenge  setztem Sinne und wird über den halbdurchlässigen  Spiegel zu dem photoelektrischen Detektionssystem 15       geführt.    In der Zeichnung ist das am Spiegel 14  reflektierte Bündel wieder mit einem einzigen Strahl  angegeben, der der Deutlichkeit halber gegen den auf den  Spiegel 14 auffallenden Strahl verschoben ist.  



  Die Amplitude     VO    der an die Kristalle 8 und 11  angelegte Spannung ist     derart    gross, dass zirkular polari  sierte auf den Kristall 8 bzw. 11 auffallende Strahlung  bei einer Spannung gleich 2V0 in linear polarisierte  Strahlung umgewandelt werden würde.  



  Da die Doppelbrechung eines anisotropen Elements,.  insbesondere eines elektrooptischen Kristalls, nach Re  flexion der das Element durchlaufenden Strahlung linear  zunimmt, kann der Kristall 8 bzw. 11 zusammen mit  seiner in bezug auf den Reflektor 14 spiegelbildlichen  Abbildung gleichsam als ein einziger Kristall betrachtet  werden.  



  Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist  die gleichen Eigenschaften wie die     Vorrichtung    nach  Fig. 2 des Hauptpatentes auf. Denn der Kristall 8 in  dieser Zeichnung kann mit dem Kristall 25 nach Fig. 2  verglichen werden, während der Kristall 11 zusammen  mit seinem Spiegelbild mit dem Kristall 26 und die  spiegelbildliche Abbildung des Kristalls 8 mit dem  Kristall 27 verglichen werden kann.  



  Die Amplitude der Spannung am Kristall 11 beträgt  aber nur die Hälfte der Spannung am Kristall 26.  Ausserdem sind die Phasen der an den Kristall 8 und an  dessen spiegelbindliche Abbildung angelegten Wechsel  spannungen automatisch einander gleich. Schwierigkei  ten bei der Einstellung ergeben sich also nicht.  



  Bei einer Ausführungsform, bei der die Kristalle 8  und 11 aus Kaliumdideuteriumphosphat (KDDP) be  standen, war<B>VO</B> = 2     kV.    Die Wellenlänge der  Strahlung war A = 6328  E.  



  Es versteht sich, dass im allgemeinen eine Vorrich  tung nach dem Hauptpatent mit 2n-1 Kristallen (n > 2)  durch eine Vorrichtung mit n Kristallen und einem sich    daran     anschliessenden,    den Strahlengang umkehrenden  Element ersetzt werden kann.  



  Als den Strahlengang     umkehrenden    Element kann  ausser einem ebenen Spiegel z. B. ein sogenanntes  Katzenauge verwendet werden. Ein Katzenauge ist aus  einer Linse und einem in der Brennebene der Linse  angeordneten ebenen oder hohlen Spiegel aufgebaut.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zur Umwandlung praktisch zirkular polarisierter optischer Strahlung in praktisch linear polarisierte optische Strahlung mit einer sich mit einer praktisch konstanten Winkelgeschwindigkeit drehenden Polarisationsebene, welche mehrere hintereinander an geordnete optisch anisotrope Elemente aufweist, von denen mindestens zwei elektrooptische Kristalle sind und Mittel zur Erzeugung von Wechselspannungen für die elektrooptischen Kristalle vorgesehen sind, wobei die optisch anisotropen Elemente derart ausgebildet und die Wechselspannungen derart gewählt sind,

   dass praktisch zirkular polarisierte optische Strahlung in praktisch linear polarisierte optische Strahlung mit einer sich praktisch mit konstanter Winkelgeschwindigkeit drehen den Polarisationsebene umgewandelt wird, dadurch ge kennzeichnet, dass nach den optisch anisotropen Ele menten ein den Strahlengang umkehrendes Element vorgesehen ist, so dass die aus dem letzten optisch anisotropen Element austretende Strahlung nach Refle xion an dem den Strahlengang umkehrenden Element mindestens die elektrooptischen Kristalle in entgegenge setztem Sinne durchläuft.