DE1227687B

DE1227687B - Anordnung zur Fuehrung elektromagnetischer Wellen optischer Frequenzen

Info

Publication number: DE1227687B
Application number: DET26714A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Georg Unger
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1964-08-01
Filing date: 1964-08-01
Publication date: 1966-10-27

Description

Anordnung zur Führung elektromagnetischer Wellen optischer Frequenzen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Führung elektromagnetischer Wellen optischer Frequenzen, die aus einem vorzugsweise runden Rohr besteht, in dem sich die gebündelten Wellen ausbreiten, und aus Elementen, die vorzugsweise in periodischen Abständen im Rohr angeordnet sind und zur Korrektur der Phasenfront dienen.
In einem kohärenten Lichtstrahl breitet sich quer zur Strahlachse eine elektromagnetische Wellenfront aus, deren Amplitudenverteilung in einem gewissen Abstand von der Strahlachse verschwindet. Eine derartige Amplitudenverteilung läßt nun nicht zu, daß die Phasenfronten überall eben sind und überall eben bleiben. Vielmehr stellt man fest, daß sich an den Stellen größter Amplitude die Front schneller ausbreitet als an den Stellen kleiner Amplitude. Dies bewirkt, daß in weiter Entfernung von der Strahlachse, wo die Amplitude klein ist, auch die Wellenfront verzögert ist. Damit ist ein Auseinanderlaufen der Amplitudenmaxima und insgesamt eine Verbreiterung des effektiven Strahlquerschnitts verbunden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann man übertragene Strahlen mit Hilfe von in bestimmten Querschnittsebenen angeordneten Elementen so korrigieren, daß man eine gewünschte Phasenfront erhält. Hierfür ist es bekannt, die phasenkorrigierende Wirkung von dielektrischen Linsen zu benutzen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine derartige Phasenkorrektur auf eine neue Art zu ermöglichen.
Ausgehend von einer Anordnung zur Führung elektromagnetischer Wellen optischer Frequenzen, bestehend aus einem vorzugsweise runden Rohr, in dem sich die gebündelten Wellen ausbreiten, und aus Elementen, die vorzugsweise in periodischen Abständen im Rohr angeordnet sind und zur Korrektur der Phasenfront dienen, wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein Gas mit vorbestimmter Geschwindigkeit durch das Rohr geführt wird und daß hierbei die Dichteverteilung des Gases in den Querschnittsebenen, in denen eine Phasenkorrektur erforderlich ist, so gewählt wird, daß die gewünschte Linsenwirkung entsteht.
Von den verschiedenen Möglichkeiten, entsprechende Dichteverteilungen in Gasen durch Strömung, Temperaturgradienten, Plasmadiffusion usw. zu verwirklichen, soll im folgenden die Möglichkeit eines strömenden Gases mit bestimmter Geschwindigkeitsverteilung beschrieben werden.
Da die Anordnung zur Führung der Wellen ein vorzugsweise rundes Rohr aufweist, ist es leicht möglich, als Dielektrikum in diesem Rohr ein strömendes Gas zu benutzen. Gleichzeitig wird durch dieses metallische oder auch nichtleitend ausgebildete Rohr eine gebündelte elektromagnetische Welle mit optischer Frequenz durchgeschickt. Um zu vermeiden, daß diese gebündelte Strahlung in unerwünschter Weise auseinanderläuft, muß in bestimmten Querschnittsebenen eine Phasenkorrektur vorgenommen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt diese Korrektur mit. Hilfe einer Linse, die durch die Gasströmung gebildet wird, welche in dieser Ebene eine entsprechende Dichteverteilung besitzt, die in einfacher Weise durch eine Einschnürung des Rohrquerschnitts erzwungen werden kann. In dem eingeschnürten Querschnitt ist die Geschwindigkeit des durchströmenden Gases entsprechend erhöht, und man hat es in der Hand, durch Wahl der Grundgeschwindigkeit des Gases und der Form der Einschnürung eine solche Linsenwirkung zu erzielen, daß die gewünschte Phasenkorrektur in dieser Quersdhnittsebene erfolgt. Die Form der Einschnürung kann hierbei symmetrisch als auch unsymmetrisch zur Querschnittsebene erfolgen. Besitzt das Rohr runden Querschnitt, so wird die Einschnürung rotationssymmetrisch zur Längsachse des Rohres ausgebildet. Um Verzerrungen zu vermeiden, wählt man hierbei die Kontur der Einschnürung derart, daß keine Turbulenz der Gasströmung entsteht.
Als Gas für die dielektrische Füllung des Rohres kann beispielsweise Stickstoff Verwendung finden, welcher bei optischen Frequenzen keine Absorptionswirkung zeigt.
Die einzelnen, als Linsen wirkenden Einschnürungen können konfokal angeordnet werden. Ferner ist es möglich, den Abstand wesentlich kleiner zu wählen, so daß man mit kleineren Geschwindigkeiten der Gasströmung arbeiten kann.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung zurTührung elektromagnetischer Wellen optischer Frequenzen,. bestehend aus einem vorzugsweise runden Rohr, in dem sich die gebündelten Wellen--ausbreiten, und aus Elementen, die vorzugsweise- in periodischen Abständen im Rohr angeordnet sind und zur Korrektur der Phasenfront dienen, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß ein Gas mit vorbestimmter Geschwindigkeit durdh das Rohr geführt wird und daß hierbei die Dichteverteilung des Gases in den Querschnittsebenen, in denen eine Phasenkorrektur erforderlich ist, so gewählt wird, daß die-gewünschte Linsenwirkung entsteht.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ebenen, in denen eine Phasenkorrektur vorgenommen werden soll, das Röhr eine Einschnürung aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rotationssymmetrische Einschnürung symmetrisch zur Querschnittsebene erfolgt.
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Einschnürung so gewählt wird, daß keine Turbulenz entsteht.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung unsymmetrisch zur Querschnittsebene vorgenommen ist.