DE1439258A1 - Anordnung zur Modulation elektromagnetischer Strahlung - Google Patents
Anordnung zur Modulation elektromagnetischer StrahlungInfo
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Description
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Anordnung zur Modulation elektromagnetischer $tr8h .t ig Zusatz im patent....... (Akt. Zeh. 3 86 175 YIIi0/21 g @ 1'b 63/2512 j Die Windung betrifßt eine Anordnung zur Modulation elek- tromagnetieoher Strahlung# die insbesondere nach dem Xauyt- psteut.o.ooo.(Akt.2oh. 8 $6 175 *PA 63/2512) orzeugt lot: . In sind bereite eine Anzahl von '.Anordnungen bekäuntigeworden oder re geaohlagen worden# b#,. äe en elektromagnetis"e Sarah- . ; lung. durch Verzerrurig_ urid/nder isehitg- von nsbesaxdere nach derh .Maser- ber. Zaoeeprinzip@ erzeugter ' Strahlung- in einer:? Ne-' ._ dium mit sogenannten nichtlinearen optis.ehen Z-igenschaften-er- zeugt,Vrird: .Unter :dcaen Anordnungen iet die eine besonders - - - vorteilhaft, beider eich das nichtlineare mediüm°- geradß--dein liauptpateht : .`. . .--. - . (Akt. Z. ä. . . . . # PA F3/25 _ y in ' - n - einem Resänätor :befindet, -in dem .dia. zu-verzerrende"unc,et z,.ischendeftrahlung nach dsm'@ma er-. bzrl. iaserprnziP. ,-» @' @. . , . _ _ zeugt Wird Im treuere .-wird die zu verzerrend und/odsr °z äisehend=° . Strahlung -uch ala jirimäre Strahlu g . und die in dem gediüi mit Aden- rühtl.iri@adren "äp 3.aren enschäften durch-=Yarc rang . und/o er -Miochungerzeugtc @ $t ahlung aüeh a,ls_ 0ekund- . , @~e' @@trahl '. iae@eicianet» . @ _ Y ` '@ fnt ';ked@ en rhit xüohtlinearen optischen.. Eigenoehäften"' einä_ im lein ne der#zrf:.ndung solche ;atef@`e : zü,vevateheA, in . . - @äehen die x etrgün eisltv.omanai glxe Strahlung -düreh - lrerxvrrung §und/oäer Mischung ele@tx;omagtibt1ehvr -Strahluxi'- _' :anderer fr 4üenz oder,: PrQ4uenzen mg la h -let:' @s e- . - =deah- nicht @nctwendi,da,die .. iiie..ebsn besehrieeh- e- ä zeugte Strinlung und/cdex@ di etre@rzbrrerid: ünütodsr . zu bioebende `trc'#'.thl#. tbezüglich .. g ihre i- Uezeich Untersuchungen haben ergeben, daß sich durch Einbringen des Mediums mit den nichtlinearen optischen Eigenschaften in ein elektrisches und/oder magnetisches Feld mit-steuerbarer Feld- stärke in sehr vorteilhafter Weise eine Modulation der. durch . Verzerrung und/oder Mischung erzeugten Strahlung erreicht vier- den lt=n. Hierzu ist es jedoch notwendig, daß das Medium mit den nichtXinenren öp:tischen Eigenschaften auch-eine Abhängig- keif der ortpflanzungegeschtlindigkeit einer Strahlung bestimm- ter' Itecluz von der Feldstärke eines in diesem Medium wirken-' den 'clektri.ochen und/oder magnetischen Feldes hat. Eire.der-- ,artigc3. Abhängigkeit: ist jedoch praktisch bei allen Stoffen .. tzustelli die auch die besagtexi nichtlinearen optischen E3ge @ich@ften auft7eisen, insbesondere bei Kaliumdihydrogen- v pltae?ut (KDF) oder Ammoniumdihydrogenphosphat - (AUP». . pekaütli.vh Ist e0 notwendig; daß 'zur Erzeugung der sekundären " 8trt.u@ `durch Verzerrung und/oder Mischung primärer Strah- -lung.n tt' mixe4 t den nichtlinearen optischen Eigenschaf- - tot Ue ;iti.re und die : ekundäre Strahlung wenigstens enge- ' -r;o@tnand @.Destimmte Portpflanzungsgeschtiindigkoit . @`In d, , : x;'119 # n fiesen, Synchronismus aufweisen. Syüchro- - . niam eine bei der Mischfrequenz o. = wl ^+ W2 y im R. =,r;.@uf erde Welle die .Fortpflanzungskonstante :: Q91 slr@ä ; den Fall ,der Erzeugung der n-tenisr- @onißo `,tt" di^ca ttl n#tunr = n,: Dien iedeutet M M daß `diaE ea-trähl.ung in Bezug auf die optischen Achsen des Mediums in einem ganz bestimm- ten Winkel durch das Medium hindurchtreten muß, damit ein = optimaler Effekt der Strahlungsumwandlung erreicht wird.. 2n diesem Fälle herrscht Synchronismus zwischen primärer-und' .sekundärer-Strahlung.. . 'Untersuchungen haben ergeben, daß. die Einstellung dieses- Winkels für das Maß der Strahlungsumwandlung mit Hilfe des nichtlinearen optischen Effektes sehr kristisch-iste Es . vrurde festgestellt, daß sich 'diese .Eigenschaft des .nicht- - - li4earen optischen Effekts vorteilhaft zur Modulation der durch Verzerrung und/oder Mischung erzeugten Strahlung aus- nutzen läßt und zwar mit@einer Anordnung, die--erfindungs- gemäß gekennzeichnet ist durch linrichtungen zur-1.. Erzeugung- eines elektrischen und/oder magnetischen Poldes mit-steuer- barer Peldstärke in einen Medium-mit nichtlinearen optischen .Eigenschaften und mit feldabnängiger Fortpelanzungsgeschwin- - digkeit einer Strahlung fetuenz in diesem Me- dium, indem die`zu itoduliereride Strahlung, insbesondere . z@rie in dem Hauptpatent... '. .. (Akt. .3=`; PA" @ 63e-51- ) -. beschrieben! erzeugt wird.-.Als -.hierfür- besonders," gut. geeignet` wurden. KDP - und ADf ermittelt, : die auch berei ts 'bei der -An- ordnung der Hauptanmeldung als vorteilhaft hervorgehoben wo r-; @' den waren. Schon*-die Erzeugung elektromagnetischer Strahlung. durch Verzerrung - uhd/oder. Mischung . nach dem Maser- ' bzW. Laser.-- . Prinzip erzcugterelektromagnetischer Strahlung ist tech- nisch bedeutend, weil es damit möglich wurde, weitgehend monochromatische, intensitätsreiche, kohärente und gegebe- nenfalls scharf gebündelte Strahlung neuer Frequenzen zu ' gewinnen, .für deren: Erzeugung! z.E. nach dem Maser- bzw. Laserprinzip, bisher die geeigneten Mittel fehlten. Eeson- :.ders vorteilhaft für die Erzeugung,der sekundären Strah- lung ist die in der Hauptanmeldung beschriebene Anordnung, bei der::eieh das Medium mit den nichtlinearen optxschenf.@"" Eigenschaften, in dem die neue Strahlung erzeugt wird, in dem %aserresonator befindet. Die erfindungsgemäße Anordnuxg. zur Modulation der in einem 'Medium mit nichtlinearen optischen Eigenschaften und feld- abhäiger 'fortpfj.anzungsgesch@7indigkeit erzeugten Strahlung ist gggeriüber.den bisher bekannten Anordnungen, mit denen einein"@ einem Maser oder Laser, d.h'ohne Prequenzverände- rung r7iä in der vorliegenden Anmeldung erzeugte. Strahlung. ..moduliert %rd, `vorteilhäft. Man erreicht mit ihr, vergli-- chen mit andoren als der. erfindungegemäßen Anordnung be- = reit. iä'i einem geringeren Aufvrand -an Modulationsleistung @ixen,.,gleich hohen' Modulationsgrad: wn eIgktrisehea ` urid/ad'er magnetisches fold in der. Medium #äert die Eigenschaften, d:h. 'die Größe und die Form des - in fig.1_ist.1 beispielsweise ein KDF-Kristall, etwa in der Form eines Quaders. Auf diesen trifft die insbesondere von. einem Maser oder Laser ausgehende Strahlung 2 einer oder mehz rerer Frequenzen in einer solchen Richtung-,auf, daß sie in dem Medium in der Richtung, für die sich für die sekundäre und die primäre Strahlung Synchronismus ergibt, als Strahlung 3 verläuft. Diese Richtung ist unter anderem noch von den Frequenzen der primären und der sekundären Strahlung abhängig und wird aus dem Indexellipsoid entnommen. 4 ist die wieder aus 1 austretende primäre Strahlung. 5 deutet die Richtung der in dem Medium-1 erzeugten, aus 1-austretende Strahlung an. Der Übersichtlichkeit halber ist 5 gegen 2 und 4 parallelverschoben dargestellt. 7 und 8 sind Elektroden. Sie werden mit den Zuführungen 9 und 10 an den Generator 13, der die Modulationsspannung liefert, angeschlos-
sen. Auf diese Weise kann ein der Modulationsspannung ent- in sprechendes,elektrisches Peld/i erzeugt werden. Die Elek- Es.:, sei ergänzexid--@ervtährit @- -dai3 urist ellv derie;x<"lerit.@_ dir . auch-:tmilereilah't$n quenzverüoppel:urg -ergriffen @#e dexi k inen,e.s. kann kante itegeie't= o'bier -.usfhrrigen,von varriherein flr*" eine- von, der.Iiiehtung für otraole -Srnh:ungero.uroh Verzerrung und/oer:-mi-ehün-otwä a@ioioihde ,icüng g-@" wählt Werden, sa daß, erst: .beilacima.emicü.ät.zsä;xia. In einer Halbwelle .Iden diese optimale tung _ gegenahert 'erreicht i°iirä. In .. euch 'I.nieixcemeaonotor,. inssender@ fier .d; Primäre .trehlurig:' Iri dieäem Ausfrungsbcäppao1 ist :@ =dies :lein an . ich .-beksnnter, :Reeonator nach ..Amt eines Pabry- Pi#rot=Interfer.ömeters. 211 -sind Interforenzspiegel-, die für die' :trahl@ng@ die zivieehen ihnen zurr Resernanz komi- @jet lZoll,- ein hohes- Reflegionsvernbgen, ;z.-B.. von 98A haben.. UV Abstand der Spie el 1.und 22ist so groß, ewahlt@ daß das Interferometer fur die auf das Intez@ferometer auftref-` `enäx~ahl:ux 2 hone" EÜr-ohläes:gket hat. -Der Ein- und eerlauf :der, pur esonans kommenden Strahlung #ot mit =23 be- - die aus dein ]Reaoxiater aufgrund 'des intritt ,o vorn 2 .=F ,inAlen Reponator-aus diesem austretende Strahlung.; 27 und B. U-0 t d 1,e ."t' ea@eite-und durch ,eih in 1 herrochehes@-e,ck@ . `trisohe@undf Ader_ mnenetischea Modulätionnteld gemäß der Er- fi;ndun'ddu@.@,örnre, auo dem Reaonator austretende Strahlung. Zn der Anordnung- des Ausführungsbeispiels der Fig.2 oind, wie in. 1, Einxiontungen gür Erzeugung ein ce elektrisehen,l'Yrodula- tions@eldesIn. l ,.vorgesehen. In der Fig3. befindet' sich das besagte' Medium 1 in einem La- serresonatör. r, , : y w Diezes Ausführungsbeispiel entspxieht im lvesentliehen -dem de'- Fig. 3 der Hauptanmeldung. ins dem .Ausftihrungebeispiel der Fze:3 der Rauptanmezaung wird die primäre Strahlung noch' der ari. eich n zwei Sesonatoren erzetgt, , diaec' t.u1,eii._, gemeinsamen trahlunggier.tuf hauen und daher ' .inne. der Er,#induhg also eine I#cean.a,toranordnung an-- zusehen' O-in r # ,Die primäre StrahlÜng - Wird in detri Medium ß ? ver- zex.: d _ g mischt,; &jo daD "sekundäre .Strohurig mit neuen`r- s. quenzel, 1 ` uftritt. xn.;dem Au sführ4ngsbeispiel Tier Pig.3 der Zusatzära, ei dung sind ':,11 und 111 äle strahlungsveratärkeneen Medien. 1.ebef finden eich : in den i Rƒeonatoranordnungen, dze durch 22t und ,bz w. 122 und 23 gebildet werden. 22 bzvi. ;122 körtrien isäesur@derä aucauf die' Frequenz der in 11 bzw. '111 veratä en Strahl u, abgegtiinmte inter:terenzspiegel sein. r Die ' von I1t -bz@l: ..1 s1- 1 .Yexstkirkte Strahlung ist mit 24 bzvi: 1 G4 bezeichnet.-.. 24 und 124- viexden- duroW ein.' Mittel- 125 -° . geführt f #-das die -StrahluxIg mit enkrecht=-aufeinanderetehen- der -Polrisatiansbee wrtc@nteschiodieher Strahlurig-grich= - tuiag. rel,tungsinäfjgüsaulexlruf.sn. ermöglicht: eig- . - n.et 'sioh-3...eizi@-lfitol.asan-- a@,er ein:-=RoehoriPrisma..-.36 ist ein !Mittel- in dem deolarsatianso:kens Inear pelarisier- ter -Strahlungverächiedener Prequonzen.- aber ,-gleieher Strahl- ri`chtun '. üm`Evetsebieden große Winke. edreht -wird-. ` 3G ist ein otzsc. aktiees #xedium? Z.B.- Üärz, das .in seiner Dicke . - sc-eesse : st.--i aaß # die in dertr,hun. _:34. enthaltenen An-- " teile 24 @CI, 12@sntsr r# unterechiedliehen I>alaeohenc" ihre risationsr chtunk-@ so =-@- durqh. 36 - hindurohlat.fen, : dal die rechtt . ,von =36teer 'anfehde.Strehiung, .3? nur noch eine gemeinsame Pop- - - - - :_ ar@iaaten rhtn' h: -.d.h. .lIneaVolarsiert ist.-Die `strahlliJi, trit.t.durch;25 hindurch i71, 1ein.- 25J--iSt ein Mittel JW ä@2. seiner#:ikunseise= 1x l.ent?uB . eben:-:" " falls= ein: ``o.,asten-@@@oder'cexan-.fr"ist iet. Durch die- nicht- linearen B'i,genschaften des- Medluma -.1xr- eine Mischung-=der - Von eowie ccr-u@n""'.i -crstarkten@. i,nihrer- Fre4uenz un--- tersehiedlichen -Strahlung erreiaht'R .Die.- in 1 .als misehpre@- dukt erzeugte-`Strghlu#Ist senkrecht zu -der Strahlung 37 " polarisiert und. 'tritt :aus . 25 als Strahl . aus-der Resonator:- anardnurig aus Durch --.das= lh "1 wirkende - e.äktr- sehe le.c .ir,dieeerrrng tincltxderischtii,- der z n== 1'@ .- rund 111 -er2@u'teTi=prir6u Strahlung. il` 1 s4- beeinflußt-x-=daß die erz,cugte-I sekundäre Strahlung in ihrer Amplitude modu- . liegt ist und moduliert. aus der Rosonatoranordnung austritt. Wie-in der Fig* 1 sind mit Tund . 8 :die Elektroden' mit g und 18 die Zuführungen, mit i 3 die Quelle des Modulätiensaignals und mit 12 eine eventuell vorzusehende Quelle -einer einstell- baren Gleichspeianung hezeiöhnetp. - Eine vereinfachte .Anordnung nur zur Erzeugte -'vnIrmoni- echen ergibt sich: aus ; 4em Aueführungebeläpiel der Pig. 3, viexni aian 1 1 oder 111 wegfallen ,iäßt@?.e prit-e Strahlung hat ;da=: nur .«noch eine ' Frequenz. Für- diesen. Pell sind dann na- - tüxich 22 bzcx: 122: do#,7io auch 125 und 36 entbehrlich. Die läodution. mit elektrischen Feldern )P-und ähnliclidn ' Ställen, n.: mit sehr hohen'- Frequenzen 4urchgef.Uhrt Werdenr' da die $oränderhärkeztder Form des Indexe"llpeäe- noch, :mit . .Frequenzen. von,." b., 10i,: ohne weitereseI.ch ist. Me- _ stlhch der yo'dulet@b#2@ der durch. 'erexraxu'i@@odor Mischung:.,. in _ ne sörtor -orkugten Strahlung iat jedoch -all ciein ' zü.: i#gc4tee *a -he xs.te des Besonetors sinon ^tvescntlichen ' ^s4b.,td@,,Uü<#icht -" ,'rV1i`1e ab l@t -,@Ticrdcn@ YY d.s=.l.atoxze fcterr3.ssh ;v. rd i,@i a den ,n .or'" . . .c ,r;. 1e an Ausfuhr sbeispiel- der erfihdtü4sgemßen An- ". .@rüt ,cs da,#c eü iädOoh -legl@ch, -,auch. bei, '3bi@ran 're-@@ quenzen als- es der Güte f.os =Ressnators entpriets zutnodulie- - 'e11. ,l31 dieser Anordnuftg v1irkt- der" Resonator alm solcher Flur für- die primäre t-fahlung. Dis Anordnung-der Fig.3 .ist da-her besonders verteilhatt. Die Vartele eines hohen Mäßes der U-- ivndlung. primärer. i31 Gekunäre Strahlung wild der einer 5tigen B.irgiebi.*.s.az 'der Sttrahluzisserzeugung se?tundarer E`S ärah- .- lunR sind bei diesem AusfUhrungabei äpiel. der Pim J'x..:'G2'.ii3 dem bereits obengenannten Vorteils mit nur erieliffüny an 140diKIa Vioi.aleij#Wung die Modulation von 1S..täytitFi@fh' 3.Cdr1)3of.3#..3XW.y# -.. kohärenter-und gegebenenfalls schtad..A. _ gE:# 1hUnlei tes3. tis csr traunnaeh dem dem einzelnen pällen ist et mit planen ef lektera'di -41471iw@d.3@3..i-3#3@e<invzSEMit, - sphärischen Reflektoren vorzuüeher: l "enP eill-, @u@m Konzentrüion der i1 eso-tor verlaufendenlx zrea.@. stslls an einer stop le im l,esoatortit, sieh, das Tded:L-axi mrl`- dennilnere, ot.e:..*e3a'-. teil-.an dieser stelle anzuordnen. Es ist .-odoo. va bre ohtexÄ, daß der Öffnungswinkel der in da$ !ijd.@um ilitteen4ell - lung nicht zu groß wird. Durch zu woßet`n.s.:'z der etre Vi,%ndena trah#JUng lit1Ivd#Y#Iter. aYIL"Li16em die tit°sti.tl'Gn 'taci,t°i3sr.end@°.@: Mädä"°,o@,.`' C -.t. 4icoben hrvorgehobeneii Vorteile der erl em,i d-nün,g- zum Tiii i "rag ' e"tb".I#t -, :.@::_ t $1 :äuoh büx _kden PAIl, da2 die . Yokussierung der primärcn. .; @@ßttd;1ung in dem: gedium 1 r beispiolo#rälie duxch eine .=I_ " :,:acheri 2p, und i angeordnete. `Sammellinse verßenommen wird. ',eiieh hier @s,qt.a der..Offnungawinkel der Strelung nicht: so -groß, öwäh`@r`n@ aä:@ @,raake..ne die, 8'küz:' dee gtrehlund,in 1 mädul@orendan Veldetärke zu stark 'gvi- Fr a»ächt vrr eie, iroquenz der durch 1tlAehung' primärer - t'rrihlun$ erut@n eckun44ren Strahlung gehr langvrellig ,;@hatxch ax@dare hier nicht horvorgeho- ..@sß äbc@x aub 'der: Nik@Oriel,rpchnik her :hekann,e Methoden der Auskoluri-,: einerY- inine Medium, elelc xoma- ., eohen,St xi"anzuviend n, rhue.. . .@. -
Claims (1)
-
ratentan$pruche Änordnting zur Aussendung modulierter eek'imdärer S trehlinlsst die durch Verzerrung und/Oder käisahung monoohroniatisoher Prinärotrahlung einer oder mehrerer Pxequeen in' einem . Medium mit nichtlinearen optischen Eigenschaften fd1e zu verzurrende und/oder Z1# mischende IlfiimärH trahlungl, die lnabesondere.naoh dem Hauptpatent (S 86.175 VTIIo/2g)- in dem nichtlinearen Zilei das äch in eReaotor der In-. ordnung n,08 dem euptpatent befinde 8g erzeugt letg dadurch' gelc®nnzoiohnetp das eine Einrichtung zur Erzeug=g *- einen mo- dulierbaren elektrischen und/oder magnetischen Veldes in dem Medium mit-den den .chtlineaxeh optischen Eigenschaften vorgeije'hen ist und daß dass Xedlum so angeordnet Istt daS s der Syohrond.smus =gehen @rirw und seä @traiin dem Medium auroh das 2e14 eteuerbbeeilußbÄr Ist* _ Anoreimg chi=sspznmh 1 , dadurch @ekezeichnety daß sich das Helium iiieem elektrischen iuxcx/oder magnetischen %old steuerbarer fo2.dstke in einen Resoxatorg abgestimmt auf die zu verzerrende -umd/oder zu miebhende Strahlxg$ befindet., _ Anordnung nach Ansprach 1 oder 2t dadurch gekenizeiehneti daß sich das Medium: mit den nichtlinearen optischen Eigenschaften in einem 11öoonetor oder einer Resonatoranordnung befindet, in dem die zu vervielfältigende und/oder. zu miechende Strah- lung nach dem Faser- bare lasexprinzip erzen vi.x@d, 4: Anordnung ;nadh: Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich- .net, .;da8 .ihr in demeeonator eine oder mehrere, Strah- lüng '#iorgchiedener -Pol- aTieationsebene trennende. Einrich- tunßen-! z. Ü.' Wollaoton-Piciamen, befinden _ - 5 : An' oriiiüng,, häch ein 4m :,der, Ansprüche i bis 4, dadure g-- . :kebnzaichnet; :daß sich in --dein Re aonator ein Mittel (36 f abeiind.st, . mit dem die Poläriäd@tionsrichtungen zweier .Wel-- -len verechiedoner Prequent 'verschieden stark gedreht vrerden.
Applications Claiming Priority (2)
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DES0086176 | 1963-07-15 | ||
DES0086176 | 1963-07-15 |
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