DE1589957C2 - Nach dem Prinzip der stimulierten Emission arbeitender optischer Sender zur Erzeugung von Farbkombinationen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen nach dem Prinzip der stimulierten Emission arbeitenden optischen Sender mit gleichzeitiger Anregung mehrerer im sichtbaren Lichtband liegender Frequenzen (Farben) in dem langgestreckten, stirnseitig unter dem Brewsterschen Winkel abgeschlossenen stimulierbaren Medium, bei dem in dem das stimulierbare Medium enthaltenden, beidseitig durch Spiegel begrenzten optischen Resonator auf der einen Resonatorseite eine Farbzerlegung mit Hilfe einer Prismenanordnung und eine Farbauslese durchgeführt werden und die Auskopplung des ausgelesenen Farbstrahls über den Spiegel auf der anderen Seite des optischen Resonators (Ausgangsspiegel) erfolgt.

"Bei einem aus der GB-PS 9 84 590 bekannten Sender dieser Art wird die Farbzerlegung durch ein Prisma und die Farbauslese durch einen beweglich angeordneten Spiegel bewirkt. Die Frequenz (Farbe), auf die der Spiegel jeweils »eingestellt« ist, wird ausgelesen, während die anderen Frequenzen ausgeschieden werden.

Aus »Electronics«, 11. Juli 1966, S. 84 bis 91, ist es darüber hinaus bekannt, die Auslese einer Farbe durch einen die Polarisationsrichtungen drehenden Kristall in Verbindung mit einer elektrisch steuerbaren elektrooptischen Zelle vorzunehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sender der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß in schneller Folge beliebige Kombinationen von durch die Farbzerlegung entstehenden Farbstrahlen ausgelesen werden können und aus dem optischen Resonator auskoppelbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für jeden der verschiedenen durch die Farbzerlegung entstehenden Farbstrahlen ein eigener, den optischen Resonator begrenzender Spiegel vorgesehen ist, dem jeweils eine eigene auf Durchlässigkeit und Nichtdurchlässigkeit des betreffenden Farbstrahls umsteuerbare elektrooptische Zelle vorgeschaltet ist, und daß durch entsprechendes Steuern der elektrooptischen Zelle beliebige Kombinationen von durch die Farbzerlegung entstehenden Farbstrahlen ausgelesen werden können und über den Ausgangsspiegel auskoppelbar sind.

Zur Farbzerlegung kann ein einziges Prisma vorgesehen sein; dann ergibt sich zwar ein besonders einfacher Aufbau, aber die Laufstrecke für die separierten Farbstrahlen muß verhältnismäßig lang gewählt werden, damit man genügend Platz zur Unterbringung der elektrooptischen Zellen findet. Diesen Nachteil vermeidet eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die Gegenstand des Patentanspruchs 2 ist.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 a ein erstes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung,

Fig. Ib einen elektrooptischen Sender aus F i g. 1 a,

F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel nach der Erfindung,

F i g. 2 a ein Prisma aus F i g. 2 mit zur Erläuterung der Totalreflexion eingezeichneten Strahlen und Winkeln,

F i g. 3, 4 und 5 Diagramme zu F i g. 2,

F i g. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung,

F i g. 7 und 8 Diagramme zu F i g. 6, \

F i g. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der ^: Erfindung, |

Fig. 10 und 11 Diagramme zu Fi g. 9.

Ionen-Gaslaser, wie z. B. solche mit Argon oder Krypton, gestatten eine sehr hohe Dauerleistung in der Größenordnung von 2 Watt. Solche Laser erzeugen gleichzeitig mehrere Wellenlängen im sichtbaren Lichtband. Ein Argonlaser z. B. erzeugt gleichzeitig die folgenden acht Wellenlängen 4579, 4650, 4727,4765, 4880, 4956, 5017, 5145 A.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das dazu dient, Farbkombinationen (Frequenzkombinationen) eines Argonlasers auszublenden, ist in F i g. 1 schematisch dargestellt. Gemäß Fig. 1 ist mit 10 ein Entladungsrohr eines optischen Senders bezeichnet, das ionisiertes Argongas als stimulierbares Medium enthält. Mit 12 und 14 sind zwei Fenster bezeichnet, die das Entladungsrohr 10 im Brewsterschen Winkel an den Stirnseiten abschließen.

Ein durchlässiger Ausgangsspiegel 16 ist mit Abstand zum Fenster 12 angeordnet, und mit Abstand zum Fenster 14 ist ein Dispersionsprisma 18 angeordnet. Mit 20 sind acht elektrooptische Schalter (umsteuerbare elektrooptische Zellen) bezeichnet, die mit Abstand vom Dispersionsprisma 18 so angeordnet sind, daß jeder Schalter in einem der acht Farbstrahlen des Lasers liegt. Im Abstand hinter den Schaltern 20 liegen acht zugeordnete Spiegel 22. Die Spiegel 22 einerseits und der Spiegel 16 andererseits begrenzen den optischen Resonator 23.

Wenn das Argon im Entladungsrohr 10 in geeigneter Weise bis zu einer Umkehr der Besetzungsverteilung angeregt wird, setzt die stimulierte Ausstrahlung kohärenter Lichtwellen ein. Durch diesen Effekt entsteht ein stimulierter Strahl mit acht diskreten Frequenzen, und die rückgekoppelte Stimulation bleibt für jede dieser Wellenlängen aufrechterhalten, solange die jeweiligen Wellen zwischen Spiegel 22 und Spiegel 16 durch das entsprechend stark angeregte Medium reflektiert werden. Während der Strahl durch das stimulierte Medium hin- und hergeworfen wird, nimmt der Strahl Energie auf. Wenn die durch stimulierte Emission an den Strahl gelangende Energie größer ist als die Verluste in dem optischen Resonator 23, dann tritt Rückkopplung bzw. der Lasereffekt auf. Wenn dagegen für eine bestimmte Wellenlänge die Verluste größer werden, dann entfällt für diese Wellenlänge die Rückkopplung.

Wenn gemäß Fig. 1 a das stimulierbare Medium 10 angeregt ist, tritt ein stimulierter Lichtstrahl 24 durch das Fenster 14 hindurch aus. Die Reflexionsverluste sind an diesem Fenster minimal, etwa in der Größenordnung von 0,1% oder weniger. Das Fenster 14, das im Brewsterschen Winkel ausgerichtet ist, wirkt auch als Polarisator und bewirkt eine lineare Polarisation des stimulierten Strahls parallel zur Einfallsebene, mit der der Strahl in das Fenster einfällt. Demzufolge können nur linearpolarisierte Strahlen das Fenster 14 ohne Verluste passieren; alle anderen Polarisationsrichtungen erleiden größere Verluste, abhängig von der Winkellage zu der bevorzugten linearen Polarisationsebene, die durch die Neigung des Fensters bedingt ist.

Der stimulierte Strahl 24 passiert das Prisma 18, in dem er in acht Farbstrahlen zerlegt wird. Diese acht Farbstrahlen sind mit der gemeinsamen Nummer 26 bezeichnet.

Es sei nun angenommen, daß die elektrooptischen Schalter 20 nicht erregt sind, daß also keine Spannung an diesen Schaltern liegt. Dann passieren alle acht Farbstrahlen 26 die zugehörigen Schalter 20 und werden am zugehörigen Spiegel 22 reflektiert, so daß sie über das Prisma 18, das Fenster 14, das stimulierbare Medium 10 und das Fenster 12 an den Spiegel 16 gelangen. Ein Teil des stimulierten Strahls passiert diesen Spiegel 16, während ein anderer Teil in den optischen Resonator zurückreflektiert wird und die Rückkopplung aufrechterhält.

Durch Erregung des zugehörigen Schalters 20 kann

ίο eine bestimmte Farbe ausgeblendet werden. Wenn an dem Schalter keine Spannung liegt, passiert der betreffende Farbstrahi im wesentlichen unbeeinflußt den Schalter. Wenn jedoch der Schalter mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt ist, wird eine Phasenverzögerung in dem betreffenden Farbstrahl hervor-, gerufen, wodurch dieser elliptisch polarisiert wird. Diejenigen Farbstrahlen, die elliptisch polarisiert sind, unierliegen optischen Verlusten beim Passieren der im Brewsterschen Winkel geneigten Fenster 12 und

14. Diese Verluste bedingen, daß die Rückkopplung für diese Wellenlängen nicht aufrechterhalten bleibt, so daß diese aus dem Laserstrahl ausgeblendet (gelöscht) sind.

Indem man an verschiedene der Schalter 20 je ein elektrisches Potential legt, ist es möglich, im Ausgangsstrahl 28 einzelne Farbkomponenten auszublenden, so daß der Ausgangsstrahl 28 jeweils nur die gewünschte der 256 Kombinationen aus acht Farben enthält.

Fig. 1 b zeigt gegenüber Fig. la vergrößert einen der Schalter 20 mit dem zugehörigen Spiegel 22. Der Schalter 20 weist einen elektrooptischen Kristall 30 auf, der mit einer oberen Elektrode 32 und einer unteren Elektrode 34 belegt ist. Die obere Elektrode liegt über einen Schalter 36 an einem elektrischen Potential V+, während die Elektrode 34 geerdet ist. Wenn man den zugehörigen Farbstrahl passieren lassen will, dann soll der Schalter 20 wirkungslos sein, und demzufolge ist der Schalter 36 dann geöffnet. Der Laserfarbstrahl passiert dann den Kristall 30 ohne Phasenverschiebung und wird an dem Spiegel 22 in den optischen Resonator zurückreflektiert. Will man eine Farbkomponente ausblenden, dann wird der Schalter 36 des zugehörigen elektrooptischen Schalters 20 geschlossen, so daß an dem Kristall 30 ein Potential liegt, wodurch dieser phasenverschiebend und mithin elliptisch polarisierend wirkt. Das so polarisierte Licht gelangt nach Reflexion an dem Spiegel 22 an die Fenster 14 und 12 zurück. Die Farbkomponente, die ausgeblendet werden soll, unterliegt dort wegen der elliptischen Polarisation Verlusten, so daß die Rückkopplung für die fragliche Farbe nicht aufrechterhalten wird. Wenn das aufgewendete Potential eine -j- -Verschiebung bewirkt,

dann wird die Linearpolarisation um 90° verdreht, und es findet Totalreflexion statt.

Da das Prisma 18 den stimulierten Strahl 24 nur schwach dispergiert, muß der Abstand zwischen dem Prisma 18 und den Spiegeln 22 verhältnismäßig groß sein, damit die Farbstrahlen weit genug getrennt sind, um ihnen einzeln die elektrooptischen Schalter 20 und die Spiegel 22 zuordnen zu können.

F i g. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung zum Ausblenden von Laserfarbkomponenten. In diesem Fall sind die Wellenlängen 4956, 4579, 4650 und 5017 A von vornherein gelöscht, und durch entsprechendes Potential an den zugehörigen elektro-

optischen Schaltern kann jede der sechzehn Kombinationen der noch verbleibenden vier Wellenlängen 4765, 5145, 4880 und 4727 A ausgewählt werden.

Gemäß F i g. 2 ist der optische Resonator auf der einen Seite durch einen einzigen Ausgangsspiegel 40 und auf der anderen Seite durch mehrere Reflexionsspiegel 42, 44, 46, 48 begrenzt. Das Argonmedium 50 ist wieder durch zwei stirnseitige Fenster 52, 54 im Brewsterschen Winkel begrenzt. Mit Abstand zum Fenster 54 ist ein Quarzkristall 56 angeordnet, dessen optische Achse mit der des stimulierten Strahls 58 zusammenfällt; die wirksame optische Länge ist 156,6 mm. Die Stirnseiten des Kristalls 56 sind mit einem Antireflexionsüberzug 60, 62 überzogen.

Neben dem Kristall 56 ist ein doppelbrechendes rechtwinkliges Prisma 64 angeordnet, das ebenfalls entlang der beiden Kathetenseiten mit Antireflexionsüberzügen 66 und 68 belegt ist. Entsprechend sind auch alle anderen Kristalle und Prismen aus F i g. 2 mit Antireflexionsüberzügen belegt. Mit 70 ist eine elektrooptische Zelle bezeichnet, die zwischen dem Spiegel 42 und dem Prisma 64 angeordnet ist und mithin im Strahlengang der stimulierten Linie 4765 A liegt, die an der Hypothenusenfläche 74 des Prismas 64 totalreflektiert wird. Die daraus resultierende Ablenkung der stimulierten Linie 4765 A aus dem stimulierten Strahl erfolgt, wie die Praxis ergeben hat, zweckmäßig in einem Winkel von 82° (Fig. 2a), der hier ausreichend ist.

Das Prisma 64 kann aus doppelbrechendem Kristall, wie z. B. Natriumnitrat (NaNO₃) bestehen. Der extraordinäre Brechungsindex dieses Kristalls beträgt n_e<) = 1,34, während der ordinäre Brechungsindex n₀ = 1,58 beträgt, beides für 5480 A.

Die sich für einen Natriumnitratkristall prismatischer Form ergebenden Reflexionsverhältnisse sind in F i g. 2 a für einen im Einfallswinkel 0° in das Prisma 206 einfallenden Strahl 202 angegeben. Der Strahl 202 verläßt als Strahl 204 das Prisma leicht nach oben abgelenkt (nicht nach unten abgelenkt, wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß F i g. 2, 6 und 9 dargestellt; diese Ausführungsbeispiele sind nur schematisch dargestellt, und die Ablenkung des Strahls nach unten, gemeint sind z. B. die Strahlen 90 und 92 aus F i g. 2, ist nur aus Darstellungsgründen gezeichnet).

Wenn der Lichtstrahl 202 in das Prisma 206, das mit Antireflexionsüberzügen 216 und 218 überzogen ist, parallel polarisiert zur optischen Achse 208 einfällt, dann schreitet der Lichtstrahl entlang der Achse 210 mit der Geschwindigkeit des extraordinären Strahls fort. Dieser Strahl wird nahezu vollständig (99°/o) als Strahl 204 abgegeben, während der Rest als Strahl 214 reflektiert wird.

Ein Lichtstrahl, der senkrecht zur optischen Achse 208 polarisiert in das Prisma 206 einfällt, schreitet entlang der Achse 210 mit der Geschwindigkeit des ordinären Strahls fort. Dieser Strahl wird im wesentlichen total reflektiert an der Kristallfläche 212. Dieser Strahl tritt als Strahl 214 im rechten Winkel aus der unteren Kristallfläche aus. '

Neben dem Prisma 64 ist ein weiterer Quarzkristall 76 angeordnet. Dieser Kristall 76 hat eine optische Länge von 79,2 mm. Neben dem Kristall 76 ist ein weiteres doppelbrechendes Prisma 78 angeordnet. Mit 80 ist ein elektrooptischer Kristall bezeichnet, der zwischen dem Prisma 78 und dem Spiegel 44 im Strahlengang der 5145-A-Linie, die in dem Prisma 78 total reflektiert wird, liegt. Neben dem Prisma 78 ist ein Quarzkristall 82 angeordnet, dessen optische Länge 15,55 mm ist. Neben dem Kristall 82 ist ein weiteres doppelbrechendes Prisma 84 angeordnet, und zwischen diesem Prisma und dem Spiegel 46 liegt ein elektrooptischer Kristall 86 im Strahlengang der 4727-A-Linie, die in dem Kristall 84 total reflektiert wird. Mit 88 ist ein weiterer elektrooptischer Kristall bezeichnet, der zwischen dem Spiegel 48 und dem Prisma 84 im Strahlengang der 4880-Ä-Linie liegt, die das Prisma 84 passiert.

Bei Betrieb ist das Licht, das in den Quarzkristall 56 einfällt, durch das im Brewsterschen Winkel geneigte Fenster 54 linear polarisiert, und zwar in der Zeichenebene. Nachdem es entlang der optischen Achse in der kritischen Länge (156,6 mm) den Quarz 56 passiert hat, sind die Polarisationsrichtungen der acht verschiedenen Wellenlängen, die im Argonmedium erzeugt werden, wie aus F i g. 3 ersichtlich, orientiert. Es sei darauf hingewiesen, daß die Polarisationsrichtungen der Wellenlängen 5145, 4727 und 4880 A nahezu parallel sind und senkrecht zu der der Wellenlänge 4765 A liegen. Das Prisma 64 aus doppelbrechendem Material, wie z. B. Natrium- oder Kaliumnitrat, trennt die Wellenlängen wie in F i g. 2 angegeben. Die Wellenlänge 4765 A fällt auf die Fläche 74 mit einem größeren Winkel als der kritische Winkel und wird demzufolge total reflektiert, sie passiert den elektrooptischen Kristall 70 und wird von dem Spiegel 42 zum Spiegel 40 zurückgeworfen. Die drei verbleibenden Wellenlängen 5145, 4880 und 4727 A gehen im wesentlichen vollständig durch das Prisma 64 hindurch und treffen auf den Quarzkristall 76. Das Prisma 64 ist so geschnitten und orientiert, daß die stimulierten Strahlen in senkrechter Richtung die Antireflexionsüberzüge passieren und daß die durchfallenden Strahlen ungefähr im Brewsterwinkel ausfallen. Der reflektierte Strahl fällt mithin im rechten Winkel durch die untere Kristallfläche und durch den dort vorgesehenen Antireflexionsüberzug hindurch. Die außerdem vorhandenen anderen vier Wellenlängen — 4956, 4579, 4650 und 5017 A — werden ebenfalls aufgeteilt in ordinäre und extraordinäre Strahlen, die ihrerseits von den Prismen 78 und 84 teilweise durchgelassen und teilweise reflektiert werden. Diese vier Wellenlängen gelangen elliptisch polarisiert an das Fenster 54 zurück, so daß sie dort Reflexionsverluste erleiden, wodurch sie aus dem stimulierten Strahl ausgeblendet werden.

Der Strahl 90 enthält die drei Wellenlängen 4727, 4880 und 5145 A, die in den zweiten Quarzkristall 76 einfallen. Nachdem sie diesen Quarzkristall durchquert haben, sind die Polarisationsrichtungen dieser drei Wellenlängen so zueinander orientiert, wie in F i g. 4 angegeben. In dem zweiten doppelbrechenden Prisma 78 werden diese Wellenlängen getrennt. Die Wellenlänge 5145 A wird dabei total reflektiert, so daß sie durch den elektrooptischen Kristall 80 an den Spiegel 44 gelangt; der Strahl 92 enthält nur noch die Wellenlängen 4727 und 4880 A, die vollständig durch das Prisma 78 hindurchtreten und an einen dritten Quarzkristall 82 von 15,55 mm optischer Länge gelangen. Das Prisma 78 ist so geschnitten und orientiert, daß die durchfallenden Strahlen senkrecht einfallen und unter dem Brewsterwinkel austreten.

Der Strahl 92 fällt in den Quarzkristall 82 ein, und nachdem er diesen durchquert hat, sind die beiden Wellenlängen 4727 und 4880 A, wie aus Fig. 5 er-

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sichtlich, zueinander polarisiert. In dem dritten dop- ausblenden und damit die gewünschten Kombinapclbrechenden Prisma 84 werden diese beiden WeI- lionen am Ausgangsspiegel 100 erzielen, längen getrennt. Die Wellenlänge 4727 A wird total Die Polarisationsrichtungen der verschiedenen WeI-reflektiert, durchquert den elektrooptischen Kristall lenlängen, die sich ergeben, nachdem diese den ersten 86 und gelangt an den Spiegel 46, während die WeI- 5 Kristall 114 passiert haben, sind in Fig. 7 angegeben, lenlänge 4880 A durch das Prisma 84 vollständig Die Polarisationsrichtungen, die sich ergeben, nachhindurchgeht und durch einen elektrooptischen Kri- dem der Kristall 120 durchquert ist, sind in Fig. 8 stall 88 an den Spiegel 48 gelangt. Das Prisma 84 ist angegeben.

so geschnitten und ausgerichtet, daß der durchfallende In F i g. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Strahl in senkrechter Richtung eintritt und im Brew- ίο Erfindung dargestellt, bei dem der optische Resonator sterwinkel austritt. durch den Ausgangsspiegel 140 auf der einen Seite Abhängig von den elektrischen Potentialen, die und drei Reflexionsspiegel 142, 144, 146 auf der anman an die einzelnen elektrooptischen Kristalle 70, deren Seite begrenzt ist. Ein Entladungsrohr 148 mit 80, 86, 88 legt, ergeben sich verschiedene Kombi- Argon als stimulierbarem Medium ist innerhalb dienationen für die vier in Frage stehenden Wellenlän- 15 ses optischen Resonators angeordnet und weist an gen 4765, 5145, 4727 und 4880 A, die dann aus dem seinen beiden Stirnseiten Fenster 150, 152 auf, die Ausgangsspiegel 40, wie im Text zu Fig. 1 beschrie- im Brewsterschen Winkel geneigt sind. Innerhalb des ben, austreten. Wenn eine Spannung an einen be- optischen Resonators ist ein Quarzkristall 154 angestimmten elektrooptischen Kristall gelegt wird, dann ordnet, dessen optische Länge 25,45 mm ist. Fig. 10 ergeben sich für die betreffende Wellenlänge Ver- 20 zeigt die Polarisationsrichtungen, die sich nach Durchluste, so daß die Stimulation nicht aufrechterhalten queren des Kristalls 154 ergeben. Es-sei darauf hinbleiben kann. Vorteilhaft bei der Anordnung gemäß gewiesen, daß die Polarisationsrichtung der Wellen-Fig. 2 gegenüber der gemäß Fig. 2 ist es, daß man länge 4880 A ungefähr normal zur Polarisationsrichkeine großen Abstände zwischen den Prismen und tung der Wellenlängen 4650 und 5145 A liegt. Außerden Spiegeln benötigt. Die im Text zu Fig. 2 er- 25 dem liegt die Polarisationsrichtung der Wellenlänge wähnten Zahlenangaben entsprechen einem bevor- 4765 A ungefähr normal zur Polarisationsrichtung zugten Ausführungsbeispiel. der Wellenlängen 5017 und 4579 A.

Fig. 6 zeigt schematisch ein anderes Ausführungs- Zwischen dem Fenster 152 und dem Quarzkristall beispiel der Erfindung, das ähnlich demjenigen aus 154 ist ein elektro'optischer Dreher 156 angeordnet. Fig. 2 ausgebildet ist. Fig. 6 zeigt einen Quarz mit 30 Dieser Dreher 156 besteht aus einer Viertel-Welleneinem doppelbrechenden Kristall, um fünf der Argon- länge-Platte 158 und einem elektrooptischen Kristall linien auszulöschen, so daß die verbleibenden drei 160, der durch eine elektrische Spannung aktiviert Linien 4880, 4650 und 5145 A in beliebiger Weise werden kann. Der Dreher 156 dreht die Polarisationskombiniert werden können. richtungen aller Wellenlängen des Laserstrahls im Der optische Resonator ist auf der einen Seite 35 wesentlichen um den gleichen Winkel, wobei dieser durch den Ausgangsspiegel 100 und auf der anderen Winkel von der'an den Kristall 160 angelegten Span-Seite durch drei Reflexionsspiegel 102, 104, 106 be- nung abhängt.

grenzt. Innerhalb des optischen Resonators ist ein Es sei angenommen, daß die drei Wellenlängen Entladungsrohr 108 mit Argon als stimulierbarem 4880, 4650 und 5145 A ausgewählt werden sollen. In Medium angeordnet, das stirnseitige Fenster 110, 112 40 einem solchen Fall wird an den Dreher 156 eine aufweist, die im Brewsterschen Winkel geneigt sind. Spannung gelegt, so daß die Polarisationsrichtung des Mit Abstand vom Fenster 112 ist ein Quarzkristall einfallenden Lichtes um 20° gegen den Uhrzeigersinn 114 angeordnet, dessen optische Länge 26,6 mm ist. gedreht wird. Ein doppelbrechendes Prisma 162, das Neben dem Kristall 114 ist rechtwinkliges doppel- neben dem Quarzkristall 154 angeordnet ist, reflekbrechendes Prisma 116 angeordnet, das die Wellen- 45 tiert dann total die Wellenlänge 4880 A durch eine länge 4880 A total reflektiert, so daß diese durch elektrooptische Zelle 164 zum Reflexionsspiegel 142, einen elektrooptischen Phasendreher 118 auf den während die beiden übrigen Wellenlängen 4650 und Spiegel 102 fällt. Das Prisma 116 wird von den bei- 5145 A das Prisma im wesentlichen vollständig durchden verbleibenden Wellenlängen 5145 und 4650 A setzen und als Strahl 165 verlassen. Die anderen fünf durchsetzt, die in den zweiten Quarzkristall 120 ein- 50 Wellenlängen sind ausgeschieden. Im Anschluß an fallen. Das Prisma 116 reflektiert die anderen fünf das Prisma 162 ist ein weiterer elektrooptischer Wellenlängen teilweise und läßt sie passieren. Der Dreher 166 angeordnet und ein Quarzkristall 168, Strahl 124 fällt senkrecht in den Kristall 120 ein, dessen optische Länge 13,0 mm ist. dessen optische Länge 12,72 mm ist. Fig. 11 zeigt die Orientierung der Polarisations-Mit 126 ist ein weiteres Prisma bezeichnet, das die 55 richtungen der zwei verbleibenden Wellenlängen, Wellenlänge 4650 A total reflektiert, so daß diese nachdem sie den Quarzkristall 168 durchquert haben, durch einen elektrooptischen Kristall 128 hindurch Der elektrooptische Dreher 166 trennt die Wellenauf den Spiegel 104 auftrifft, während die Wellen- längen 5145 und 4650 A, indem er die Polarisationslänge 5145 A das Prisma 126 durchsetzt und durch richtung um 18° gegen den Uhrzeigersinn dreht. Das den elektrooptischen Kristall 130 auf den Spiegel 106 ^6o Prisma 170 reflektiert total die Wellenlänge 4650 A, fällt. die durch die elektrooptische Zelle 172 auf den Spie-Wenn man elektrische Spannungen an die ver- gel 144 fällt, und läßt vollständig hindurch die WeI-schiedenen elektrooptischen Kristalle 118, 128, 130 lenlänge 5145 A, die durch den elektrooptischen Krilegt, dann kann man die zugehörigen Wellenlängen stall 174 zum Spiegel 146 gelangt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

009 685/431

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Nach dem Prinzip der stimulierten Emission arbeitender optischer Sender mit gleichzeitiger Anregung mehrerer im sichtbaren Lichtband liegender Frequenzen (Farben) in dem langgestreckten, stirnseitig unter dem Brewsterschen Winkel abgeschlossenen stimulierbaren Medium, bei dem in dem das stimulierbare Medium enthaltenden, beidseitig durch Spiegel begrenzten optischen Resonator auf der einen Resonatorseite eine Farbzerlegung mit Hilfe einer Prismenanordnung und eine Farbauslese durchgeführt werden und die Auskopplung des ausgelesenen Farbstrahls über den Spiegel auf der anderen Seite des optischen Resonators (Ausgangsspiegel) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden der verschiedenen durch die Farbzerlegung entstehenden Farbstrahlen ein eigener, den optischen Resonator begrenzender Spiegel (22; 42, 44, 46, 48; 102, 104, 106; 142, 144, 146) vorgesehen ist, dem jeweils eine eigene auf Durchlässigkeit und Nichtdurchlässigkeit des betreffenden Farbstrahls umsteuerbare elektrooptische Zelle (20; 70, 80, 86, 88; 118, 128, 130; 164, 172, 174) vorgeschaltet ist, und daß durch entsprechendes Steuern der elektrooptischen Zellen beliebige Kombinationen von durch die Farbzerlegung entstehenden Farbstrahlen ausgelesen werden können und über den Ausgangsspiegel (16; 40; 100; 140) auskoppelbar sind.

2. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Farbzerlegung mindestens zwei hintereinanderliegen.de Anordnungen vorgesehen sind, die jeweils aus einem die Polarisationsrichtungen drehenden Kristall (56, 76, 82; 114, 120; 154, 168) und einem diesem nachgeschalteten doppelbrechenden Prisma (64, 78, 84; 116, 126; 162, 170) bestehen, das mit seiner Strahleintrittsfläche normal zur Strahleintrittsrichtung angeordnet ist, daß jeweils die optisch wirksame (drehaktive) Länge des drehenden Kristalls (56, 76, 82; 114, 120; 154, 168) und die Schräglage der Hypothenusenfläche des Prismas so gewählt sind, daß an dieser Prismenfläche für einen der auszulesenden Farbstrahlen totale Reflexion, für den (die) nachfolgend auszulesenden Farbstrahl(en) dagegen vollständiger Durchlaß besteht, und daß die Austrittsfläche für den total reflektierten Farbstrahl normal zu diesem verläuft.

3. Optischer Sender nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem drehenden Kristall (z.B. 154, 188) ein elektrisch steuerbarer elektrooptischer Phasendreher (156,166) vorgeschaltet ist.

4. Optischer Sender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine steuerbare elektrooptische Zelle (20; 70, 80, 86, 88; 118, 128, 130; 164, 172, 174) ein normalerweise inaktiver Dreher ist, der erst beim Anlegen einer elektrischen Spannung drehaktiviert wird, und daß ein Schalter (36 in Fig. 1 b) zum An- und Ablegen der genannten elektrischen Spannung vorgesehen ist.