DE1639268A1

DE1639268A1 - Anordnung zur Aufladung eines kapazitiven Lastkreises

Info

Publication number: DE1639268A1
Application number: DE19681639268
Authority: DE
Inventors: Harris Thomas J; Dr Rer Nat Dipl-Phys Erhar Max; Kulcke Dr Rer Nat Dip Wolfgang
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1967-01-18
Filing date: 1968-01-12
Publication date: 1971-02-04
Also published as: SE355453B; FR1551353A; GB1194981A; NL6800474A; CH472681A; US3507550A

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH

Hauptverwaltung 7032 Sindelfingen Postfach 266

Böblingen, 10. 1. 1968 pr -hn

Amtliches Aktenzeichen:

Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin:

Docket 7907

Anordnung zur Aufladung eines kapazitiven Lastkreises

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Atifladung eines kapazitiven Lastkreises, insbesondere zur Steuerung elektrο-optischer Anordnungen zur Drehung der Polarisationsebene eines linear polarisierten Strahles.

In letzter Zeit ist die Bedeutung des Lichtes zur Darstellung, Übertragung, "Verarbeitung und Speicherung von Informationen stark gestiegen. Insbesondere nach der Erfindung des Lasers (optischer Sender oder Verstärker) und durch die immer großer werdenden Arbeitsgeschwindigkeiten datenverarbeitender Anlagen rücken Anordnungen zur Modulation und zur Ablenkung von Lichtstrahlen immer mehr in das Blickfeld von Forschern und Entwicklern. Ein wesentliches Element fast aller Anordnungen zur unmittelbaren Steuerung von Lichtstrahlen ist eine Vorrichtung zur steuerbaren Drehung der Polarisationsrichtung eines polarisierten Lichtstrahles. In den meisten Fällen soll die Polarisationsebene eines linear polarisierten Lichtstrahles steuerbar um

F.mruf BüblinjtD (0 70 31) »6611 Telt_gr»mm-Adr««e Ι0ιφιφ 8>d4fc<* V¹S¹M⁸A 7265701 ibm d

Ctichilfliieit MeBUf bii Freitag 1-17 Uhr

möglichst genau 90 gedreht werden. Es kann aber auch möglich sein, daß andere, genau definierte Winkel erforderlich sind. Eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zur steuerbaren Drehung der Polarisationsebene eines linear polarisierten Strahls besteht aus einem elektro-optischen Kristall, der unter der Wirkung eines mittels zweier Elektroden erzeugten Feldes doppelbrechend gemacht werden kann und auf diese Weise eine Phasenverschiebung zwischen dem ordentlichen und dem außer- ^ ordentlichen Strahl erzeugt. Diese Phasenverschiebung hängt unter anderem von der an den Elektroden anliegenden Potentialdifferenz ab. Eine Phasendifferenz von λ/2, sie wird durch die sogenannte λ/2-Spannung erzeugt, ergibt eine Drehung der Polarisationsebene um genau 90 . Da die genaue Lage der Polarisationsebene von ausschlaggebender Bedeutung für das richtige Arbeiten der meisten Lichtsteuerungen ist, müssen die zur Steuerung der die Drehung der Polarisationsebene bewirkenden Vorichtung dienenden Spannung*^ehr genau eingehalten werden. Die Maßnahmen zur genauen Einhaltung der erforderlichen Spannungen erforderten bisher einen sehr hohen schaltungstechnischen Aufwand, was besonders im Hinblick auf die sehr hohen Schaltfrequenzen der genannten Vorrichtungen verständlich ist.

Da zur vollen Ausnutzung der durch die Lichtgeschwindigkeit gegebenen Möglichkeiten außerordentlich kurze Schaltzeiten erforderlich sind, ist es leicht einzusehen, daß derartig kurze, in ihrer Höhe genauestens

009886/0619

definierte, jeweils mehrere tausend Volt hohe Impulse, die darüberhinaus auch frei von durch Einschwingvorgänge verursachte Störungen sind, nur sehr schwer und mit sehr hohem technischem Aufwand zu erzeugen sind. Dieser Umstand wirkt sich insbesondere bei optischen Anordnungen mit sehr vielen elektro-optischen, einzeln steuerbaren Elementen sehr nachteilig aus, da für jede dieser Anordnungen besondere Schaltmittel vorgesehen sein müssen. Die oben angegebenen Bedingungen sind besonders deshalb schwer zu erfüllen, da die einzelnen elektro-optischen Elemente einen Kondensator darstellen, der aufgeladen werden muß, so daß die Steuerung dieser Elemente nicht leistung slos erfolgen kann.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, eine Anordnung zur Aufladung eines kapazitiven Lastkreises anzugeben, der es ermöglicht, aus einer Vielzahl von Kondensatoren wahlweise eine oder mehrere Kapazitäten schnell und ohne unerwünschte Einschwingvorgänge aufzuladen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Anordnung zur Aufladung eines oder mehrerer kapazitiver Lastkreise, insbesondere zur Steuerung elektrooptischer Anordnungen zur Drehung der Polarisationsebene eines linear polarisierten Strahls gelöst, die dailirlic gekennzeichnet ist, daß im Bereich eines oder mehrerer steuerbar

009886/0619

schwenkbarer Elektronenstrahlen Elektroden mit unterschiedlicher Auflad-ungscharakteristik angeordnet und mit den Elektroden der aufzuladenden Kondensatoren verbunden sind.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: die perspektivische Darstellung eines mehrstufigen Licht-

ablenkers, dessen elektro-optische Elemente durch die erfindungsgemäße Anordnung gesteuert werden,

Fig. 2: eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise einer elektro-optischen Anordnung zur steuerbaren Drehung der Polarisationsebene eines linear polarisierten Strahls,

Fig. 3: die schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels

gemäß der Erfindung zur Erzeugung von Potentialdifferenzen,

Fig. 4: eine Abänderung des in Fig. 3 dargestellten Ausführungs-

beispiels,

Fig. 5,6: schematische Darstellungen der Sekundäremissions-Charakte-

009886/0619

ristiken von als Auffangelektroden geeigneten Materialien, Fig. 7: die all^iDarstellung einer Elektronenquelle,

Fig. 8: eine andere Ausführungsform des Erfindungsgedankens.

Wie schon dargelegt, eignet sich die erfindungsgemäße Anordnung ganz allgemein zum Aufladen kapazitiver Stromkreise. Eine besonders vorteilhafte Anwendungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist die Steuerung von elektro-optischen Elementen zur Drehung der Polarisationsebene. Diese auch als steuerbare Phasenplatten bezeichneten Elemente stellen im wesentlichen eine Kapazität dar, die im aufgeladenen Zustand die Drehung der Polarisationsebene eines das zwischen den Elektroden liegende Dielektrikum durchsetzenden Strahls Es ist bekannt, daß die Größe der Drehung von der angelegten Potentialdifferenz, von den Eigenschaften des im erzeugten Feld liegenden Dielektrikums und von der Wellenlänge des das Dielektrikum durchsetzenden Lichtes abhängt. In den US-Anmeldungen Serial No. 285 832 und 285 833 werden derartige Anordnungen beschrieben. Zur Erleichterung des Verständisses wird im folgenden eine derartige Anordnung kurz erläutert. In der in Fig. 1 dargestellten Anordnung erzeugt die Lichtquelle 10 einen monochromatischen Lichtstrahl 11, der durch die Linse 12 kollimiert und durch den Polarisator 14 linear polarisiert wird. Ein Teil dieses Strahles tritt

009886/061 9

durch die Öffnung 18 der Blende 16 als Strahl 13 hindurch, um anschließend die Ablenkstufen 15, 17 und 19 zu durchsetzen. Jede dieser Ablenkstufen besteht aus zwei Elementen. Das erste, beispielsweise mit 20 bezeichnete Element bewirkt eine von der Höhe der angelegten Potentialdifferenz abhängige Drehung der Polarisationsebene des es durchsetzenden Strahles. Die Anordnung ist so getroffen, daß dieses im folgenden als Rotator bezeichnete Element 20 die Polarisationsebene des sie durchsetzen-

W den, linear polarisierten Strahles entweder gar nicht oder um 90 dreht.

Das durch dieses Element hindurchgetretene Licht des Strahles 13 ist daher in einer von zwei möglichen Richtungen linear polarisiert. Nach Verlassen des Rotators 20 gelangt es zum doppelbrechenden Kristall 22, . den es je nach der Lage seiner Polarisationsebene entweder unabgelenkt als ordentlicher Strahl 13a oder abgelenkt als außerordentlicher Strahl 13b durchsetzt. Das elektro-optische Element 20 wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung gesteuert. Der Strahl 13 verläßt den Kristall 22 ent-

k weder als ordentlicher Strahl 13a oder als außerordentlicher Strahl 13b

und gelangt zum zweiten Rotator 24, der dem Rotator 20 gleicht. In diesem Rotator wird die Polarisationsebene des Strahles entweder unverändert gelassen oder steuerbar um 90 gedreht, so daß er den doppelbrechenden Kristall wiederum in Abhängigkeit von der Lage seiner Polarisationsebene entweder als ordentlicher oder als außerordentlicher Strahl durchsetzt. Der gleiche Vorgang findet in der aus den Elementen 28 und 30 bestehenden dritten Ablenkstufe 19 statt. Durch Erregung der mit HiI-

009886/061 9

ie der Schalter 23, 25 und 27 mit der Hochspannungsquelle 21 verbindbaren elektro-optischen Rotatoren 20, 24 oder 28 in allen möglichen Kombinationen, kann der Strahl beim Verlassen der letzten Ablenkstufe acht verschiedene Lagen haben.

g Da die Schaltfrequenz der Rotatoren 20, 24 und 28 bei 10 und mehr Schaltvorgängen je Sekunde liegt, ist es klar, daß die Schalter 23, 25 und 27 als hochwertige elektronische Schalter ausgebildet werden müssen. Da die zum Schalten der Rotatoren erforderlichen Spannungen einige tausend Volt betragen und die im Nanosekundenbereich liegenden Impulse bei sehr genauer Ein—haltung der Impulshöhen freiydurch Einschwing-rvorgänge bedingten Störungen sein sollen, werden an die elek-

des

tronischen Schalter Anforderungen gestellt, die trotz γ sehr hohen technischen Aufwandes nicht immer erfüllt werden können.

Aus Fig. 2 ergibt sich die Wirkungsweise der in Fig. 1 mit 20, 24 und 28 bezeichneten Rotatoren. Der von der Lichtquelle 32 ausgehende Lichtstrahl 31 wird im Polarisator 33 unter einem Winkel von 45° in bezug auf die Zeichnungsebene linear polarisiert. Anschließend durchsetzt der Strahl den elektro-optischen Kristall 35, der im Zusammenwirken mit der Λ/4-Platte 36 eine Drehung der Polarisationsebene des Strahls 34 um 45 bewirkt. Die Wirkung des Rotators ist von der Struktur des Kristalls 35 und von der an die beiden Elektroden angeleg-

009886/0619

ten Spannung abhängig. Die an die Elektroden des Rotators gelegte Spannung beträgt im allgemeinen Vielfache oder Bruchteile der für den jeweils vorliegenden Kristall charakteristischen sogenannten A/Z-Spannung. Liegt an den Elektroden des Rotators keine Spannung an, so wird die Polarisationsebene des den Kristall 35 durchsetzenden Strahls nicht gedreht. Wird die für den verwendeten Kristall charakt eristische ^ Λ/2-Spannung angelegt, so wird die Polarisationsebene des den Kristall

durchsetzenden Strahls um 90 gedreht. Jede andere Spannung, die nicht der charakteristischen Λ/2-Spannung oder einem ganzzahligen Vielfachen davon gleich ist, bewirkt eine elliptische Polarisation des den Kristall 35 verlassenden Strahles. Ist beispielsweise die angelegte Spannung gleich der halben 7l/2-Spannung oder ein ungeradzahliges Vielfaches davon, so ist der den kristall 35 verlassende Strahl zirkulär polarisiert.■ Der die Anordnung 35 verlassende Strahl, der beispielsweise wie der Strahl 38 zirkulär polarisiert ist, durchsetzt die λ /4-Platte 36. Diese Platte ist so angeordnet, daß der zirkulär polarisierte Strahl in einen linear polarisierten Strahl 37 umgewandelt ist, dessen Polarisationsebene in bezug auf die Polarisationsebene des einfallenden Strahles gedreht ist. In der in Fig. 2 dargestellten Anordnung beträgt die Drehung 45 . Der Winkel ist gleich ff/Z mal der am Kristall 35 angelegten Potentialdifferenz geteilt durch die für den betreffenden Kristall charakteristische Λ/2-Spannung.

009886/0619

Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung dreht daher die Polarisationsebene des ihr zugeführten linear polarisierten Strahles um einen Winkel, der von der an die Elektroden des Kristalls 35 angelegten Potentialdifferenz und von der kristallinen Struktur dieses Kristalls abhängig ist. Für die oben genannten Zwecke geeignete Kristalle bestehen beispielsweise aus KH-PO . Die ¹A/2-Spannung für einen derartigen Kristall beträgt für eine Strahlung mit einer Wellenlänge von 5461 A etwa 7, 5 KV. Andere als Phasenplatten geeignete Substanzen sind NH. H₉PO. oder KD PO . Die \/Z-Spannungen dieser Substanzen betragen

c\ rr Ct C*

9, 6 bzw. 3,4 KV.

Auch für die Steuerung der zuletzt beschriebenen Anordnung ist die erfindungsgemäße Anordnung besonders gut geeignet«, Die in den oben beschriebenen Anordnungen verwendeten elektro-optischen Elemente wer den beispielsweise im Kapitel 23 der Literatur stelle "Optical and elecoptical Information Processing" (M.I. T. Press 1965) beginnend mit Seite 409 beschrieben.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht. aus den beiden Kathodenstrahlröhren 40 und 41, deren Ausgänge 42 und 43 über die El ektroden des elektro-optischen Kristalls 44 miteinander verbunden sind. In diesem Schaltkreis liegt ferner der Kondensator 45, der eine Begrenzung der an den Kristall 44 anzulegen-

009886/0619

den Potentialdifferenz bewirkt. Im gleichen Kreis ist ein zweiter Kondensator 46 angeordnet, der zur Abstimmung der Kapazität des Kristalls 44 dient und bewirkt, daß die richtige Spannung an den Kristall 44 und den Kondensator 45 gelegt wird. Der Kondensator 46 kompensiert alle Änderungen der Parameter des Kristalls 44 und des Kondensators

In jeder der beiden Kathodenstrahlröhren 40 und 41 sind Fangelektroden 47, 48 und 49, 50 vorgesehen, die jeweils mit den Ausgängen 42 bzw. 43 verbunden sind. Die Fangelektroden sind auf Messing—oder Strahlträgern

und
angeordnet mit einem Material beschichtet, das die gewünschte Spannung erzeugt. Ein Elektrodenpaar ist beispielsweise mit einer Substanz überzogen, das eine gegebene Sekundäremission aufweist. Das andere Elektrodenpaar ist mit einer Substanz überzogen, das andere Sekundäremissionseigens chaf ten aufweist. Die Fangelektroden 47 und 49 haben die gleichen Sekundäreznis sionseigenschaften, während die Fangelektroden 48 und 50 andere aber unter sich auch gleiche Sekundäremis sionseigens chaften aufweisen.

Derartige Substanzen sind beispielsweise Kadmium und Platin. Die Sekundäremis sionseigens chaften dieser Materialien sind derartig, daß durch Beaufschlagung mit einem Elektronenstrahl eine Potentialdifferenz entsteht, die an einen elektro-optischen Kristall angelegt, die Drehung der Polarisationsebene eines den Kristall durchsetzenden linear polarisier-

009886/0619

ten Strahls bewirkt. Die Sekundäremissionscharakteristik von Platin und Kadmium ist in den Fign. 5 und 6 dargestellt. Es können selbstverständlich auch andere Substanzen, beispielsweise andere metallische oder auch nicht-metallische Substanzen verwendet werden. Die Kathodenstrahlröhren 40 und 41 weisen ferner jeweils eine Elektronenstrahlquelle 51 bzw. 52 auf, die jeweils einen Elektronenstrahl 51a bzw. 52a erzeugen, der geeignet ist, innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls die gewünschten Spannungen zu erzeugen. Die Elektronenquellen können beispielsweise wie in Fig. 7 dargestellt, ausgebildet sein. Derartige Anordnungen sind beispielsweise in der Literaturstelle "Limit-ingfCurrent Densities in Electron Beams" Journal of Applied Physics, Vol. 10, Seite 715, Oktober 1939 beschrieben. Weiterhin weisen die Kathodenstrahlröhren 40 und 41 Ablenkplatten 53 und 54, zur Ablenkung der Kathodenstrahlen in X- Y-Richtung auf. Weiterhin sind die Sammelgitter 55 und 56 zur Aufnahme der durch das Auf treffen der Elektronenstrahlen auf die Fangelektroden ausge- (

lösten Sekundäremissionselektronen vorgesehen. Die Steuerung der Ablenkung der Elektronenstrahlen 51a und 52a zur Auswahl der jeweils erforderlichen Fangelektroden wird durch die Fangelektroden-Auswahlsteuerschaltung 57 bewirkt. Diese Schaltung liefert ein digital verschlüsseltes Signal an die Digital-Analog-Konverter 58, die die zur Ablenkung der Elektronenstrahlen erforderlichen Spannungen liefern.

009886/061 9

In Fig. 4 wird eine Anordnung mit mehreren Fangelektroden dargestellt. In jeder der Kathodenstrahlröhren 60 und 61 sind jeweils vier Fangelektroden-Paare untergebracht. Die jeweils eine bestimmte Sekundär emissions charakteristik aufweisenden. Fangelektroden sind mit dick ausgezogenen, die jeweils die andere Sekundäremis sions charakteristik aufweisenden Fangelektroden mit dünn ausgezogenen Linien dargestellt. Jedes Elektrodenpaar der einen Kathodenstrahlröhre ist über einen einen elektro-optischen Kristall enthaltenden Lastkreis mit dem entsprechenden Fangelektrodenpaar der anderen Kathodenstrahlröhre verbunden. Beispielsweise sind die Fangelektrodenpaare 62 und 63 über den Kreis 64 miteinander verbunden. Desgleichen sind die Fangelektrodenpaare 65 und 66 ebenso wie die übrigen Fangelektrodenpaare durch Kreise miteinander verbunden. Die Ablenksteuerung der Elektronenstrahlen 67 und 68 erfolgt in der im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen Weise. _t

Selbstverständlich können auch wesentlich mehr Fangelektrodenpaare in einer Elektronenstrahlröhre untergebracht werden, so daß sich eine Reihe von Schaltmöglichkeiten für einzelne oder für eine Vielzahl von elektro -optischen Elementen ergibt. Zur Steuerung eines Lichtablenke rs mit 20 Stufen sind beispielsweise 20 Paare von Fangelektroden erforderlich, die beispielsweise in einer 5 · 8-Matrix innerhalb jeder Kathodenstrahlröhre angeordnet sein können. Bei einem

0 09886/0 619

Durchmesser der Fangelektroden von jeweils einem Zentimeter und einem Abstand zwischen zwei Fangelektroden von 0, 5 cm wäre eine Kathodenstrahlröhre mit einem Bildschirm von etwa 15 cm erforderlich. Die elektrischen Verbindungen zu den einzelnen elektro-optischen Kristallen können durch den Schirm der Röhre hindurchgeführt werden.

Im folgenden soll die Funktion der erfindungsgemäßen Anordnung im Zusammenhang mit der Fig. 3 beschrieben werden. Es wird angenommen, daß die Beschleunigungsspannung für den Elektronenstrahl 3200V beträgt und daß der von der Elektronenquelle 51 erzeugte Strahl 51a auf die Platinfangelektrode 47 und der von der Elektronenquelle 52 erzeugte Strahl 52a auf die Kadmiumfangelektrode 50 gerichtet wird. Die Fangelektrode 47 wird so lange aufgeladen, bis der Elektronenstrahl sie mit einem Potential von 3000V beaufschlägt. Das ist gemäß Fig. 5 das Einheits-Sekundäremissionsverhältnis für eine derartige Elektrode. Gleichzeitig wird die Kadmium-Elektrode beaufschlagt, bis »*e ein Potential von 700V erreicht. 'Bas entspricht gemäß Fig. 6 dem, EiiAeits-Sekimdäremissionsverfiäiinis ßlr diese Elektrode. Die Platlrasisfcti'ode erhült dadurch ein Potential vosi -2©0 «ad die Kadmiiasiielskteode ein Potential von -25QQY₉ Daher liegt an dem aus dam olektro-optischen Kristall 44 und dea Kondsrisatorea 45 und 46 beste« hoiaäen Kreis eine Potsatialdiffeieeaa von 230§V_e Diese Potexxtisldlffe- res.?, -7-32 2300'V ist etwas größer als die för eine Phaseaversclvieb'ung ⁷/O2i 90 eines polariaiex'ten Lichtstrahls ia einet aus ®inem KDi'-Kri-

009886/0619

stall bestehenden Phasenplatte erforderliche Potentialdifferenz. Der Kondensator 45 nimmt das überschüssige Potential auf, während der Kondensator 46 zur Abstimmung des elektro-optischen Kristalls 44 dient, so daß an den Elementen 44 und 45 das richtige Spannungsteilerverhältnis eingestellt wird.

Soll die Potentialdifferenz am Kristall 44 umgekehrt werden, so wird A der Strahl 52a auf die Platinfangelektrode 49 und der Strahl 51"a auf

die Kadmiumfangelektrode 48 gerichtet. Der Strahl 52a beaufschlagt die Fangelektrode 49 ursprünglich mit einem Potential von 700V. Dies führt zu einem Sekundäremissionsverhältnis, das größer als 1 ist. Die Platinfangelektrode 49 verliert Elektronen, bis der Strahl die Elektrode mit einem Potential von 3000V beaufschlagt. Die Platinfangelektrode nimmt dann ein Potential von -200V an. In gleicher Weise beaufschlagt der Strahl 51a die Kadmiumfangelektrode 48 mit einem Potential von _k 300V, bis die Elektrode genügend Elektronen ansammelt, um eine Spannung von -2500V zu haben. Das Strahlpotential beträgt dann 700V, so daß sich eine Potentialdifferenz von 2300V an den Klemmen des Kristalls 44 einstellt. Um die erforderliche Potentialdifferens von 2300V am elektro-optischen Kristall zu erreichen, kann der Strahl-Strom errechnet werden, der genügend Seknndärelektronen an den Elektroden ei'seugt, um diese Potentialdifferenz in einem bestimmten Zeitraum zu erzeugen. Eine Elektronenquelle zur Erzeugung eines derartigen 'Strahl-

009886/0619

- 15 strom kann mit Hilfe der Langmuir-Gleichung errechnet werden.

Soll beispielsweise ein deuterisiertes-KDP-Kristall in einem Rotator mit den Abmessungen von 25 χ 25 χ 2 mm verwendet werden, so be-

£ A

trägt die Kapazität dieses Kristalls: C = , wobei C die Kapazität, £ die relative Dielektrizitätskonstante des Materials, A die Fläche des Kristalls und d die Dicke des Kristalls ist. Es gilt dann:

(40) (8,85 χ 10~¹²) (6,25 χ ΙΟ"⁴) 2 χ ΙΟ"³

C= 110 UUl

Wird weiterhin angenommen, daß die Aufladezeit eines solchen Kristalls etwa 20 MikroSekunden beträgt und daß durchschnittlich auf Grund der Sekundäremission die Hälfte des Strahl stromes wirksam wird, so ist der zur Erzeugung des erforderlichen Potentials erforderliche Strahlstrom:

2 CV

wo"bei C die Kapazität, V die Potentialdifferenz am elektro-optischen Kristall und T die Ladezeit des Kristalls ist. Es gilt dann:

009886/0619

^b "

- 16 -

, 10 χ IQ"¹⁰) (2,3 χ IQ³) 20 χ ΙΟ"⁶

I = 25,4 Milliampere.

Im vorherigen Aueführungebeispiel wurde eine Anordnung beschrieben, die. je Ablenkstufe einen elektr ο-optischen Kristall benötigt. Es ist aber auch möglich, daß durch Verwendung einer optisch in Serie angeordneten passiven λ/4-Platte, die eine optische Vorspannung darstellt, elektro-optische Elemente mit der halben Steuer spannung verwendet werden können. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 8 dargestellt. Der von der Lichtquelle 80 ausgehende Strahl 81 durchsetzt in dieser Anordnung den Polarieator 82 und die passive λ/4-Platte 83, die gemeinsam mit dem elektro-optischen Kristall 84 die Drehung der Polarisationsebene des Lichtstrahls bewirkt. Die durch 85 bezeichnete Anordnung ist gemäß Fig. 3 ausgebildet. Auf diese Weiee ist es möglich, die zur Steuerung des elektro-optischen Kristalls erforderliche Spannung zu verringern.

Diese Anordnung kann mit besonderem Vorteil für Strahlung längerer Wellenlängen verwendet werden, da die Λ/2-Spannung mit der zu steuernden Wellenlänge wächst. So erfordert eine Strahlung mit einer Wellenlänge von 4880 A zur Erzeugung einer Drehung der Polarisationsebene um 90 eine an den Kristall anzulegende Spannung von

009886/061 9

3600V, während eine Strahlung mit einer Wellenlänge von 6380 A ' eine Spannung von 4200V zur Durchführung der gleichen Drehung erfordert.

Es ist selbstverständlich auch möglich, mehrere elektro-optische Kristalle hintereinander in Serie zu schalten, so daß das durch die Elektronenstrahlen erzeugte Potential kleiner sein kann. Die Steuerung der Kristalle kann durch zwei voneinander unabhängige Elektronenstrahlröhrensysteme erfolgen, die parallel betrieben werden. Es ist aber auch möglich, beide elektro-optischen Kristalle mit Hilfe einer einzigen Elektronenstrahlröhre zu steuern. Es ist selbstverständlich, daß der serielle Betrieb langsamer als der parallele Betrieb ist, da beim seriellen Betrieb die doppelte Kapazität aufgeladen werden muß. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Anordnung auch zur Steuerung anderer Anordnungen, beispielsweise zur Steuerung eines elektro-optischen Kristalls in einem Laserresonator verwendet werden.

009886/061 9

Claims

- 18 - Böblingen, 10. 1. 1968

pr-hn

PATENTANSPRÜCHE

Anordnung zur Aufladung eines kapazitiven Lastkreises, insbesondere zur Steuerung elektro-optischer Anordnungen zur Drehung der Polarisationsebene eines linear polarisierten Strahles, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich eines oder mehrerer steuerbarer Elektronenstrahlen Fangelektroden mit unterschiedlicher Aufladecharakteristik angeordnet und mit den Elektroden der aufzuladenden Kondensatoren verbunden sind.
2. Anordnung zur Aufladung eines kapazitiven Lastkreises nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangelektroden paarweise mit jeweils verschiedene Sekundäremissionscharakteristiken aufweisenden Substanzen beschichtet sind.
3. Anordnung zur Aufladung eines kapazitiven Lastkreises nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch zwei Elektronenstrahlröhren (40, 41) mit jeweils einem Paar verschiedene Sekundär emissions Charakteristiken aufweisenden Elektroden, die jeweils mit den gegenüberliegenden Belägen der aufzuladenden Kapazität (44) verbunden sind.
4. Anordnung zur Aufladung eines kapazitiven Lastkreises nach den An-

009886/0619

Sprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch zwei eine Vielzahl von Elektrodenpaaren mit jeweils zwei verschiedene SekundäremissioneCharakteristiken aufweisenden Elektroden, die steuerbar durch einen Elektronenstrahl beaufschlagbar und jeweils mit den gegenüberliegenden Belägen eines von einer Vielahl von steuerbar aufzuladenden Kondensatoren verbunden sind.
5. Anordnung zur Aufladung eines kapazitiven Lastkreises nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur Steuerung eines elektro-optischen, die Lage der Polarisationsebene eines linear polarisierten Strahls steuerbar drehenden Elements.
6. Anordnung zur Aufladung eines kapazitiven Lastkreises nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf des zu steuernden Strahles mehrere hintereinander angeordnete Elemente zur steuerbaren Drehung der Polarisationsebene angeordnet sind, die entweder durch ein einziges oder durch mehrere Fangelektrodenpaare gesteuert werden.

009886/0619

Lee r