DE1639269B2 - Vorrichtung zur steuerbaren Ablenkung eines mehrere Wellenlängen enthaltenden Lichtstrahls - Google Patents
Vorrichtung zur steuerbaren Ablenkung eines mehrere Wellenlängen enthaltenden LichtstrahlsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur steuerbaren Ablenkung eines Lichtstrahls gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Optische Verfahren und Vorrichtungen finden in letzter Zeit immer mehr Eingang in die Technik der
Datenübertragung und Datenverarbeitung. Die Darstellung von Informationen durch Licht kann analog der
Darstellung durch elektrische Ströme oder Spannungen entweder durch eine Folge zeitlich gestaffelter Impulse
oder durch die Verteilung eines Lichtstrahls auf eine Vielzahl von möglichen Lichtwegen erfolgen. Die
Darstellung von Zeichen oder binären informationen durch eine Leuchttafel gehört zu der letztgenannten
Darstellungsart. Die Ablenkung eines Lichtstrahls auf jeweils einen aus einer Anzahl von vorgegebenen
Strahlenwegen wird beispielsweise in der Literatursteile »Digital Light Deflectors« von K u 1 c k e et a!, Applied
Optics, Vol. 5, Nr. 10, Oktober 1966, S. 1657-1667, insbesondere· S. 1657, beschrieben. Die in dieser
Literaturstelle beschriebene Vorrichtung besteht aus einer Vielzahl von Ablenkstufen, in denen der Strahl
steuerbar jeweils um einen Wert der Reihe 2" verschoben werden kann. Jede einzelne Stufe besteht
aus einem elektrooptischen Element zur steuerbaren Drehung der Polarisationsebene eines linear polarisierten
Strahls, um möglichst genau 90" und einem diesem nachgeschalteten doppelbrechdenden Element, das der
Strahl in Abhängigkeit von der Lage seiner Polarisationsebene entweder als ordentlicher oder als außerordentlicher
Strahl durchsetzt. Durch Erregung der einzelnen, die Polarisationsebene drehenden Elemente
in beliebigen Kombinationen kann der Lichstrahl auf eine von der Anzahl der Stufen abhängige Zahl von
vorgegebenen Punkten gerichtet werden. Diese beispielsweise zur Darstellung von Informationen mittels
Lagecodierung, analog der Codierung der mittels einer Leuchttafel binär dargestellten Informationen, geeignete
Vorrichtung wird vielfach zum Einschreiben und Auslesen von optischen Speichern verwendet. Es kann
aber erwünscht sein, die Speicherdichte derartiger Speicher dadurch zu erhöhen, daß anstelle der mittels
der beschriebenen Strahlablenker möglichen Lagecodierung auch eine Frequenzcodierung verwendet wird.
Frequenzcodierungen, d. h. Darstellung von Informationen durch die Kombination bestimmter Frequenzen
sowie deren Verteilung auf bestimmte Bereiche sind zwar möglich, konnten aber mit einem erträglichen
technischen Aufwand bisher nicht durchgeführt werden.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Vorrichtung anzugeben, mit der eine frequenzselektive
Ablenkung der einzelnen diskreten, in einem Strahl enthaltenen Frequenzkomponenten möglich ist. Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.
Die Erfindung wird anschließend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 die schematische Darstellung einer Stufe einer Vorrichtung zur digitalen Ablenkung eines mehrere
Wellenlängen enthaltenden Lichtstrahls,
F i g. 2 die schematische Darstellung einer Abwandlung der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung,
F i g. 2A die Darstellung der Polarisationsrichtungen eines mehrere Wellenlängen enthaltenden Lichtstrahls
nach dessen Durchtritt durch eine die Polarisationsebene in Abhängigkeit von der Wellenlängen drehenden
Vorrichtung,
F i g. 3 eine mehrstufige Vorrichtung zur digitalen Ablenkung eines mehrere Wellenlängen enthaltenden
Lichtstrahls,
F i g. 4 die schematische Darstellung einer durch ein elektrisches Feld steuerbaren, einen flüssigen Kristall
enthaltenen Vorrichtung zur Steuerung der Polarisation,
Fig.5 die schematische Darstellung einer mehrere
Flüssig-Kristall-Zellen enthaltenden Vorrichtung zur Steuerung der Polarisationsebene eines mehrere Wellenlängen
enthaltenden Lichtstrahls,
F i g. 6 die schematische Darstellung einer zweistufigen Ablenkvorrichtung mit Flüssig-Kristall-Hellen.
in Fig. I wird eine Vorrichtung zur Ablenkung eines
mehrere Wellenlängen enthaltenden, linear polarisierten Lichtstrahls angegeben, die zwei Ausgänge hat. Eine
Lichtquelle 10 erzeugt einen parallel zur Zeichnungsebene liegenden Lichtstrahl, der vier Wellenlängen λι, A2,
A3 und A4 enthält. Wie in allen folgenden Figuren verläuft
der Lichtstrahl von links nach rechts; in der Zeichnungsebene liegende Polarisationsrichtungen werden mit
Pfeilen, senkrecht zur Zeichnungsebene liegende Polarisationsrichtungen werden mit kleinen Kreisen bezeichnet.
Ferner ist ein Dispersion aufweisender Rotator 12 vorgesehen, der aus einem optisch aktiven Material:
beispielsweise aus Quarz besteht. Eine als elektrooptischer Schalter 14 ausgebildete Vorrichtung dient zur
Drehung der Polarisationsebene eines mehrere Wellenlängen umfassenden Lichtstrahls, während eine Vorrichtung
16 ein von der Lage der Polarisationsrichtung abhängiger Strahlenteiler ist.
Die Dispersion des die Polarisationsebene drehenden Rotators 12 wird dazu verwendet, die Wellenlängen Ai,
A2, A3 und A4 in zwei Paare Ai1A2 und A3, A4 aufzuteilen,
deren Polarisationsrichtungen jeweils senkrecht zueinander liegen, wie aus den zur symbolischen Darstellung
der Polarisationsrichtungen dienenden kleinen Kreisen und Pfeilen in Fig. 1 hervorgeht. Mit Hilfe des
elektrooptischen Schalters 14 können die eingezeichneten Zuordnungen der Wellenlängen zu den Polarisationsrichtungen
paarweise ausgetauscht werden. Die Kristalle des elektrooptischen Schalters 14 sind mit
Elektroden versehen, die über einen Schalter 18 mit einer Hochspannungsquelle 20 verbunden werden
können. Ist der Schalter 18, wie in Fig. 1 dargestellt, offen, so hat die Vorrichtung 14 keine Wirkung auf den
Lichstrahl, und die Komponenten des Strahle mit den Wellenlängen Ai und A2 bleiben parallel zur Zeichnungsebene polarisiert, während die Strahlkomponenten mit
den Wellenlängen A3 und A4 senkrecht zur Zeichnungsebene polarisiert bleiben. Wird jedoch der Schalter 18
geschlossen, so werden die den einzelnen Wellenlängen zugeordneten Polarisationsrichtungen paarweise ausgetauscht,
wie aus den in Klammern angegebenen Wellenlängen in F ί g. 1 zu ersehen ist.
Nach Verlassen der Vorrichtung 14 gelangt der Strahl in den Bereich der Vorrichtung 16, die aus einer aus
doppelbrechendem Material bestehenden Platte 22 und einer eine spiegelnde Fläche aufweisenden Platte 24
besteht. Die optische Achse der reflektierenden doppelbrechenden Platte 22 liegt parallel zu ihrer
reflektierenden Fläche und senkrecht zur Zeichnungsebene. Diese Platte kann beispielsweise aus einem
Kalkspatkristall bestehen. Diese Platte schließt mit der Strahlenrichtung einen Winkel von 20° ein, so daß
dieser unter einem Einfallwinkel von 70" auffällt, der größer als der kritische Winkel der Totalreflektion (im
vorliegenden Fall beispielsweise 63,6°) für einen senkrecht zur Zeichnungsebene polarisierten Lichtstrahl
ist. Die Strahlenkomponenten mit den Wellenlängen Ai und A2, die bei offenem Schalter 18 parallel zur
Zeichnungsebene bleiben, fallen auf die beispielsweise aus Kalkspat bestehende Platte 22 unter einem
kleineren als dem kritischen Winkel auf, so daß sie vollständig durch diese Platte hindurchtreten. Oberhalb
der Platte 22 ist die Platte 24 angeordnet, die ebenso wie die Platte 22 eine optisch plangeschliffene Oberfläche
hat, die parallel zur unteren Platte ist. Die Platte 24
besteht aus einem Material, dessen Brechungsindex kleiner oder gleich dem kleineren der Brechungsindizes
der Platte 22 ist, so daß eine äußere Toialreflektion
eintritt und der Lichtstrahl parallel zum von der Platte 22 durchgelassenen Lichtstrahl abgelenkt wird. Die
Platte 24 kann auch aus einem isotropen Material, beispielsweise aus Glas oder Kaiiumfluorid, bestehen.
2r) Liegt also keine Spannung an den Elektroden der
Vorrichtung 14 an, so werden die Wellenlängen Ai und A2
durch die Platte 22 hindurchtreten, während die Wellenlängen A3 und A4 an der Fläche der aus einem
doppelbrechenden Kristall bestehenden Platte 22 und
jo an der Fläche der Platte 24 in eine Richtung reflektiert
werden, die parallel zu der Richtung des die Wellenlängen Aj und A2 enthaltenden Strahles ist. Wird
der Schalter 18 geschlossen, so werden die Wellenlängen A3 und A4, wie durch den in Klammern gesetzten
r> Ausdruck in F i g. 1 ersichtlich, die doppelbrechende Platte 22 durchsetzen, während die Wellenlängen Ai und
A2, wie ebenfalls aus dem in Klammern gesetzten Ausdruck ersichtlich, an den Platten 22 und 24 abgelenkt
werden.
In der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung ist der
Rotator der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung durch
eine Dispersions-Phasenplatte 26 und der polarisationsabhängige Strahlenteiler 16 durch Wollastonprismen 28
und 30 ersetzt worden. Die übrigen Elemente sind die
<r> gleichen. Die Dispersion-Phasenplatte 26 hat die gleiche
Wirkung wie der Rotator 12, d. h. die Strahlanteile mit den Wellenlängen Ai und A2 werden parallel zur
Zeichnungsebene und die Strahlanteile mit den Wellenlängen A3 und A4 werden senkrecht zur Zeichnungsebene
polarisiert. Aus der F i g. 2A ist die Lage der Polarisationsrichtungen nach Verlassen des Dispersions-Rotators
oder der Dispersions-Phasenplatte ersichtlich. Ist in der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung
der Schalter 18 geöffnet, so werden die Wellenlängen A,
ri5 und A2 aufwärts und die Wellenlängen A3 und A4 mit Hilfe
des Wollaston-Prismas nach unten abgelenkt. Ist der in
der gleichen Figur dargestellte Schalter 18 geschlossen, so daß an den Kristallen der Vorrichtung 14 eine hohe
Spannung liegt, so werden die Strahlen mit den
bo Wellenlängen A3 und A4 nach oben und die Strahlen mit
den Wellenlängen Ai und A2 nach unten abgelenkt. Die in
den Klammern dargestellten Wellenlängen stellen den Zustand bei geschlossenem Schalter 18 dar. In diesem
Ausführungsbeispiel sind die Wollaston-Prismen au-
br> lenkrichtungskompensiert, d. h., daß die das erste
Wollaston-Prisma divergent verlassenden Strahlen durch das zweite Wollaston-Prisma wieder parallel
gerichtet werden. Die die Wollaston-Prismen enthalten-
de Ablenkstufe hat einige weitere Dispersions-Eigenschaften in den Ausgängen für verschiedene Wellenlängen.
Diese Fehler sind in F i g. 2 zur Veranschaulichung stark übertrieben.
Es sind selbstverständlich auch andere Kombinationen von dispergierenden Rotatoren, diespergierenden
Phasenplatten, elektrooptischen Schaltern und räumlich ablenkenden Prismen, wie polarisationsabhängige
Strahlenteiler, Wollaston-Prismen, doppelbrechende Einkristalle mit besonderer Orientierung und andere
strahlenteilende Prismen möglich. In der in Fig.3 dargestellten Vorrichtung sind zwei Ablenkstufen
vorgesehen, um die Anzahl der Ausgänge gegenüber einer eine einzige Stufe enthaltenden Vorrichtung zu
verdoppeln. Ein Dispersions-Rotator 32 trennt die vier Komponenten mit den Wellenlängen λι,λ2, A3 und A4 des
einfallenden Strahles in zwei senkrecht zueinander polarisierte Komponentenpaare mit den Wellenlängen
Ai, A2 und A3, A4. Ein elektrooptischer Schalter 34 steuert
in der gleichen Weise wie der oben beschriebene elektrooptische Schalter 14 die Lagen der Polarisationsebenen. Kompensierte Wollaston-Ablenkprismen 36
und 38 trennen die Strahlenkomponenten mit den Wellenlängen Ai, A2 und A3, A4 in der gleichen Weise wie
in der F i g. 2 dargestellt. Die zweite Stufe ist wie die erste Stufe aufgebaut, jedoch mit der Ausnahme, daß ein
Dispersions-Rotator 40 zwei senkrecht zueinander polarisierte Komponenten-Paare mit den Wellenlängen
Ai, λι und A2, A4 erzeugt. Ein elektrooptischer Schalter 42
steuert die Polarisationsrichtungen und ein Wollaston-Prisma 44 trennt die jeweils eine bestimmte Wellenlänge
aufweisenden Komponenten in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Polarisationsrichtung. Ein zweites nicht
dargestelltes WoHaston-Prisma kann zur Parallelrichtung
der das Prisma 44 verlassenden Strahlen vorgesehen werden. In der F i g. 3 ist zwar nur ein vier
Wellenlängen enthaltender Strahl dargestellt, es ist jedoch möglich, in der gleichen Weise eine größere
Anzahl von Wellenlängen zu verarbeiten. In diesem Fall hat die Anzahl und Form der optischen Elemente der
erhöhten Anzahl von Wellenlängen angepaßt zu werden.
Mittels der in Fig.4 dargestellten Vorrichtung kann
die Polarisationsrichtung einer einzigen Wellenlänge so verändert werden, daß sie senkrecht zu den Polarisationsrichtungen
der verbleibenden Wellenlängen liegt. Die Vorrichtung besteht aus einer durchsichtigen Zelle
72. die mit einem einen flüssigen Kristall bildenden Material 74 gefüllt ist. Ein erstes Paar von Elektroden 76
und 78 ist an den Zellenwänden befestigt und mit Hilfe des Schalters 80 mit der Hochspannungsquelle 82
verbindbar. Ein zweites Paar von Elektroden 84 und 86 ist ebenfalls an den Zellenwänden befestigt und über
einen Schalter 90 mit der Hochspannungsquelle 88 verbindbar. Wird eine Spannung an die Elektroden 76
und 78 des ersten Elektrodenpaares durch Schließen des Schalters 80 angelegt so richten sich die Moleküle des
einen flüssigen Kristall bildenden Materials, wie durch den eingezeichneten Pfeil dargestellt in Richtung des
elektrischen Feldes aus, das senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung des Lichtes liegt. Länglich geformte
Riesenmoleküle weisen oft doppelbrechende Eigenschaften auf, wenn sie eine als flüssige Kristalle
bezeichnete mikroskopische Struktur haben. Die optischen Achsen derartiger flüssiger Kristalle stimmen mit
den verlängerten Achsen der Moleküle überein. Viele dieser Moleküle haben recht große Dipolmomente, so
daß sie sich in einem äußeren Feld ausrichten. Von dieser Tatsache wird in der in Fig.4 dargestellten
Anordnung Gebrauch gemacht.
Das diesen flüssigen Kristall durchsetzende Licht wird in zwei Komponenten, den ordentlichen und den
außerordentlichen Strahl aufgespalten, wobei die Polarisationsrichtung des letzteren in bezug auf die
Polarisationsrichtung des ordentlichen Strahls um 90° gedreht ist. Beide Strahlen haben die gleiche Richtung,
jedoch verschiedene Geschwindigkeiten, so daß eine Phasenverschiebung eintritt. Diese Phasenverschiebung
bewirkt nach der Rekombination der Strahlen im allgemeinen einen elliptisch polarisierten Zustand.
Ist die relative Phasendifferenz Φ = (2n + \)π, so ist
der austretende Strahl senkrecht zum einfallenden Strahl polarisiert. 1st Φ = In ■ π, so liegt die Polarisationsebene
des austretenden Strahls parallel zur Polarisationsebene des einfallenden Strahls (n = 0,1, 2).
Bedingt durch die Dispersion der Brechungsindizes ist die gesamte Phasendifferenz in einer Zelle vorgegebener
Länge von den Wellenlängen abhängig. So kann beispielsweise eine Strahlung mit der Wellenlänge Ai
eine Verschiebung von Φλ\ = 2Ζπ und die Wellenlänge
A2 eine Verschiebung von Φ = 24π erfahren. Das
Ergebnis ist, daß die diese Wellenlängen aufweisenden Strahlenkomponenten beim Verlassen der Zelle senkrecht
zueinander linear polarisiert sind. Wird die Zelle von einem Strahl mit mehreren Wellenlängen Ai ...An
durchsetzt, so kann stets eine Zellenlänge gefunden werden, in der eine Strahlenkomponente mit der
j(i Wellenlänge A* senkrecht zu allen anderen Wellenlängen
polarisiert ist, die die Flüssig-Kristell-Zelle verlassen.
Wird in der Anordnung nach F i g. 4 die Spannung an das aus den Elektroden 84 und 86 bestehende
j) Elektrodenpaar und nicht an die Elektroden 76 und 78
gelegt, so richten sich die Moleküle des flüssigen Kristalls parallel zur Fortpflanzungsrichtung des Strahles
aus, so daß keine Doppelbrechung eintritt. Auf diese Weise durchsetzt das Licht die Zelle, ohne daß sein
4(i Polarisationszustand geändert wird. Durch die Hintereinanderreihung
mehrerer solcher Zellen wird eine binäre Auswahlregel für die Richtung der Polarisationsebenen der die Anordnung durchsetzenden Strahlen
gebildet, in der in F i g. 5 dargestellten Anordnung erzeugt eine Lichtquelle 92 einen Strahl mit vier
Wellenlängen Ai, A2, A3 und A4. Flüssig-Kristall-Zellen 94,
% und 98 sind hintereinander angeordnet und haben verschiedene Längen. In doppelbrechendem Zustand
bewirkt die Zelle 94, daß die Strahlenkomponente mit der Wellenlänge Ai senkrecht zu den andere Wellenlängen
aufweisenden Strahlenkomponenten polarisiert wird (A|J_ A2, A3, A4), die Zelle 96 bewirkt, daß die
Polarisationsrichtung der die Wellenlänge A2 aufweisenden
Strahlung senkrecht zu den anderen Wellenlängen polarisiert wird (A2 -LAi, A3, A4), während die Zelle 98
bewirkt daß die die Wellenlänge A3 aufweisende
Strahlung senkrecht zu den anderen Wellenlängen polarisiert wird. (A3 _L Ai, A2, A4) Zur Beschreibung der
Gesamtwirkung der beliebige Kombinationen von Schaltzuständen aufweisenden Zellen sei im folgenden
vereinbart daß eine sich in ihrem doppelbrechenden Zustand befindliche Zelle, das ist eine Zelle, die in der
Figur mit einem senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung des Strahls stehenden Pfeil bezeichnet ist mit »I« und
b5 eine sich in nicht doppelbrechendem Zustand befindliche
Zelle mit »0« bezeichnet wird. Die Wirkungen der möglichen Kombinationen ergeben sich aus der
folgenden Tabelle:
Strahlung mit den Wellenlängen A1, A2, A3 und A4 tritt
in die erste Zelle mit der gleichen Lage der Polarisationsebene ein.
| Zelle 1 | Zelle 2 | Zelle 3 | Ergebnis |
| (A, Χ A2 A3 A4) | (A2J-A1A3A4) | (A3 J- A1 A2 A4) | |
| 0 | 0 | 0 | A1 λι A3 A4 |
| 1 | 0 | 0 | A1 J_ A2 A3 A4 |
| 0 | 1 | 0 | A2 J- A] A3 A4 |
| 0 | 0 | 1 | A3-LA1A2A4 |
| 1 | 1 | 0 | Λ] Λο -L Αλ A^ |
| 0 | 1 | 1 | Xi A3 J- Α\ Aq |
| 1 | 1 | 1 | λ$ -L A] Λ2 Λ3 |
| 1 | 0 | 1 | λ] Ay -L Λ-2 /^ |
Wie aus der Tabelle ersichtlich, können mit einer aus drei Flüssig-Kristall-Zellen bestehenden Vorrichtung
acht verschiedene Kombinationen durchgeführt werden. Dies trifft für eine vier Wellenlängen enthaltende
Strahlung zu, wobei die Polarisationsebenen der einzelnen Komponenten jeweils in zwei zueinander
senkrecht liegende Richtungen gedreht werden können. Es sind jedoch sechzehn verschiedene Kombinationen
möglich, wenn, wie in F i g. 6 dargestellt, ein zusätzlicher elektrooptischer Schalter 100 hinzugefügt wird, der jede
Polarisationsebene achromatisch um 90° drehen kann. Im Falle von sechs Wellenlängen A1... λβ werden fünf
Zellen der in Fig.4 dargestellen Art benötigt. Die Anzahl der Kombinationen der Wellenlängen
A = 25 = 32. Durch die Verwendung eines zusätzlichen achromatischen elektrooptischen Schalters wird die
Anzahl dieser Kombinationen auf 64 erhöht. Im aligemeinen sind für n-Wellenlängen n-\/Zellen erforderlich,
um die maximale Anzahl von 2"- '/Kombinationen einstellen zu können. Für den Fall, daß die absoluten
Polarisationsrichtungen festgestellt werden können, erhöht sich die Anzahl der möglichen Kombinationen
durch Verwendung eines zusätzlichen achromatischen elektrooptischen Schalters zur Drehung der Polarisationsebenen
um jeweils 90° auf 2<1/Kombinationen.
Die beschriebene Vorrichtung hat eine ähnliche Funktion wie ein Lichtablenker. Die am Ausgang eines
derartigen Lichtablenkers darstellbare Information ist aber räumlich verschlüsselt, während die an den
Ausgängen der beschriebenen Vorrichtungen auftretenden Informationen wellenlängen-polarisationsrichtungs-verschlüsselt
sind.
Ein weiterer Vorteil gegenüber den Lichtablenkern besteht weiterhin darin, daß die zur Steuerung einer
Flüssig-Kristall-Zelle erforderlichen Spannungen niedriger
sind. Andererseits ist die Schaltgeschwindigkeit der Flüssig-Kristall-Zellen nicht so schnell, da die
Moleküle sich im elektrischen Feld ausrichten müssen.
Es ist aber auch möglich, eine der in den F i g. 4 und 5 dargestellten Flüssig-Kristall-Zellen-Anordnungen anstelle
eines dispersiven Rotators 12 und eines elektrooptischen Schalters 14 nach F i g. 1 oder einer dispersiven
Phasenplatte 26 und eines elektrooptischen Schalters 14 nach Fig.2 zu verwenden. Eine derartige Anordnung
ist in F i g. 6 dargestellt. Sie besteht aus durch elektrische Felder gesteuerten Flüssig-Kristall-Zellen und Strahlenteilern
zur Teilung der Strahlen in Abhängigkeit der Lage ihrer Polarisationsebene. Diese Vorrichtung hat
eine größere Anzahl von Ausgangskombinationen als die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Vorrichtungen. In
F i g. 6 ist eine zweistufige Ablenkvorrichtung dargestellt. Die Steuervorrichtungen in beiden Stufen sind
gleich, die Strahlenteiler bewirken aber eine verschieden große Seitenverschiebung. Im vorliegenden Beispiel
werden vier verschiedene Frequenzen verwendet, und die beiden Stufen ergeben vier verschiedene Ausgangspostionen.
Die zur Polarisationssteuerung verwendeten Zellen 102,104,106,108, UO, 112,114 und 116 sind die
gleichen wie die im Zusammenhang mit der Anordnung nach Fig.4 beschriebene Zelle. Die Kombination der
vier Zellen ist gleich der in F i g. 5 beschriebenen, nur ist der in Fig.5 mit 100 bezeichnete elektrooptische
Schalter durch eine vierte Zelle ersetzt, die für Strahlung aller Wellenlängen eine Phasenverschiebung
Φ = (2/j+1) ■ π verursacht, wenn sie sich im Schaltzustand
»1« befindet Ist die Zelle 102 im Schaltzustand »1«, so wird die Polarisationsrichtung einer Strahlung
mit der Wellenlänge Aj senkrecht in bezug auf die Polarisationsrichtung aller anderen Wellenlängen gedreht
Die Zelle 104 bewirkt daß die Polarisationsrichtung einer Strahlung mit der Wellenlänge λι senkrecht
zu den Polarisationsrichtungen aller anderen Wellenlängen gemacht wird, die Zelle 106 bewirkt daß die
Polarisationsrichtung einer Strahlung mit der Wellenlänge λί senkrecht zu den Polarisationsrichtungen aller
anderen Wellenlängen wird, während die Zelle 108 bewirkt daß die Polarisationsrichtung von allen
Wellenlängen um 90° gedreht wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Vorrichtung zur steuerbaren Ablenkung eines polarisierten Lichtstrahls auf eine Vielzahl fest
vorgegebener, räumlich getrennter Strahlenwege, bestehend aus einer oder mehreren Ablenkstufen
mit jeweils einem Element, das die Polarisationsrichtung des Strahls steuerbar um 0° oder 90° dreht, und
einem in Lichtstrahlrichtung dahinter angeordneten Element, das die ihm zugeführte Strahlung in
Abhängigkeit von der Lage ihrer Polarisationsrichtung auf jeweils einem von zwei möglichen Wegen
weiterleitet, dadurch gekennzeichnet, daß zur steuerbaren Ablenkung der Komponenten eines
unterschiedliche, diskrete Wellenlängen aufweisenden Strahls auf die einzelnen Strahlenwege Elemente
(12,26,32} vorgesehen sind, die so ausgebildet und
so dimensioniert sind, daß sie die Polarisationsrichtungen der einzelnen Komponenten auf zwei
zueinander senkrechte Lagen verteilen und daß Elemente (14, 34) zur steuerbaren Drehung der
Polarisationsrichtungen im Strahlengang dahinter angeordnet und so dimensioniert sind, daß sie die
Polarisationseinrichtung bei allen Komponenten 2";
gemeinsam um jeweils 0° oder 90° drehen.
2. Vorrichtung zur steuerbaren Ablenkung eines polarisierten Lichtstrahls auf eine Vielzahl fest
vorgegebener, räumlich getrennter Strahlenwege, bestehend aus einer oder mehreren Ablenkstufen jo
mit jeweils einem Element, das die Polarisationsrichtung des Strahls steuerbar um 0° oder um 90° dreht,
dadurch gekennzeichnet, daß zur steuerbaren Ablenkung der Komponenten eines unterschiedliche,
diskrete Wellenlängen aufweisenden Strahls auf die einzelnen Strahlenwege steuerbare Elemente
(94, 96,98; 102,104,106,...) vorgesehen sind, die im
unerregten Zustand den Strahl unbeeinflußt durchlassen, während sie im erregten Zustand solche
Phasenverschiebungen der ordentlichen und außer- 4» ordentlichen Strahlen der einzelnen Komponenten
bewirken, daß sie sie Polarisationsrichtungen der einzelnen Komponenten auf zwei zueinander
senkrechte Lagen verteilen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je Ablenkstufe ein nichtsteuerbarer
Dispersions-Rotator (12, 32) und ein steuerbarer elektrooptischer Schalter (14) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je Ablenkstufe eine nichtsteuerbare
Dispersions-Phasenplatte (26) und ein steuerbarer elektrooptischer Schalter (14) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß je Ablenkstufe mindestens eine durch
elektrische Felder steuerbare Flüssig-Kristall-Zelle
(94,96,98) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß je Ablenkstufe mehrere, hintereinander
angeordnete, durch elektrische Felder steuerbare Flüssig-Kristall-Zellen (102, 104,... HO, 112,...)
vorgesehen sind, von denen jede zur Steuerung der Polarisationsrichtung einer einzigen Wellenlänge
dient.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2,5 und
6, gekennzeichnet durch einen in Lichtstrahlrichtung hinter einem oder mehreren steuerbaren Elementen
(94,96,98) angeordneten elektrooptischen Schalter, der so dimensioniert ist, daß er die Polarisationsrichtung
bei allen Komponenten gemeinsam um jeweils 0° oder um 90" dreht.
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