DE2047651C3 - Anordnung zur zweidimensional räumlichen und zeitlichen Modulation von kohärenten Lichtbündeln - Google Patents

Description

Die Blenden weiden vorzugsweise als Loch- uder Spaltblenden ausgebildet und ihre Öffnungen werden so bemessen, daß sie in der Größenordnung, des Brennfleckes der durch die fokussierenden Elemente gebündelten ungestreuten Strahlung liegen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren /ur Herstellung einer solchen Blendenanordnuni; besteht darin, daß die in die Oberfläche einer der beiden Trägerplatten rasterförmig eingearbeiteten fokussierenden Elemente mit räumlich kohärentem Licht bestrahlt wer- m den uiiu durch Fokussierung des Lichts auf einer im Brennpunktabstand der fokussierenden Elemente angebrachten lichtempfindlichen Schicht Blendenöffnungen in d'eser Schicht entstehen.

Die Erfindung geht von der grundlegenden Erkenntnis aus, daß bei Belichtung nematischer Flüssigkri-.fjl'e mit kohärentem Licht die Kohärenz des ungestreuten, durch den Flü.v^gkrUtall du.Jurete..-den Lichtes unabhängig vom angelegten Feld voll erhalten bleibt. Die Intensität ties ungesi reuten Anteil·· η zeigt dagegen eine Abhängigkeit von ecm am Flus-•»iükristall anliegenden Feld. Die MitenciUin;.' der benachbarten Kreuzungspunkie h:it einen vernachiässinhar kleinen Einfluß aut die Iniensiiät ties nr.iic-Mreuten Lichtanteils. da die Abhängigkeit K:.ivjn nicht linearen Verlauf aufweist, wodurch ein Lnikt'ppluiiiisproblem bei Displav-Mauixen nicht auftritt. T ennt man den gestreuten vom uiiiiestreuien Anteil duich räumliche Filterung, -n erhält man eine Amplitudenmodulation des unge-irciHci! k.ih.ienten 3·· l.ichianteils. dessen Amplitude durch die Höhe der am Flüssigkristall anliegenden Spannung :v>teuerl »erden kann. Zur räumlichen Modulation wird der Flüssiukristall durch die nialmförmiee Elektpidctistruktur in Kiemente unterteilt, die individuell .i:v_!e- 3.= steuert werden könen.

An dem in der Zeichnung dargestellten A.u^fuhrungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert.

fSie in der Figur dargestellten Pfeile 1 stellen das \om Laser kommende kohäiente Strahlenbündel tlar. Die Flüssigkristallschicht 4 befindet sich /wisch ·η zwei Glasplatten 3 und 5. die auf ihren !nnentlächen transparente Elektroden 6. 7 tragen. Die Elektroden können durch Atzung als schmale, parallele Streiten ausgebildet und am Plattenrand kontaktiert werden. Die Streifeiisvsterne der beiden Glasplatten stehen aufeinander senkrecht. Durch ,Anlegen einer Sp.inig an zwei sich ü berk reu,'ende Elektroden wird die nematische Flüssigkeit am Kreu/ungsptinkt lichtstreuend. Hinler dtm Flüssigkristall sind eine Anzahl fokussierender Elemente 2 rasterförmig angeordnet, wobei es zweckmäßig ist, daß der Rasterabstand der haussierenden Elemente mit dem der Elektrodenmatrix übereinstimmt. Die fokussierenden Elemente, z. B. Linsen, sind entweder in einem Trägerrahmen befestigt, oder in die Oberfläche der Glasplatte 5, z. B. durch Pressen, eingearbeitet. Dahinter befindet sieh ein Körper 8. der so viele Blendenöffnungen 9 enthält, daß jedem fokussierenden Element eine Blendenöffnung zugeordnet ist. Zweckmäßigerweise wird der Körper 8 im Brennpunktabsland der fokussierenden Elemente 2 aufgestellt. Der Körper 8 kann beispielsweise aus einem fotografischen Film bestehen, in dem durch Bestrahlung des Rasters der fokussierenden Elemente! Blendenöffnungen geschaffen wurden. Dies Verfahren hat den Vorteil, daß die Blendenöffnungen in der Größenordnung des Brennflecks der durch die fokussierenden Element gebündelten ungestreulen Strahlung liegt. Eine andere Möglichkeit besteht dar·'·, statt des fotografischen Films cine Metallfolie zu verwenden und in ihr die entsprechenden Blendenöffnungen durch thermische W irkung des Lichtstrahl·:- zu schaffen.

Die Wirkungsweise diesel Anordnung ist folgende: DeF Lichtstrahl durchsetzt erst den 1 iüssigkristall und danach das Linsenrasier und wird von diesem auf das Blendenraster fokussiert. Die Kreuzungspunkte der Elektrodenmatrix, die spannungsfrei sind, lassen die gesamte Lichtintensität durch. An den unter Spannung siehenden Kreuzungspunkten belinde! sich der nematische Flüssigkristall im Zustand der dynamischen Streuung.

Je nach Größe der angelegten Spannung wird ein größerer oder kleinerer Teil des Lichtes zerstreut und durch den Biendenkörper ausgefiltcil. Nur der ungcstreule Anteil, dessen Kohärenzeigenschafl unverändert erhalten bleibt, triü durch die Blendenöffnung durch.

Al- weiteres Anwendungsgebiet kann noch der Einsatz der oben beschriebenen Anordnung als elektrisch steuerbares Hologramm zur Realisierung svntlv.'tischcr iniii dem Computer errechneter) Hologramme genannt werden, sowie in Verbindung mn einer Fernsehkamera der Ειιν-·:·.ζ als inkohärent-kohärenter Umsetzer für kohärent-optische Datenverarbeitung inkohärent beleuchteter Objekte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

¹ tende tmnspiwmc streifenfürmige Schichten auf-

S dfcwriu* zueinander angebracht sind.

Patentansprüche: Bei »Wreichen Anwendungen der modernen Optik ζ B Inder akustischen Holografie und der M.I.Anordnung zur zweidimensional rüumhchcn "nwellenhologrofie, besteht die Notwendigkeit, aus und zeitlichen Modulation von kohärenten Licht- 5 *[°™"\' _S-L_a|_en, die aus den jeweiligen Intcr.ebündeln unter Verwendung eines nematischen. ^"".⁵T- _ab|_ei_eitet werden, ein Hologramm aufzudynamisch streuenden Flössigkeitskristalls. der J*"^ Hicrau benSugt man elektrooptischen Bauteil·.:. zwischen zwei transparenten Trägerplatten an- Bauen. · _ission;_ciu_Cnschaften für kohärentes

geordnet ist, wobei jede Trägerplatte elektrisch aercn ' _{mcn!(jonal räu}mlich und uK Funktum leitende transparente streifenformige Schichten io u»cn«. * _e,_ek,_risch gesteuert werden müssen. I in aufweist, die versetzt zueinander angebracht s,iul. u« -· _rouj_em existiert in der kohärcnt-opitschen dadurch gekennzeichnet, daü jcd-τ ^"'!„"!2_arbeitunii, wobei inkohärente optische In-Kreuzungsstelle der elektrisch leitenden, transpa- ^ ,ionen in ähnlicher Weise einer kohärenten renten, streifenförmigen Schichten ein fokusste- ,"^,'^_{lle au}fmoduliert werden müsser. rendes Element (2), in dessen Brennpunkt e.ne fj , „*'_tjschen Flüssigkrisiallen sind die langge-Blende (9) angeordnet ist, derart zugeordnet ist. mm. . _kü,_{c para}if_e| ₇u einer Vorzugsrichtung

daß jedes Lichtbündel erbt den Flüssigkristall. streemc« _ Struktur führt zu einer optischen

danach das fokussierende Element (2) und an- an-,eorurici. ^^ ^ ^ Schicht einer nemati-.ehen schließend die Blende (9) durchsetzt. J"' ; ·' ..|_ektrisches Feld anneie-yi. so wirJ u,e

2. Ano' inun« nach Anspruch), dadurch ge- *° ^Sul^ „ ',- ■ ^WQ_{rdnuni! ycr}stört. Die \Orzugsricimm-j

kennzeichnet, daß die fokussierenden Elemente ursprui l.. ■ _{d /cU}|j_ch starken Flukiuatio-

• ι nntenicSi iduniu^-ii uh*j -

aus Linsen bestehen. ^u" p.^ser Effekt, der zur Liclustcuerung in der

3. Anordnuni· η;κ h Anspruch 2. dadurch ge- nen. l-lsc ■ j_{M un}ter der Bezeichnu:i^ kennzeichne., daß d,. Linsen Zylinderlinse., sind. Fluss,»kn. ai.s.hicm ^">^^

4. Anordnung nach Anspruch 1. dadurch ge- 25 -ü>ru^im^^{v 1}^_n rutschen Patentanmeldung dcuikennzeichnct. daß die fokussierenden Elemente ü" offenleuuno'-schrift 2 017 615 is- ein elektrisch Hohlspiegel sind. ^SC, f. 1 ■-er Lichtschalter unter Verwendung eines

5. Anordnunu nach Anspruch 1. dadurch ge- g>-s. . '^l. π beschrieben Durch punklweises Ankennzeichnet, daß dii fokussierenden Lkmente ,., T ^elektrischen Feldes an matrixartig ange-Fresnel/orenplatten sind. ^{ia g}f" ^'"^! »'ktroden zwischen denen der FIüsmü-

6. Anordnung nach Anspruch 1. dadurch ge- "^lf anacordnct ist. lassen sich beliebige Zeichen kern/cxhnct. daß »!ic Ble-dcn aus Lochblenden knslall angcMunt ^ ^ Schaltelement nnchbesiehen. darstellen. . _Fj|_ter |^_{βι s}j_cn der Kontrast

7. Anordnung nach Anbruch I. dadurch gc- fcordnctcs raum - _seAnordnung eignet sich jedoch kennzeichnet, daß die Blenden aus Spallbienden 35 ^erhcbll'^h _c^^h _{zur 7}Avcidimensional räumlichen und bestehen. "wrhyeitia zeitlichen Modulation von Lichtbündeln

S. Anordnung nach einem der Ansprüche I gle ehze.tig zeiuiu _narcnl__optischcn Dateiner-

bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden- >"^sbcs0^ S'" _ma , _jcLs Anordnuni-en. bei dc-

öffnung so bemessen ist, daß sie in der Größen- arbe, ung rjjo J ma H^ ^^ _dcktns,,^

Ordnung des Brennflecks der durch die fokuss.c- 40 ncn de koha« ^LI ^_{cn könncn}. _{daB in (rdciri}

renden Elemente gebündelten ungestrcuten Jgna c vo modul^rt ^ _Hcllil,_keit ,,ulnalud'

Strahlung liegt. "", h ' I^nrlcrbar ist und wobei die Kohärenz voll

9. Verfahren zur Herstellung von Blendcnöfl- zeitlich veränderbar ist, unu

nungen nach einem der Ansprüche 6 bis X da- ^crh _rL^l._r ^en _Frn_nduna licm die Aufnähe zugrunde, eine

durch gekennzeichne,, daß die in die Oberfläche 45 DkJ *-^rt^_u Ζϊ zur zwei^mensional räumli-

einer der beiden Trägerplatten rastcrformig em- ^"^rll^_ul " "h_Cn Modulation von kohärenten

gearbeiteten fokussierenden Elemente mit raum- chen um ζu me π _Vcrwenduni; eines

lieh kohärentem licht bestrahl·, werden und l-"*»'-"^ ^^'\,^_{cnden F}lüssi_ckris«alls.

durch Fokussierung des Lichte auf einer ,m "'.•mat.sLhe™ d>nam ch s ru ^

Brennpunktabstand der fokussierenden Elemente 50 der zwischen zwu tr a P Elektrisch lei-

angebrachten lichtempfindlichen Schicht Blen- g^.«^ ^J^_if SÄ ScMcLn auf-

denöffnungcn.n dieser Schicht entstehen end ™.J™_{7Ucinandcr a}n_Eebracht sind und

K). Verfahren nach Anspruch 9. dadurch gc- weist, "^- ,^vcrsc, , - h'i_r-,hh-n so" moduliert werden

kennzeichnet, daß «au Z lichtempfindlichen mit der koharcnle ^traWcη ° ^^{1 e}J^J

Schicht eine Metallfolie verwendet wird und d.c 55 können. ^^L\^Z_n] ZcL·^ elektrischen FeI '

lie thermische wirkung

rssssgi

viduell zeitlich veränderbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelost, dab jeder

60 Kreuzungsstelle der elektrisch leitenden, transparenten streifenförmigen Schichten ein fokussierenües Element in dessen Brennpunkt eine Blende angeord-Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur zweidi- net ist derart zugeordnet ist daß J^ L^tbinule.

lih d ilih Mdlti n erst de,, ^Ρ««»'Β*™*^^^

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Die Erfindung betrifft ene g ^

mensional räumlichen und zeitlichen Modulation von erst de,, ^Ρ««»'Β*™*^^^ kohärenten Lichtbiindcln unter Verwendung eines 6₅ Element und »ⁿ*hl«eBendd,e Blendc nematischen, dynamisch streuenden Flüssigkristalls. D.c fokussierenden Elemenl^

der zwischen zwei transparenten Trägerplatten an- aus Linsen, Hohlspiegeln oder geordnet ist, wobei jede Trägerplatte elektrisch lei- bestehen.