DE2108439A1

DE2108439A1 - Device for deflecting a monochromatic light beam

Info

Publication number: DE2108439A1
Application number: DE19712108439
Authority: DE
Inventors: Arthur Princeton Junction NJ. Miller (V.StA.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1971-02-22
Filing date: 1971-02-22
Publication date: 1972-09-07

Description

Einrichtung zum Ablenken eines monochromatischen Lichtbündels Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ablenken eines monochromatischen Lichtbündels, z.B. zum Ablenken eines Eingangslichtbündels in einen von vielen Ausgangs-Strahlengängen, mit mindestens einer zwei Flächen aufweisenden Fabry-Perot-Platte, die Licht, das unter einem von ihren Parametern abhängigen Winkel e auf die eine Fläche einfällt, an der anderen Fläche austreten läßt, während Licht,das unter bestimmte; vom Winkel e verschiedenen Winkeln auf die eine Fläche einfällt, reflektiert wird. Device for deflecting a monochromatic light beam Die The present invention relates to a device for deflecting a monochromatic Light bundle, e.g. to deflect an input light bundle into one of many output beam paths, with at least one two-faced Fabry-Perot plate that emits light that at an angle e, which depends on its parameters, is incident on a surface, lets out at the other surface, while light, which under certain; from the angle e different angles at which a surface is incident, is reflected.

j Einrichtungen zur Ablenkung eines Lichtbündels werden z.B. für Datenverarbeitungsanlagen benötigt. Es gibt z.B.j Devices for deflecting a light beam are used e.g. for data processing systems needed. There are e.g.

elektro-optische Hologrammspeicher mit wahlfreiem Zugriff durch Ablenkung eines Laserstrahlungsbündels auf einen gewünschten Platz in einer zweidimensionalen Hologrammanordnung mit größenordnungsmäßig 100 x 100 auflösbaren Plätzen. electro-optical hologram memory with random access by distraction a laser beam to a desired place in a two-dimensional Hologram arrangement with approximately 100 x 100 resolvable places.

Die bekannten Lichtablenkeinrichtungen arbeiten mit Reflexion, Brechung, Doppelbrechung und Interferenz, sie lassen jedoch alle hinsichtlich der Kosten, der Fähigkeit eine diskrete digitale Ablenkung zu bewirken, des Lichtübertragungswirkungsgrades, des Kontrastverhältnisses, der Arbeitsgeschwindigkeit bei wahlfreiem Zugriff oder mehrerer dieser Punkte zu wünschen übrig. The known light deflection devices work with reflection, refraction, Birefringence and interference, let them however all as to the cost, the ability to provide a discrete digital deflection, the light transmission efficiency, the contrast ratio, the working speed with random access or several of these points left something to be desired.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Ablenkung eines Lichtbündels anzugeben, die sich insbesondere durch ein gutes Digitalverhalten, geringe Lichtverluste, hohes Kontrastverhältnis und hohe Arbeitsgeschwindigkeit auszeichnet. The present invention is accordingly based on the object to specify a device for deflecting a light beam, in particular due to good digital behavior, low light loss, high contrast ratio and high working speed.

Die vorliegende Ablenkeinrichtung enthält mindestens eine Fabry-Perot-Platte. Eine Fabry-Perot-Platte hat zwei parallele Flächen, die durch ein transparentes Medium getrennt sind und sie läßt Licht, das unter einem von ihren Parametern abhängigen infallswinkel 0 auf die eine Fläche einfällt, an der anderen Fläche austreten, während Licht, das unter (mindestens einigen) bestimmten, vom Winkel 0 verschiedenen Winkeln auf die eine Fläche ein fällt, reflektiert wird. Die als Fabry-Perot-Platte bekannte optische Einrichtung wird gelegentlich auch als Fabry-Perot-Interferometer oder Fabry-Perot-Resonator bezeichnet. The present deflector includes at least one Fabry-Perot plate. A Fabry-Perot plate has two parallel surfaces that are covered by a transparent one Medium are separated and it lets light come under one of its parameters infallwinkel 0 is incident on one surface, emerge on the other surface, while Light emitted at (at least some) certain angles different from angle 0 on which a surface falls, is reflected. The one known as the Fabry-Perot plate Optical device is sometimes called a Fabry-Perot interferometer or Called Fabry-Perot resonator.

Gemäß der Erfindung ist im Abstand von der Fabry-Perot-Platte und von dieser durch ein transparentes Material (z.B. einen Keil aus Quarz oder einem anderen optischen Werkstoff) getrennt, eine weitere Fläche angeordnet, die reflexionsfähig ist. Die Fabry-Perot-Platte und die weitere Fläche vermögen eine (zickzackartige) mehrfache Reflexion des Lichtbündels in Wege, die durch das transparente Material verlaufen, zu bewirken. According to the invention is at a distance from the Fabry-Perot plate and from this through a transparent material (e.g. a wedge made of quartz or a other optical material) separated, another surface arranged, which is reflective is. The Fabry-Perot plate and the wider surface have a (zigzag) multiple reflection of the light beam in paths that pass through the transparent material run to effect.

Bei einer solchen Anordnung, insbesonderz wenn das transparente Material keilförniig ist, kann die Fabry-Perot- Platte als Eingangsglied dienen, auf dessen eine Fläche das monochromatische Licht unter dem Einfallswinkel 0 ein fällt, von wo es dann durch die Platte zu der weiteren reflektierenden Fläche durchgelassen wird. Wenn der Keilwinkel a/2 beträgt, trifft das reflektierte ursprüngliche Lichtbündel im wesentlichn unter dem Einfallswinkel (X + a) die andere Fläche der Platte, an der es erneut reflektiert wird. Das Lichtbündel wird auf diese Weise auf seinem Weg durch das medium hin- und herreflektiert', wobei sich der Winkel für jede zusätzliche Reflexion zu der weiteren reflektierenden Fläche um einen Betrag erhöht, der im wesentlichen gleich dem winkel a ist. With such an arrangement, especially when the transparent material is wedge-shaped, the Fabry-Perot Plate as an input link serve, on one surface of which the monochromatic light at the angle of incidence 0 falls, from where it then passes through the plate to the further reflective surface is let through. If the wedge angle is a / 2, the reflected original hits Light bundle essentially at the angle of incidence (X + a) the other surface of the Plate on which it is reflected again. The light beam is made this way reflected back and forth on its way through the medium, whereby the angle for each additional reflection to the further reflective surface by an amount increased, which is substantially equal to the angle α.

Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Further refinements and developments of the invention are shown in FIG characterized the subclaims.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer digital arbeitenden Lichtablenkeirichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 2 ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Transmission einer Fabry-Perot-Platte, wie sie bei der einrichtung gemäß Fig. 1 Verwendung findet, in Abhängigkeit vom Einfallswinkel dargestellt ist; Fig. 3 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das in konstruktiver Hinsicht vom AusfüilrungsUeispiel gemäß Fig. 1 abweicht, und Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Lichtablenkeinrichtung gemäß der Erfindung, die eine Ablenkung eines Lichtoündels in zwei zueinander sen:srec czn Richtungen gestattet. In the following, embodiments of the invention are based on the The drawings are explained in more detail, they show: FIG. 1 a side view of a digitally operating one Light deflection device according to an embodiment of the invention; Fig. 2 a Diagram showing the dependence of the transmission of a Fabry-Perot plate like her in the device according to FIG. 1 is used, depending on the angle of incidence is shown; Fig. 3 is a side view of a second embodiment of the Invention, which differs from the AusfüilrungsUebeispiel according to FIG. 1 in structural terms, and FIG. 4 is a schematic perspective view of an embodiment of a Light deflection device according to the invention, which deflects a light beam in two directions to each other: srec czn.

Die in Fig. 1 dargestellte digitale Lichtablenkeinrichtung enthält als Eingangsglied eine Fabry-Perot-Platte oder Etalon 10, einen transparenten Keil 20 und eine Aus-gangs-Fabry-Perot-Platte 30. Die Fabry-Perot-Platte 10 enthält zwei teildurchlässige, hochreflektierende ebene Flächen 11 und 12, die genau parallel zueinander verlaufen. Bei dem dargestellten Aus-|fGhrungsbeispiel wird die Parallelität der beiden Flächen 11 und 12 durch eine transparente Platte 13 aufrecht erhalten, die z.B. The digital light deflector shown in FIG. 1 contains a Fabry-Perot plate or etalon 10, a transparent wedge, is used as the input element 20 and an output Fabry-Perot plate 30. The Fabry-Perot plate 10 contains two partially transparent, highly reflective flat surfaces 11 and 12, which are exactly parallel run towards each other. In the exemplary embodiment shown, the parallelism the two surfaces 11 and 12 maintained by a transparent plate 13, the e.g.

aus Glas oder Quarz bestehen kann. Die teilweise transparenten, hochreflektierenden Flächen 11 und 12 werden vorzugsweise durch bekannte dielektrische Mehrfachschichten gebildet. Es ist möglich Flächen herzustellen, bei denen die Summe des Transmissionskoeffizienten und des Reflexionskoeffizienten vom Wert 1 um etwa 0,001 oder weniger abweicht, so daß der optische Hohlraum oder Resonator zwischen diesen Flächen praktisch verlustfrei ist.can be made of glass or quartz. The partially transparent, highly reflective ones Areas 11 and 12 are preferably formed by known multilayer dielectric layers educated. It is possible to produce surfaces where the sum of the transmission coefficient and the reflection coefficient deviates from the value 1 by about 0.001 or less, so that the optical cavity or resonator between these surfaces is practically lossless is.

Fabry-Perot-Interferometer sind seit 1889 bekannt und die Fabry-Perot-Platte 10 kann daher in bekannter Weise hergestellt werden. Angaben über die Konstruktion und Anwendung von Fabry-Perot-Platten sind in den "Principles of Optics" von Born und Wolf, zweite Auflage 1964, Seiten 329 bis 351 beschrieben.Fabry-Perot interferometers have been known since 1889, and so is the Fabry-Perot plate 10 can therefore be manufactured in a known manner. Information about the construction and use of Fabry-Perot plates are in Born's Principles of Optics and Wolf, second edition 1964, pages 329-351.

Die Lichttransmissionscharakteristik der Fabry-Perot-Platte 10 in Abhängigkeit vom Einfallswinkel eines Laserstrahlungsbündels aus monochromatischem, kohärenten Licht ist in Fig. The light transmission characteristics of the Fabry-Perot plate 10 in Dependence on the angle of incidence of a laser beam from monochromatic, coherent light is shown in Fig.

2 dargestellt, wo längs der Ordinate die Transmission und längs der Abszisse der Einfallswinkel aufgetragen sind. Wenn ein Parallelstrahlenbündel 14 (Fig. 1) von einem sicht dargestellten Laser unter dem Winkel 0 bezüglich einer Bezugslinie RL, die senkrecht auf der ebenen Fläche 11 steht, auf die Fabry-Perot-Platte fällt, tritt aus deren Fläche 15 ein.Lichtbündel 15 aus, dessen Intensität praktisch gleich der Intensität des einfallenden Bündels ist. Das winkelabhängige Ausgangsbündel 15 resultiert aus der in Fig. 2 dargestellten Transmissionscharakteristik 10. Wenn der infallswinkel des Bündels 14 von 0 auf 0 1 geändert wird, läßt die Fabry-Perot-Platte wieder Licht durch, wie durch die Kurve 18 in Fig. 2 dargestellt ist. Bei Einfallswinkel zwischen 0 und 01 läßt die Platte 10 das einfallende Bündel nicht durch sondern reflektiert es stattdessen. Die Transmissionsmaxima der Fabry-Perot-Platte sind durch die Formel 2d cos 0 = gegeben, wobei d der effektive Abstand der reflektierenden Flächen und A die Wellenlänge des Lichts sind. Die Eigenschaften des durch die Fabry-Perot-Platte 10 gebildeten optischen Resonators entsprechen den Eigenschaften eines elektrischen Mikrowellenresonators oder -hohlraums bezüglich der Ubertragung von Hochfrequenzenrgie durch den Resonator in Abhängigkeit von der Frequenz der Hochfrequenzenergie.2, where along the ordinate the transmission and along the The abscissa of the angle of incidence are plotted. When a parallel beam 14 (Fig. 1) of a view shown laser at the angle 0 with respect to a Reference line RL, which is perpendicular to the flat surface 11, on the Fabry-Perot plate falls, occurs from its surface 15. Lichtbündel 15, the intensity of which is practically is equal to the intensity of the incident beam. The angle-dependent output bundle 15 results from the transmission characteristic 10 shown in FIG the angle of attack of the bundle 14 changed from 0 to 0 1 will, lets light again passes through the Fabry-Perot plate, as shown by curve 18 in FIG is. At angles of incidence between 0 and 01, the plate 10 leaves the incident bundle not through but instead reflects it. The transmission maxima of the Fabry-Perot plate are given by the formula 2d cos 0 =, where d is the effective distance of the reflective Areas and A is the wavelength of light. The properties of the Fabry-Perot plate 10 formed optical resonator correspond to the properties of an electrical Microwave resonator or cavity with respect to the transmission of high frequency energy through the resonator as a function of the frequency of the high frequency energy.

Die in Fig. 1 dargestellte Ablenkeinrichtung enthält ferner eine Ausgangs-Fabry-Perot-Platte 30, die im Aufbau ähnlich ist wie die Eingangsplatte 10. Bei der Fabry-Perot-Platte 30 sind jedoch der effektive Abstand d3 und dementsprechend der Einfallswinkel 0, bei dem die Durchlässigkeit ihr Maximum hat, veränderbar. Die Fabry-Perot-Platten 10 und 30 sind in Bezug aufeinander geneigt, z.B. durch eingefügte Abstandshalter (nicht dargestellt), so daß zwischen ihnen ein transparenter Keil 20 mit einem Keilwinkel a/2 gebildet wird. Der transparente Keil 20 kann mit Luft oder irgend einem anderen transparenten festen Material ausgefüllt sein. The deflector shown in Fig. 1 also includes a Output Fabry-Perot plate 30 which is similar in structure to the input plate 10. In the case of the Fabry-Perot plate 30, however, the effective distance is d3 and accordingly the angle of incidence 0, at which the permeability has its maximum, can be changed. The Fabry-Perot plates 10 and 30 are inclined with respect to one another, e.g. inserted spacers (not shown), so that between them a transparent Wedge 20 is formed with a wedge angle a / 2. The transparent wedge 20 can with Air or some other transparent solid material.

Die Ablenkeinrichtung gemäß Fig. 1 kann auf verschiedene Weise aufgebaut werden. Unabhängig von der Konstruktion muß gewährleistet sein, daß die teildurchlässigen und hochreflektierenden Flächen oder Schichten 11, 12, 31 und 32 bezogen auf einen Bruchteil der Wellenlänge des einfallenden Lichtbündeis 14 sehr eben sind. Außerdem müssen die Flächen 11 und 12 sowie die Flächen 31 und 32 vollkommen parallel sein. Schließlich ist auch eine hochgradige Stabilität des Winkels zwischen den Flächen 12 und 31 erforderlich und man wird aus diesem Grunde für den transparenten Keil 20 nicht Luft sondern ein festes Bauteil verwenden, wie noch in Verbindung mit Fig. 3 näher erläutert werden wird. The deflection device according to FIG. 1 can be constructed in various ways will. Regardless of the construction, it must be ensured that the partially permeable and highly reflective surfaces or layers 11, 12, 31 and 32 based on one Fraction of the wavelength of the incident light bundle 14 are very flat. aside from that surfaces 11 and 12 and surfaces 31 and 32 must be perfectly parallel. Finally, there is also a high degree of stability of the angle between the Areas 12 and 31 are required and for this reason you choose the transparent one Wedge 20 do not use air but a solid component, as described in connection with this will be explained in more detail with FIG. 3.

Die Die Ausgangs-Platte 30 unterscheidet sich von der Eingangs-Platte 10 darin, daß erstere mit einer Anordnung zur Änderung eines ihrer physikalischen oder körperlichen Parameter versehen ist, um den Einfalsswinkel, bei dem die Platte 30 Licht durchläßt, steuern zu können. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen. Beispielsweise können die teilweise transparenten und praktisch verlustfrei reflektierenden Flächen 31 und 32 elektrisch leitende Schichten enthalten, die Elektroden auf den entgegengesetzten Flächen einer Trägerplatte 33 bilden. Die transpatente Trägerplatte 33 besteht aus einem elektro-optischen Werkstoff, dessen Brechungsindex von der angelegten elektrischen Spannung abhängt. Mit den leitenden Flächen 31 und 32 ist eine veränderliche Spannungsquelle, z.B. eine Batterie 24, an die ein mit den leitenden Flächen 31 und 32 verbundenes Potentiometer 34 angeschlossen ist, verbunden. Durch Verstellen des Potentiometers 34 und die hierdurch bewirkte Spannung an der Trägerplatte 33 aus dem elektro-optischen Material lä>* sich dann also der Bre chungsindex und damit die Phasenverzögerung in der Trägerplatte 33 steuern. The output disk 30 is different from the input disk 10 in that the former with an arrangement for changing one of their physical or physical parameter is provided to the angle of incidence at which the plate 30 lets light through, to be able to control. This can be done in a number of ways. For example, the partially transparent and practically lossless reflective Areas 31 and 32 contain electrically conductive layers, the electrodes on the opposite surfaces of a carrier plate 33 form. The transparent carrier plate 33 consists of an electro-optical material whose refractive index depends on the applied electrical voltage depends. With the conductive surfaces 31 and 32 is a variable voltage source, e.g., a battery 24, to which one of the conductive Areas 31 and 32 connected potentiometer 34 is connected, connected. By Adjustment of the potentiometer 34 and the resulting voltage on the carrier plate The refractive index can then be derived from the electro-optical material and thus control the phase delay in the carrier plate 33.

Für die Trägerplatte 33 wird ein elektro-optisches Material mit einem quadratischen Effekt einem Material mit einem linearen Effekt bevorzugt, da dann der Ausgangswinkel eine lineare Funktion der angelegten Spannung ist. Es ist nicht erforderlich, daß die Doppelbrechung des elektro-optischen Materials veränderlich ist, man kann vielmehr ein isotropes Material, wie Glas, verwenden. Eine änderung der Phasenverzögerung in der Trägerplatte 33 ist einer Änderung des Abstandes d3 der Flächen 31 und 32 analog. IN beiden Flächen ändert sicn die "Ailstimmungl' des durch die Fabry-Perot-Platte gebildeten optisciie: Resonators, und damit der Einfallswinkel, bei dem die Platte das Lichtbündel durchläßt. For the carrier plate 33 is an electro-optical material with a quadratic effect a material with a linear effect is preferred, since then the output angle is a linear function of the applied voltage. It is not required that the birefringence of the electro-optical material is variable rather, an isotropic material such as glass can be used. A change the phase delay in the carrier plate 33 is a change in the distance d3 the surfaces 31 and 32 analogously. The general mood changes in both areas optisciie formed by the Fabry-Perot plate: resonators, and thus the angle of incidence at which the plate lets the light beam through.

Anhand von Fig. 2 soll nun erläutert werden, in welchem Bereich der Einfallswinkel, bei dem die Fabry-Perot-Platte 30 durchlässig ist, ohne Mehrdeutigkeit geändert werden kann.With reference to Fig. 2 will now be explained in which area the Angle of incidence at which the Fabry-Perot plate 30 is transparent, without ambiguity can be changed.

Bei einer vorgegebenen Fabry-Perot-Platte treten von Natur aus zwei Durchlässigkeitsmaxima 17 und 18 (Fig. 2) bei Einfallswinkeln 0 und 01 auf, deren Differenz zwischen unter einem Grad bis zu mehreren Graden betragen kann. Wenn nun ein Parameter der Fabry-Perot-Platte etwas geändert wird, verschieben sich die Transmissionsmaxima etwas, so daß sie nun bei den Winkeln O' und O'1 auftreten, wie in Fig. 2 durch die gestrichelten Kurven 17' und 18' dargestellt ist. Durch entsprechende Anderung eines Parameters der Fabry-Perot-Platte kann das Transmissionsmaximum 17' zu jedem beliebigen Winkel 0' zwischen 0 und 01 verschoben werden. In diesem Einfallswinkelbereich können ungefähr 100 verschiedene, sich nicht überlappende Durchlaßkurven untergebracht werden. Wenn die Durchlaßwinkel auf den Bereich zwischen Ö und : beschränkt werden, können im Betrieb keine Mehrdeutigkeiten durch gleichzeitig nebeneinander auftretende Durchlaßmaxima eintreten. Given a given Fabry-Perot plate, two inherently occur Permeability maxima 17 and 18 (Fig. 2) at angles of incidence 0 and 01, their The difference between less than one degree and several degrees can be. If now a parameter of the Fabry-Perot plate is changed slightly, the transmission maxima shift something so that they now appear at the angles O 'and O'1, as shown in FIG the dashed curves 17 'and 18' is shown. By making a corresponding change of a parameter of the Fabry-Perot plate can be the transmission maximum 17 'to each any angle 0 'between 0 and 01 can be shifted. In this angle of incidence range can accommodate approximately 100 different, non-overlapping transmission curves will. If the passage angles are restricted to the range between Ö and:, no ambiguities due to simultaneous occurrence of Passage maxima occur.

Im Betrieb läßt man auf die Eingangs-Fabry-Perot-Platte 10 ein kohärentes Laserstrahlungsbtndel 14 unter dem Winkel 0 bezüglich der Normalen oder Bezugslinie RL einfallen, so idaß auf der Platte ein Ausgangsbündel 15 in den transparenten Keil 20 eintritt. Das Bündel 15 fällt auf die Ausgangs- Fabry-Perot-Platte 30 unter einem Winkel von O+(a/2) bezüglich dessen Normale, wenn die Brechung des Bündels an den Grenzflächen bei 11 und 12 vernachlässigt wird. Die Brechung des Bündels an diesen Grenzflächen hängt vom Verhältnis der Brechungsindices beidseits der jeweiligen Grenzflächen ab und läßt sich ohne weiteres berechnen und berücksichtigen. Im folgenden werden alle Winkel unter VernachEssigung der Brechungseffekte näherungsweise genau angegeben. In operation, a coherent is left on the input Fabry-Perot plate 10 Laser radiation bundle 14 at the angle 0 with respect to the normal or reference line RL incident, so idaß an output bundle 15 in the transparent one on the plate Wedge 20 enters. The bundle 15 falls on the starting Fabry-Perot plate 30 below an angle of O + (a / 2) with respect to its normal when the refraction of the beam at the interfaces at 11 and 12 is neglected. The breaking of the bundle at these interfaces depends on the ratio of the refractive indices on both sides of the respective Boundaries from and can easily be calculated and taken into account. Hereinafter all angles become approximately exact, neglecting the refraction effects specified.

Nimmt man an, daß die Ausgangs-Platte 30 solche Abmessungen und Eigenschaften hat, daß sie ein Lichtbündel mit dem Einfallswinkel des Bündels 15 durchläßt, so wird das Bündel 15 von der Ausgangs-Platte 30 als Ausgangsbündel 35 durchgelassen, das mit der Bezugslinie RL den Winkel e bildet. Wenn andererseits die Parameter der Ausgangsplatte 30 so gewählt sind, daß das einfallende Bündel 15 nicht durchgelassen wird, wird es von der Fläche 31 zur Fläche 12 reflektiert und von dieser erneut längs eines Weges 16 zur Ausgangs-Platte 30. Wenn die Ausgangs-Platte 30 für ein Bündel mit dem Einfallswinkel des Bündels 16 durchlässig ist, trennt das Bündel aus der Platte 30 als Ausgangsbündel 36 mit dem Winkel O+a bezüglich der Bezugslinie RL aus. Wenn die Platte 30 jedoch auch bei diesem Winkel nicht durchlässig ist, wird das Bündel weiter im Keil 30 hin- und herreflektiert, bis ein Einfallswinkel erreicht ist, bei dem die Fabry-Perot-Platte 30 durchlässig ist. Man sieht, daß der Einfallswinkel des Bündels auf die Ausgangs-Platte 30 und damit auch der Winkel zwischen dem Ausgangsbündel und der Bezugslinie mit jeder Hin- und Herreflexion im Keil 20 um den Winkel a zunimmt. Die Geometrie des zickzackförmigen Weges eines Lichtbündels in einem Keil ist in indem oben erwähnten Buch "Principles of Otcis" beginnend auf Seite 351 genau beschrieben. Assuming that the starting plate 30 has such dimensions and properties has that it transmits a light beam with the angle of incidence of the beam 15, so the bundle 15 is allowed to pass through the output plate 30 as output bundle 35, that forms the angle e with the reference line RL. On the other hand, if the parameters the output plate 30 are chosen so that the incident bundle 15 does not pass is, it is reflected from the surface 31 to the surface 12 and from this again along a path 16 to the output plate 30. If the output plate 30 for a The bundle is transparent at the angle of incidence of the bundle 16, separates the bundle from the plate 30 as an output bundle 36 with the angle O + a with respect to the reference line RL off. However, if the plate 30 is not permeable even at this angle, the beam continues to be reflected back and forth in the wedge 30 until an angle of incidence is reached in which the Fabry-Perot plate 30 is permeable. One can see that the angle of incidence of the bundle on the output plate 30 and thus also the angle between the output beam and the reference line with each back and forth reflection increases in the wedge 20 by the angle a. The geometry of the zigzag path of a Light beam in a wedge is in the above-mentioned book "Principles of Otcis" described in detail beginning on page 351.

Wenn Wenn die Lichtablenkeinrichtung gemäß Fig. 1 in Berieb ist, tritt das einfallende Lichtbündel 14 längs einem der Wege 35, 36, 37 und 38 aus der Ausgangs-Platte 30 aus. Die darerstellten vier Ausgangswege sind selbstverständlich nur zur Erläuterung der in der Praxis vorhandenen wesentlich größeren Anzahl, wie 100, von verschiedenen beabstandeten Ausgangswegen dargestellt. Auf welchem der vielen Ausgangswege das Lichtbündel aus der Ausgangs-Platte 30 austritt, hängt von den jeweiligen Parametern diese Platte ab. Durch Veränderung eines vorgegebenen Parameters der Fabry-Perot-Platte 30, z.B. indem die Phasenverzögerung in der Platte durch Verstellen des Potentiometers 34 geändert wird, kann man das Bündel in jeden gewünschten Ausgangsstrahlengang leiten. Jeder Ausgangsbündelweg hat eine vorgegebene Winkellage bezüglich der Bezugslinie RL, wies in der Zeichnung dargestellt ist.When the light deflecting device according to FIG. 1 is in operation, occurs the incident light beam 14 along one of the paths 35, 36, 37 and 38 from the exit plate 30 off. The four exit paths shown are of course only for explanation the much larger number available in practice, such as 100, of different spaced exit paths shown. On which of the many exit routes that The light beam emerging from the output plate 30 depends on the respective parameters this record off. By changing a given parameter of the Fabry-Perot plate 30, e.g. by changing the phase delay in the plate by adjusting of the potentiometer 34 is changed, the beam can be moved into any desired output beam path conduct. Each exit bundle path has a predetermined angular position with respect to the reference line RL as shown in the drawing.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer Ablenkeinrichtung gemäß der Erfindung, bei der die Eingangs-Fabry-Perot-Platte 10 teildurchlässige, hochreflektierende Schichten 11 und 12 auf einander gegenüberliegenden Oberflächen einer massiven transparenten Platte 9 bzw. eines massiven transparenten Keiles 20 enthält. Das Innere der Fabry-Perot-Platte 10 kann aus einer Luftschicht be stehen, deren Dicke durch nichtdargestellte Abstandshalter zwischen der Trägerplatte 9 und dem Keil 20 bestimmt wird. In entsprechender Weise enthält das Ausgangsglied 30 teildurchlässige, hochreflektierende Schichten 31 und 32 auf einander gegdnüberliegenden Oberflächen des Keiles 20 bzw. einer Trägerplatte 39,zwischen denen sich eine Luftschicht befindet. Fig. 3 shows another embodiment of a deflector according to the invention, in which the input Fabry-Perot plate 10 partially transparent, highly reflective layers 11 and 12 on opposing surfaces a solid transparent plate 9 or a solid transparent wedge 20 contains. The inside of the Fabry-Perot plate 10 can be made of a layer of air, the thickness of which by spacers (not shown) between the carrier plate 9 and the wedge 20 is determined. The output member contains 30 in a corresponding manner partially transparent, highly reflective layers 31 and 32 on opposite sides Surfaces of the wedge 20 or a carrier plate 39, between which there is a layer of air is located.

Bei der Einrichtung gemäß Fig. 3 kann das Ausgangsglied 30 durch bekannte elektromechanische Wandler 40 gesteuert werden, die mit der Trägerplatte 39 gekoppelt sind und den Abstand d3 zwischen den Schichten 31 und 32 des Ausgangsgliedes zu verstellen gestatten. Bei den Wandlern 40 kann es sich um piezoelektrische Wandler handeln, die zwischen den Rändern der Platte 39 und einem Träger 42 befestigt sind. Die Wandler oder ein einziger Wandler können in beliebiger Weise so angeordnet sein, daß sie die Ausgangsbündelwege 35 bis 38 nicht stören. Das Ausgangsglied 30 wird durch ein elektrisches Signal gesteuert, das den Wandlern über Leitungen 44 zugeführt ist und bewirkt, daß das Ausgangsglied 30 das Ausgangsbündel längs eines vorgegebenen Ausgangsweges 35, 36, 37 oder 38 austreten läßt. In the device according to FIG. 3, the output member 30 can through known electromechanical transducers 40 are controlled with the support plate 39 and the distance d3 between layers 31 and 32 of the output member allow to adjust. The transducers 40 can be piezoelectric transducers act, which are fastened between the edges of the plate 39 and a support 42. The transducers or a single transducer can be arranged in any way so that that they do not interfere with the exit bundle paths 35-38. The output member 30 is controlled by an electrical signal fed to the transducers via lines 44 and causes the output member 30 to move the output beam along a predetermined Exit path 35, 36, 37 or 38 can escape.

Die Ablenkeinrichtungen gemäß Fig. 1 und 3 ermöglichen eine Ablenkung eines einfallenden Bündels in einer Koordinatenrichtung, d.h. daß das einfallende bündel in eine von vielen diskreten Richtungen abgelenkt werden kann, die in der Zeichenebene liegen. Fig. 4 zeigt dagegen eine weitergebildete Ablenkeinrichtung, bei der das Bündel in zwei Koordinatenrichtungen, z.B. auf einander stehenden X-Y-Richtungen abgelenkt werden kann, so daß das Ausgangsbündel auf eine beliebige Stelle in einer rechteckigen Matrix gerichtet werden kann. Bei der Einrichtung gemäß Fig. 4 entsprechen das Eingangsglied 10, der transparente Keil 20 und das Ausgangsglied 30 den entsprechend bezeichneten Elementen in Fig. 1. Hinter dem Ausgangsglied 30 ist jedoch noch ein zusätzliches Ausgangsglied in Form einer Fabry-Perot-Platte 130 so angeordnet, daß sich zwischen den Fabry-Perot-Platten 30 und 130 ebenfalls ein transparenter Keil 120 befindet. Der Keil 120 ist jedoch anders orientiert als der Keil 20. Der Keil 20 ist nämlich so orientiert, daß das Bündel in Fig. 4 längs eines nach oben verlaufenden zickzackartigen Weges abgelenkt wird, während der Keil 120 so orientiert ist, daß die zickzackförmige Ablenkung in einem rechten Winkel hierzu und zwar in Fig. 4 nach rechts verläuft. The deflection devices according to FIGS. 1 and 3 enable a deflection of an incident beam in one coordinate direction, i.e. that the incident bundle can be deflected in one of many discrete directions included in the The drawing plane. In contrast, Fig. 4 shows a further developed deflection device, in which the bundle is in two coordinate directions, e.g. X-Y directions that are on top of one another can be deflected so that the output beam to any point in a rectangular matrix can be directed. In the device according to FIG. 4 correspond the input member 10, the transparent wedge 20 and the output member 30 to the corresponding designated elements in Fig. 1. Behind the output member 30, however, is still a additional output member in the form of a Fabry-Perot plate 130 arranged so that There is also a transparent wedge between the Fabry-Perot plates 30 and 130 120 is located. The wedge 120, however, is oriented differently than the wedge 20. The wedge 20 is namely oriented so that the bundle in Fig. 4 along an upward is deflected zigzag path while the wedge 120 is oriented so that the zigzag deflection at right angles to this, namely in FIG. 4 runs to the right.

Im Betrieb der X-Y-Ablenkeinrichtung gemäß Fig.4 tritt das einfallende Lichtbündel 14 aus dem ersten Ausgangsglied 30 mit einer Richtung aus, die durch die Steuerspannung am Ausgangsglied 30 bestimmt ist. Dieses in der Y-Rthtung abgelenkte Bündel fällt dann auf das zweite Ausgangsglied 130. Durch die Steuerspannung an diesem Ausgangsglied wird dann die X-Ablenkung des aus dem Ausgangsglied 130 austretenden Lichtbündels bestimmt. Das Bündel kann auf diese Weise auf jede gewünschte Stelle einer nichtdargestellten rechteckigen X-Y-Matrix abgelenkt werden, die z.B. eine MairLx aus Hologrammen sein kann. In the operation of the X-Y deflection device according to FIG. 4, the incident occurs Light beam 14 from the first output member 30 with a direction that passes through the control voltage at the output element 30 is determined. This distracted in the Y-direction The bundle then falls on the second output element 130. Due to the control voltage This output member is then the X-deflection of the emerging from the output member 130 Light beam determined. In this way, the bundle can be placed in any desired location an unillustrated rectangular X-Y matrix, e.g. MairLx can be made from holograms.

Die Ablenkeinrichtung gemäß der Erfindung läßt sich auch auf andere Weise als beschrieben realisieren. So kann ran z.B. eine Ablenkeinrichtung in Form von niedergeschlagenen, insbesondere aufgedampften Schichten aus verschiedenen Materailien aufbauen, die jeweils die gesunschten Eigenschaften und Ablnessungen haben. Es sei auch noch darauf hingewiesen, daß die Abmessungen und Winkel in der Zeichnung übertrieben groß dargestellt sind, um das Verständnis 21 erleicntern. The deflection device according to the invention can also be applied to others Way to realize as described. So can go e.g. a deflector in the form of deposited, especially vapor-deposited layers of different Build materials that each have the desired properties and dimensions to have. It should also be noted that the dimensions and angles in the Drawing are exaggerated in order to facilitate understanding.

Claims

1. Device for deflecting a monochromatic light beam with at least one two-faced Fabry-Perot plate that emits light that at an angle 0, which depends on its parameters, on which a surface is incident, at the other surface, while light, which is under certain, from the angle 0 different angles on which a surface is incident, is reflected, d a d u r c h g e k e n n -z e i c-h n e t that at a distance from the Fabry-Perot plate (lo) and a further surface separated from this by a transparent material (20) (31) is arranged, which reflects and a multiple reflection of the light beam (14) in paths that run through the transparent material.

2. Device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c That is, the transparent material has an optical wedge with the vertex angle a / 2 includes and that the paths of the light beam on the further surface (31) or the Fabry-Perot plate (10) with angles ranging from to sn steps that are essentially conspicuous are equal to a, increase.

3. Device according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the further surface (31) is one of two surfaces (31, 32) of a second Fabry-Perot plate (30) is.

4. Device according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the one Fabry-Perot plate (10) serves as an input element to which the Light beam strikes first at the angle of incidence 0, and that the second Fabry-Perot plate (30) serves as an output link,

5. Device according to claim 4, d a d u r c h gek e n n n z ei c h ne t that an arrangement (24, 34; 40) is provided is to be a physical parameter of the second Fabry-Perot plate (30) so change that the light beam falling on its one surface (31) from the other surface (32) exits at one of many angles with respect to a reference line (RL), each equal to e plus a whole multiple (including zero times) of a are.

6. Device according to claim 5, d a d u ric h g e k e n n z e i c Note that the arrangement for changing the physical parameter is an arrangement to change the thickness (d3) of the second Fabry-Perot plate (30).

7. Device according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the arrangement for changing the thickness is an electromechanical piezoelectric Contains device (40).

8. Device according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c Note that the second Fabry-Perot plate (30) is between its two faces (31, 32) arranged square electro-optical material (33), electrical Connections to this, and an arrangement (24, 34) for electrical change of the Refractive index of the electro-optical material and thus the phase delay of the embraces the light propagating in this material.

9. Device according to claim 2 or claim 2 and one of the claims 3 to 8, d a d u r c h e k e n n -z e i c h n e t that in the beam path behind a third Fabry-Perot plate (130) is arranged on the second Fabry-Perot plate (30) and that there is a wedge between the second and third Fabry-Perot plates is made of an optically transparent material, which with respect to the wedge (20) between the first and second Fabry-Perot plates (10, 30) is rotated at an angle, preferably 90 °.

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