DE2137798A1 - Polarisations-empfindliches Lichtablenk-Bauteil sowie Lichtablenk-Anordnung unter Verwendung derartiger Bauteile - Google Patents

Description

Patentanwälte « „ ,,„. Dipl. Ing. C. Wallach *· ^{ö JUÜ}

Dipl. Ing. G. Koch ¹^ 3W Dr. H/r Dr. T. Haibach

8 Munc&sn 2 ?1

Kaufingerstr. 8, Tel. 240275 Z¹

Sparry Rand Corporation« New York, N. Y., USA

Polarisations-enpfindllches Liehtablenk-Bauteil •Old.· Liehtablenk-Anordnung unter Verwendung derartiger Bauteile

Die Erfindung betrifft ein polarisations«»®mpfi&dliehee Licbtablenk-Bauteil auf der Grundlage der natürlichen Dop« pelbreehungsmaterialien innewohnenden Eigenschaft ssur un* teraehiedliohen Ablenkung. Die Erfindung betrifft auch eine Lichtstrahl«Ablenkanordnung motor Verwendung derartiger Bauteile*

In den letzten Jahren, inahssonder© seit dem Aufkommen dee Laser·* besteht ein erhebliehes Intarass® an der Ent«· wicklung von Vorrichtungen ssur schnellen Abtästablenkung von Lichtstrahlen für die vsrsehiadenet©» Aräwes&dmagszweeke» wie beispielsweise Laser-Radax· oder optische Sp@icheradres· slerung· Zur Erzielung des* d©n praktischen Erfordernissen derartiger und anderweitiger Anwanduragazswock© angepaßten hohen Ablenk« und Abtastgesehwindigkeiten ist die Entwicklung in Richtung auf Vorri®hfr»ng@n g®gaa®9n_e welch® auf den Eigenschaften der Doppelbraehiang und der Polarlsatlonsabo hänglgkeit des Breehungslndes boetiümtos⁹ kriatalliner Stoffe beruhena Die Doppelbrechung 1st ein® einigen kristallischen Stoffen von Hause aus innewotmende Eigonsehaft, während in

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anderen Stoffen die Doppelbrechung durch Anlegen eines ga«· eigneten elektrischen oder magnetischen Felde« Induziert werden kann· In beiden Fallen weisen derartige auf dem Dop« pelbreehungseffekt beruhende Liohtablenk-Bauteile typischer« weise mehrere tandemartig, d. h. hintereinander angeordnete Zellen auf, wobei jede Zelle jeweils eine Anzahl von hintereinander im Strahlengang des- abzulenkenden Lichts angeordneten keilförmigen Priemenelementen enthält. Eine digitale Liohtablenkung läßt sieh beispielsweise dadurch erzielen* daß man zwischen derartigen aufeinanderfolgenden Zellen Polarisationeschalter anordnet, welche auf das Licht vor dem Eintreten in die jeweilige Zelle so einwirken, daß seine Polarisationsebene den einen von zwei zueinander recht« winkligen linear polarisierten Zustanden einnimmt. Für Lieht des einen Polarisationszustandes gilt ein bestimmter Wert des Brechungsindex in der Zelle, und das Licht wird dem* entsprechend abgelenkt· Für den hierzu senkrechten Polari* sationszustand gilt ein anderer Wert des Brechungsindex, und das Lieht wird daher um einen anderen Betrag abgelenkte Naoh dienern Verfahren lassen sioh mit N Ablenkzellen 2 diskrete Ablenkwinkel verwirklichen, vorausgesetzt natürlich« daß jede Zelle den Lichtstrahl jeweils um einen individuell verschiedenen Betrag, beispielsweise + Θ, g 2Θ* + 3Θ, etc« ablenkt· Hierfür ist jedoch erforderlich, daß die natürlich doppelbreehenden Prismenel entente der einzelnen Zellen mit verschiedenen Scheitelwinkeln geschnitten sindι oder daßj bei Verwendung von Stoffen mit induzierter Doppelbrechung, an die einzelnen Zellen jeweils elektrische oder magnetische Felder mit diskret verschiedenen Betragen angelegt werden· Mit anderen Worten ι Es läßt sich auf diese Weise keine Einheitlichkeit insofern erzielen, als entweder die Form der Prismen oder die Starke des angelegten Feldes

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für jede Zeil· verschieden sein müssen.

Durch die vorliegend« Erfindung sollen diese Ein* schrMnkungen überwunden werden· Gegenüber den mit induzierter Doppelbrechung arbeitenden bekannten Ablenkbauteilen soll die Erfindung den Vorteil der Verwendung von natürlich doppelbreohenden Kristallen bieten, bei welcher die Notwendigkeit elektrischer oder magnetischer Erregung entfällt. Des weiteren-soll durch die Erfindung auch der Vorteil erzielt werden, daß sämtliche Elemente der Vielzahl von Zellen gleichartig ausgebildet und dann wieder« holt verstellt und rückgestellt werden können $ um ein ge·» wünsehtes Ausmaß der Liehtablenkung durch die einzelnen Zellen ftu erzielen, was mit den bekannten Ablenkbauteilen bisher nicht möglich ist.

Zu diesem Zweck kennzeichnet sich ein polarisationsempfindliches Lichtablenk-Bauteil gemäß der Erfindung durch ein erstes und ein zweites Element» deren jedes Jeweils eine isotrope Linse und eine Doppelbreehungslinse, die mit entsprechend angepaßten gekrümmten Oberflächen aneinander anliegen, aufweist, wobei die Element® hintereinander so angeordnet und ausgerichtet sind, daß die optische Achse der Doppelbreehungslinse des eriston Elements rechtwinklig zur optischen Aohse der Doppelbrechung»linse des zweiten Elemente gerichtet ist und die Symmetrieachse des ersten Elements parallel zu der Symmetrieachse des zweiten EIe* mentβ Jedoch ihr gegenüber versetzt ist.

Nach bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die einzelnen isotropischen Linsen plan-konkav sind und mit ihrer gekrümmten Oberfläche gegen

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die entsprechende „ plankonvex ausgebildete Doppelbrechung**· linae anliegen« Die Elementο eind mit der jeweils planen Hauptfläehe ihrer Deppolbrechungslinsen aneinanderliegend angeordnet« Der Betrag der Winke!ablenkung eines durch eine derartige Zelle bzw. ein derartiges Bauteil hlndurchge« schickten Lichtstrahlbttndels ist proportional dem Betrag der Versetzung des einen Elements relativ gegenüber dem an« deren in einer Richtung quer zu den Linsen&ehsen oder zur Symmetrieachse der betreffenden Elemente.

* Die Wirkungsweise des Llchtablenk»Bautoils gam&B der

Erfindung hat eine gewisse Analogie zu der des klassischen Wollaeton«Prismae« das aus einanderliegend angeordneten keil* fSrmigen Teilen aus doppelbreehendem Material besteht» wo-* bei die optischen Achsen der beiden keilförmigen Teile senk« recht zueinander gerichtet sind« Vie in dem Buch "Fundamen*· tale of Optics" von Jenkins und White, erschienen bei MoGraw~Hlll Book Company, Ine«, 1957, auf Seite 50k er«» läutert ist« bewirkt ein derartiges Vollaston-Prisma eine Ablenkung zueinander rechtwinkliger Komponenten eines unpolarisierten Lichtstrahls (oder eines unter einem Winkel bezüglich der optischen Doppelbrechungeachsen linear pola* riaieften Lichtstrahls) um gleiche Winkel symmetrisch bezüglich der Fortpflanzungerichtung des auf das Prisma ein· fallenden Lichts« Das Deppelbreehungslinsen enthaltende Bau«* teil gemäß der Erfindung wirkt in der gleichen Weise« Beide Bauteile bewirken ferner eine Drehung der abgelenkten Strah· len, wenn sie um eine mit der Lichtfortpflanzungerichtung zusammenfallende Achse gedreht werdenj und in beiden Fällen hängen ferner die Intensitäten der symmetrisch abgelenkten Strahlen von der Polarisationsriohtung des einfallenden Lichte relativ bezüglich der Richtung der optischen Achsen

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der Doppelbreehungslineen oder keilförmigen Teile ab» Im Unterschied zu dem Vollasten-Prisma besitzt jedoch ein Ablenkbauteil gemäß der Erfindung die zusätzliche, neuartige Fähigkeit, ohne Beeinträchtigung der Strahlintensität un*> tersebiedliehe Strahlablenkwiakel dureh entsprechende QaerversetsUMg der Elemente des Ablenkbauteils relativ sueiaander zu erzeugen·

Aus dem Verstehenden ergibt sich, daß bei Verwendung von einfallendem Lieht, dessen Polarisationsrichtung par·«· allel su einer der optischen Achsen der doppelbreehenden Beetandteile gerichtet ist» nur ein einziger abgelenkter Strahl aus dem Ablenkbauteil austritt» Diese Eigenschaft des Lichtablenkbauteils gemäß der Erfindung macht es zur Verwendung in einer Digital-Lichtablenkanordnung geeignet, welche mehrere kaskadenartig angeordnete Zellen mit zwischen den Zellen vorgesehenen entsprechenden Polarisations« schaltern aufweist» Die die einseinen Zollen bildenden Elemente sind jeweils auf diskret verschiedene Querversetsma* g9Xk «ingestellt» derart» daß die einzelnen Zellen bestimm* te unterschiedliche Vlnkelabtreiehungen des sie durchsetzen«» den Lichte erzeugen, in Abhängigkeit von der dureh die Polarisations schal tor zwischen den betreffenden Zellen be·» stimmten Orientierung der Liohtpolarisatiou*

Die Erfindung betrifft somit auch eine Lichtstrahl*Ablenkanordnung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Bau« teilef bei einer derartigen Ablenk-Anerdnung iat erfindungen gemäß vorgesehen, daß im Strahlengang eines von einer Licht« quelle auegesandten Liehtbündels eine Liohtablenk-Zelle mit einem Lioht·Ablenkbauteil der genannten Art angeordnet ist» wobei das erste Element gegenüber dem zweiten Element der

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Ζ·11· qurnr zur Liehtfortpflanzungsriehtung versetzt ist und dl· optisch· Aehs· der Deppelbrechungslinse des ersten Elements senkrecht zur optischen Achse der Doppelbreehungslinse d·· zweiten Elements und b«id· opt is «hen Achsen senlcreeht sur Liebtfortpflanzungsrichtung gerichtet eind₀

Zn folgenden «erden ein auf Polarisation anspr«eh«nd·· Llehtabl«nk*Baut«il gemäß einer Ansführungsforn der Erfin^ dung» sewie «in· »in derartigere Bauteil enthaltend· Liehtab« lenk-Verrichtung anhand der Zeichnung besehrieben | in die- W *%r zeigent

Pig, 1 in Zentralsehnittansioht ein polarisatlons-empfindliehe· Llehtablenk-Bauteil gemäß der Brfin·* dung}

Fig» 2 a und 2 b sohematisehe Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise des Bauteile aus Fig. 1;

3 in Seitenansicht eine Vorrichtung mit LichtablenloBauteilen gemäß Fig· 1.

Di· in Fig. 1 dargestellt« Lichtablenk-Zelle bzw. «Baueinheit 10 besteht aus zwei Elementen 11 und 12» Das Element 11 weist eine plan*konkav· Glaslins« 13 und eine plan-kon· τ·χ· Xalzit-Lins« Ik auf} die beiden Linsen haben gleiehe Krümmungsradien R- und sind miteinander an ihren gekrümmten Flächen verkittet· Die optisch· Achs« der Kalzit-Lins· 14 1st senkrecht zur Zelehenebene gerichtet, wie durch den

15 angedeutet« Entsprechend weist das Element 12

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eine plan-konvexe Kalzit-Linse 16 und eine plan-konkave Glas-Linse 17 auf, die ebenfalls gleiche Krümmungsradien Hj₅ «R_t besitzen und ebenfalls an ihren gekrümmten Flächen miteinander verkittet sind« Die optische Achse der Kalzit* Linse 16" ist parallel sur Zeiohenebene gerichtet« wie durch den Pfeil 18 angedeutet. Damit die beiden. Elemente 11 umd 12 alt einer planen Orenzfl&ohe 23 «wisch·» den KAlBi t*Lisi~ sen ausgebildet werden köOntn, sind die Glae-Linsen 13 und 1? se fewfthlt, daß sie einen Brechungsindex gleich dem Mit·* telvert aas dem ordentlichen und dem außerordentlichen Brechungsindex (d. h. den Breehungsindizee für den ordent« liehen und für den außerordentlichen Strahl} der Kal&it* Linsen 14 und 16 besitzen* Zur Verkittung d©r Linsen eig* net sich jeder beliebige« dem Brechungsindex angepaßter Kitt, trie beispieleweise Kodak HE-10. Bin das Beuteil 10 in Richtung der Linsenechsen oder Symmetrieachsen 19 und 20 der Elemente 11 bzw« 12 durohsetsender Lichtstrahl wird proportional der Querversetsung d swisehen den Achsen der Sl«monte 11 und 12 abgelenkt·

Es sei smnachst betont, daß die für di® Linse» angegebenen Verkstoffe und ihre Anordnung sowie Farm nur ein Beispiel für eine vereinfachte Aueführungsform der Erfindung darstellen« Die angegebenen Faktoren können einmein für sieh oder in Kombination in mannigfacher Weise ahge» wandelt werden« wie dies für den Fachmann ohne weiteres ersiohtlich ist» ohne daß sich hierdurch am zugrundeliegenden erflndungsgemftßen Frinssip etwas ändert. Beispielsweise brauchen die Vorder- und Rückseite 21 bsw. 22 der Zelle nicht notwendigerweise plan su sein, die Richtung der op« tischen Achsen der doppelbrechenden Linsen kann umgekehrt wie in der Zeichnung angegeben sein, es können andere iso*

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trop· «ad Deppelbreehunge-Verkstoffe verwendet werden, die relativ· Lage der Linsen kann ander« gewählt werden, die Krfiaaraag der Linsen kann umgekehrt sein, und die Krümmung«« radien R und R- können voneinander verschieden sein» Wesentliche Erfordernisse sind, daß die optischen Achsen 15 Und 18 der Doppelbreehungslinsen Ik bzw« 16 zueinander rechte winklig gei'iohtet sind, und daß die Elemente 11 und 12 in Querrichtung gegeneinander versetzt sein müssen, wa die gewünschte Strahlablenkung su erhalten· Außerdem muß die Krümmung der Grenzflllehen swischen den Linsen in einer sol« ohen Besiehung su den Breehungsindiees der Linsen stehen, daß da« die Linsen durchsetzende Licht in der gewünschten Veise gebrochen wird· Falls beispielsweise gewünscht ist» daß das Ausmaß der Konvergenz (oder Divergenz) der senk·* reeht polarisierten Komponenten des das Ablenkbauteil durch« setsenden Lieht« unverändert bleibt, se bestehen für ein Bauteil mit vier Bereichen von unterschiedlichen anisotro* pen Brechungsindex mit drei GrenzflSehen folgende Beziehen* gen «wischen den Krümmungsradien und den BrechungsIndizesι

ⁿe * »1 ♦ ⁿ1 * ⁿ2 + ⁿ2 ** ⁿ3 = 0 (i) ^r1 ^r2 ^r3

" ⁿ1 ♦ ⁿ1 - "2 ₊ ⁿ2 - ⁿ3 α 0 (2) ^r2 ^r3

Die Gleichung (i) besieht sieh auf die Breehungalndlzee für da« Licht der einen Pelarisationsriehtung, wShrend die öl ei· ohung (2) sieh auf das hierzu senkrecht polarisierte Lieht besieht« Die Krümmungsradien der Grenzflachen r_1t r₂ und r«

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beziehen sich auf Zentren entlang der Achsen der Lin·on bei kottLnearer Anordnung der Achsen* d» ho einer Einstellung» in der keine Ablenkung auftritt·

Bei Anwendung der vorstehend angegebenen Gleichungen •»f die oben beschriebene bevorzugte Ausführungsform läßt sieb leicht zeigen* daß, wenn das erste und das letzte Me» diua isotrop sind und gleichen Brechungsindex besitzen« d* h« (n a η* m η- * »i)» und wenn die anisotropes Linsen gleiche Breehungsindizes besitzen» d» ho (nj * n₂» n£ * n^) mit 2a m n! + n^_t und wenn die Grensflttehe 23 plan gewählt wird, d« h* (r₂ ·· ac») nan dann erhält r₁ s «r«, was gleich· bedeutend nit E₈ « R^ in Fig· 3 ist»

Das hier beschriebene Ausftihrungsbeispiel ist hinsieht* lieh der Zahl der Komponenten begrenzt} die in den Gleiehun*» gen (t) und (2) ausgedruckten Beziehungen für drei Orenzflä«· chen lasset» sieh jedoch auf jede beliebige Anzahl von Ober* flächen ausdehnen, wobei auf der linken Seite der Gleichung für jede vem Licht durchsetzte Grenzschicht jeweils Glieder der Form n. - « n. zugefügt werden müssen. Ea müssen weiv tere T^ Beziehungen zwischen den Breehungsindizes aufgestellt werden, um die zur Erzielung des gewünschten BreehungsTermögens erforderlichen Krünaausgsradiea für die Grenzflächen zu berechnen»

Im folgenden soll die Wirkungsweise des erfindungsge» ■äßen Lichtablenk-Bauteil* erläutert werden« Hierzu sei angenommen, daß ein linear in der Y-Riehtung parallel zur ep« tischen Achse der Kalzit«Linaθ %6 polarisiertes' Lichtbündel 2k das Liohtablenkbauteil von links naoh rechts durchsetzt«

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Für das ia dem speziellen Aueführungsbeisplel verwendete Deppelbreehungsmaterial,- nämlich Kalzit, ist der Brechungsindex for den ordentlichen Strahl in dem Kalzit größer als der Brechungsindex des Glases« während der Brechungsindex für den außerordentlichen Strahl kleiner als der Brechungsindex in Glas ist} der ordentliche Strahl ist dabei als die· jenige linear*polarisierte Komponente definiert, deren Polarisationsebene senkrecht zur optischen Aehee liegt, und entsprechend der außerordentliche Strahl ale diejenige Iinear*polarislerte Komponente mit Polarisationsebene par*· all el des* optischen Achse* Semit pflanzt sich Lieht, das parallel der Zeichenebene, d* h_e in Y-Riehtung polarisiert ist, in der Kalzit-Linse 14 als ordentlicher Strahl fort» derart, daß die Kalzit-Linse 14 eine Konvergenz des Strahlbttndels bewirkt. In der Kalzit-Linee 16 hingegen stellt das in Y-Riohtung polarisierte Lichtbündel einen außerordent* liehen Strahl dar und tritt dahor aus dieser Linse mit geringerer Konvergenz als aus der Linse 14 aus» Die Glaslinse 17 bewirkt dann eine Kompensation hinsichtlich der verbleibenden Konvergenz_r derart« daß das an der Rückseite 22 austretende Strahlbundel eine ebene Wellenfront unter einem Winkel bezuglieh der Symmetrieachsen 19 und 20 aufweist, der proportional dem Abstand zwischen den Symmetrie·· achsen ist» Im einzelnen wird bei einer Verschiebung des Elements 12 nach oben relativ gegenüber dem Element 11 Y-polarieiertee Lieht nach unten abgelenkte während X-po- !avisiertes Lieht (d. h. Licht mit einer sowohl Y- wie auch zur Fertpflanzungsriehtung senkrechten Polarisationsebene) nach oben abgelenkt wird, Venn gleichzeitig sowohl X« und Y-polarislertes Lieht das Ablenkbauteil-durchsetzt, werden zwei getrennte abgelenkte Strahlen erzeugt, von denen einer nach unten abgelenkt ist (Y-polarisiertes Lieht) und der

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ander· nach eben abgelenkt ist (X-polarisiortes Licht)· Falls jedoeh da· Element 12 gegenüber dem Element 11 in einer Richtung in die Zeiohenebene hinein querversetzt wird, so vird Y-polarlsieries Licht aus der Zeicfrenebeae heraus abgelenkt und entsprechend für eine Verstellung in der «ntgegengttaetsten Richtung« Auch bezüglich dieser Verstellung gilt, daß X-polarisiertes Lieht entgegengesetzt umgekehrt wie Y-polarieiertes Licht beeinflußt wird, wie sieh daraus ergibt» daß eine Änderung der Polarisations* richtung dos Lichte oder eine Xndenang der optischen Ach« aen zu den gleichen Ergebniesen führene

Eine intuitive Abschätzung der Ablenkriehturigj in welcher das Licht für eine bestimmte Relatiwerg')tzung der Elemente abgelenkt wird, laßt eich aus dor folgenden •1$ aentaren Analyse unter Bezugnahme auf di® Figuren 2 a er λ 2 b gewinnen» Da das Element 11 eine Konvergenz des Y- polarisierten LichtbUndole bewirkt, kann es ala Äquiva·» lent einer Xonvex-Plan-Linee 25 in Umgebungsineditun Luft aufgefaßt werden. Entsprechend kann das Element j2, welches das austretende T-polarisierte Licht wieder au einer ebenen Welle maoht, als eine plan»konkave Linse 26 in um-» gefc'.-xsamediura Luft aufgefaßt werden» Bei kolünearer Ausrichtung der Linsen 25 und 26, wie in Fig. 2 a gozeigt, durchlaufen die oberen und die unteren Strahlen des Licht« bündeis 27 beim Durchtritt durch die Linsen die «leiehen optischen Weglängen, so daß das Strahlbündel nicht abgelenkt wird. Dies ist äquivalent dem Ergebnis, dau man erhält, wenn die Elemente 11 und 12 in Figo 1 kolinear ausgerichtet sind und das Licht senkrecht einfällt. Ist hin« ?egen die Linse 26 gegenüber der Linse 25 nach oben quer versetzt, wie in Fig. 2 >. angedeutet, so erkennt man, daß

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der obere Strahl dee Lichtbündele eine kürzere optische Weg* länge ale der untere Strahl durchläuft» Das Lichtbündel wird daher naoh unten abgelenkt« und es let ohne weiteres ersieht« lioh, daß der optische Weglängenunterschied um so größer wird, je weiter die Linse Z6 nach oben versetzt vird, was entsprechend zunehmend größere Ablenkwinkel zur Folge hat.

Zn Fig« 3 ist eine Anordnung bzw» Apparatur zur Lieht« ablenkung in Form einer Digital-Liohtablenkvorrichtung unter Verwendung von Ablenkkeilen gemäß Fig· 1 dargestellt·

" Die Verrichtung weist zwei derartige Zellen 1O₁ und 1O₂ im Strahlengang eines von einer Laserquoll@ 32 ausgesandten linear^polarisierten Lichtbündele mit vertikaler (Y) PoIarisatiensriehtung aufa Des weiteren sind im Strahlengang jeweils vor den Ablenkzellen 1O₁ und 1O₂ zwei Polarisations» schalter 29 bzw. 30 angeordnet. Die Polarisationeschalter 29 und 30 können beispielsweise als Kerrzellen otfer mecha» nieeh betätigbare Pelarisationsdrehvorriehtungen ausgebildet sein} beiderlei Arten von Polarisationssohaltorn sind dem Fachmann bekannt* In der Zelle 10* 1st das Element 11-gegenüber dem Element 12, um einen Abstand d. qucrversetzt, derart, daß das hindurchtretende Licht um einen Winkel 0^

k nach oben oder unten bezüglich der Slnfallsachse des Lichte abgelenkt wird, je oaeh der Pelarisationsriohtung des Lichtet d» h. daß bei Verwendung einer wie in Fig· 1 aus* gebildeten Zolle Y-polarisierteo Licht nach unten und X* (d. h· horizontal) polarisiertes Lieht n&ch oben abgelenkt wird. XJm daher mit der Zelle 1O₁ eine Abwärts·Ablenkung asu bewirken, wird der Polarisationaschalfcer 29 so betätigt, daß die vertikale Polarisation des Lichts erhalten bleibt, während für eine Ablenkung nach oben der Polarisations« schalter se betätigt wird, daß die Polarisation des Lichts

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mit der X*>Riohtung Übereinstimmte

Die Zelle 10„ arbeitet in gleicher Weise, mit dem Unterschied, daß ihre Elemente, nämlich 11g und 12g, gegen* einander um einen Betrag dg versetzt sind, derart« daß dae Licht um einen Winkel $L nach oben oder unten abgelenkt wird, wobei für die Zwecke der vorliegenden Erläuterung angenommen wird, daß 0₂ gleich 0^ ist« Falls daher beide Polarisationsschalter das Lieht mit vertikaler Polarise.«· tionsrichtung erhalten, wird das Liohtbündel zunächst durch die Zelle 1O₁ um einen Winkel 0^ naeh unten abgelenkt und sodann durch die Zelle 10„ nochmals um einen Winkel 0* naeh unten abgelenkt, was einen Gesamtablenkwinkel 30* naeh unten ergibt» Entsprechend wird, wenn beide Polari* sationssehalter 29 und 30 eine horizontale Polarisation des die beiden Zellen durchsetzenden Lichte bewirken, das Liohtbündel um einen Winkel von30₁ naeh oben abgelenkt« Wird jedoch die Zelle 10-j von vertikal polarisiertem Lieht und anschließend die Zelle 1O₂ von horizontal polarisier· tem Lieht durchsetzt, so ergibt dies eine Lichtbündelab· lenkung zuerst um einen Winkel 0* naeh unten und sodann um einen Winkel 20^ naeh oben, was eine Gesamtablenkung um 0^ nach oben bedeutet« Wird umgekehrt die Zelle 10* von horizontal polarisiertem Licht und anschließend die Zelle 1O₂ von vertikal polarisiertem Lieht durchsetzt, so er* gibt dies einen Gesamtablenkwinkel 0* nach unten· Semit ergeben zwei in Kaskade angeordnete Zellen insgesamt vier verschiedene Ablenkwinkel» Im allgemeinen Fall lassen sieh 2 diskrete Ablenkwinkel verwirklichenj wenn N die Anzahl der verwendeten Zellen darstellt« Erslchtlicherweise kann die Ablenkung auch quer zu der bisher betrachteten Oben* Unten«Ablenkung erfolgen, wie oben unter Bezugnahme auf

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Fig, 1 bereits erläutert wurde.

Ferner «ei betont» daß »leb aueb eine Analog» oder kontinuierliche Abtastung bzw. Ablenkung erzielen lä0t. Bei« spielswelee kann dies mittels motorbetriebener Mikrometer·* schrauben erfolgen, die gegen eines der Elemente einer ZeI* Ie anliegen und es gegenüber dem anderen Element verstellen«

Patentanspruches

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   1a Polarlsations-empfindliches Liohtahlenk«Bauteil_g ge«* ~ kennzeichnet duroh ein erstes (11) und ein zweites (12) Element, deren jedes jeweils eine isotrope Lins e (13» 17) und eine DoppelbroohungslInse (1k, 16), die mit entsprechend angepaßten gekrümmten Oberflächen aneinander anliegen, aufweist, wobei die Elemente (lit 12) hintereinander so angeordnet und ausgerichtet sind, daß die optische Achse (15) dor Doppelbreehungslinse (iV. des ersten Elements (11) rechtwinklig zur optischen Aeh« se (18) der Doppelbrechung«linse (16) des zweiten Bio« monte (12) gerichtet 1st und die Symmetrleaehse (i9) des ersten Elemente (ti) parallel zu der Symmetrieaohse (20) des zweiten Elements (12) jedoch ihr gegenüber ver* setzt ist.
2. 2. Bauteil naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden optischen Achsen (i5s 18) der Doppelbreehangs·» linsen (lh, \6) der beiden Elemente (11, 12) rechtwinklig au den Symmetrieachsen (19* 20) gerichtet sind·

   3· Bauteil naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Brechungsindex der isotropen Linsen (13» 17) annähernd gleioh dem Mittelwert aus den Bre* ehungeindises der Deppelbreehungslinsen (ifc, 16) für den ordentlichen und den außerordentlichen Strahl ist»

   k· Bauteil naoh einem oder mehreren der vorhergehenden An·» sprUehe, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elemente (11, 12) wenigstens je eine plane Hauptflftohe besitzen

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   und Mit diesen Hauptflächen aneinanderliegend angeordnet sind*

   5· Bauteil naeh einem oder mehreren der vorhergehenden AnsprUohe» dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Ober«· fl&ohen der-Doppelbrechung*« -und der iaotropen Linsen (i4, 16| 13, 17) der Elemente (11₉ 12) gleiche Krümmungen radien besitzen*

   6« Bauteil naeh Anspruch k oder 5» daduroh gekennzeichnet» daß die den planen Haupt flachen (23) der beiden Elemente, mit welchen diese aneinander anliegen« gegenüberliegen·» den Hftuptflachen (21, 22) ebenfalls Planflächen sind.

   7« Bauteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden An· aprüehe, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelbrechungelinsen (1Ί, 16) der beide Elemente (11, 12) aus dem glei« ohta DoppalbrtOlnineiBatArial bestehen.

   8* Lichtablenk·Anordnung unter Verwendung eine β oder meh« rmTBT Bauteile naeh einem oder mehreren der vorhergehen«· den Ansprüchet dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlen» gang (28) eines von einer Lichtquelle (32) auegesandten Lichtbündel· eine Lichtablenk-Zell© (1O₁, Fig. 3) mit einem LichtoAblenkbauteil der genannten Art angeordnet ist, wobei das erste Element (TI₁) gegenüber dem zweiten Element (12^) der Zelle (1O₁) quer zur Lichtfortpflan·* zungsriehtung (28) versetzt ist und die optische Achse der Doppelbrechung·linse des ersten Elements (H₁) senk« reeht zur optischen Achse der Doppelbreohungslinse des «weiten Elements (i2_f) und beide optischen Achsen senk«

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   rocht zur LichtfortpfXam^tmgsrichtung (28) g@riehtet sind*

   9* Anordnung nach Aaasprueh S₉ -gekensaz ei ebnet durch eine Vorrichtung zur linearen Polarisation des auf die Zelle (10^) auffallenden Lichte in einer Richtung parallel Eur optischen Achse eines der Elemente (1I₁, 12^) der Zelle vorgesehen lat, daß entlang den Lichtbtindelstrahlengang (28) hinter der ersten Zeil© (1O₁) eine weitere gleichartige Zeil® C10g) vorgesehen ist, und daß im Strahlengang (28) jeweils v©r jeder Zoll© (1Q.,₉ 1O₂) eine Vorrichtung (29» 30) zw Drehung der Polarisationsebene vorgesehen ist, dai-art, daß die Polarisations· richtung des linear polarisierten Lichtes vox* dem Ein· tritt des Lichts in die bstreffend® Zeil® (1O_1t 1O₂) ' wahlweise parallel der eimsn oder dar anderen der bei«· den zueinander senkrechten optischen Aehs© der betreffenden Zelle ausrichtbar ist«

   10» Anordnung nach Anapriaeia. 9t dadurch gskamaseiehnat, daß die Elemente (H₂₉ 12_£) der zweiten Zelle (1O₂) in Querrichtung gegeneinander um einen von der fba.@YveY~ Setzung zwischen den Elementen (H_{1 9} 12₁) der ersten Zelle (1O₁) verschiedenen Betrag versetzt sind»

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