DE2232247A1 - Kohaerentoptischer bildwandler - Google Patents
Kohaerentoptischer bildwandlerInfo
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- H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
- H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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Description
Die Erfindung "betrifft eine Bildwandlerröhre zur Direktzeitwandlung
eines inkohärenten Bildes in ein kohärentes Bild mit einer Photokathode, einer Elektronenoptik, einer transparenten
flächenhaften auf dem Bildschirm angeordneten Anode, auf der eine mit einer dielektrischen Spiegelschicht versehene
elektrooptische Kristallschicht angeordnet ist und mit einer Vorrichtung zur externen Beleuchtung der elektrooptischen
Kristallschicht mit einem linear polarisierten Laserlichtstrahl, der nach Durchlaufen der Kristallschicht
in seiner Polarisationsrichtung gedreht und nach Durchlaufen eines anschließenden Analysators intensitätsmoduliert ist.
Kohärentoptische Bildwandler sind für viele technische Anwendungen
der Holographie, insbesondere bei der Datenspeicherung, akustischen Holographie und bei der Zeichenerkennung durch angepaßte
Filterung notwendig. Die Zeichenerkennung wird häufig durch Überlagerung von Störsignalen erschwert. In der Radartechnik
z.B. muß der Informationsgehalt von Echosignalen gegenüber starken Störsignalen durch phasenrichtige Addition mehrerer
Echosignale angehoben werden. Zur vielfachen Echosignalüberlagerung sind Signalspeicher mit einer hohens Speicherkapazität
und hoher Schreib- und Löschgeschwindigkeit nötig. Die gespeicherten
Informationen werden beispielsweise einem kohärentoptischen Analogrechner zur Auswertung zugeführt.
Ein bekannter einfacher Bildwandler ist ein Diapositiv oder ein Photochromfilm, der zunächst mit dem Licht des inkohärenten
Bildes belichtet und dann in einen kohärenten Strahlengang gebracht wird. Bei photographischen Filmen ist allerdings zusätzlich
ein Entwicklungsprozeß notwendig.
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In dem Artikel 11A Reflex Electro-optic Light Valve Television
Display" von D.He Priichard (EGA Review, Dz. 1969, S. 567 Ms
592) ist eine Vorrichtung beschrieben, die ebenfalls für einfache Messungen einsetsbar ist, Diese Vorrichtung besteht aus
einer Bildröhre, an deren, mit einer transparenten positiven Elektrode versehenen Bildsehirinfläche im Inneren der Röhre
ein dünner Kaliumaihydrogenphosphat-Kristall angeordnet ist.
Dieser Kristall dreht beim Anliegen eines elektrischen Feldes die Polarisationsrichtung eines linear polarisierten Lichtstrahls.
Der Kristall wird auf der dem Eöhreninneren zugewandten Oberfläche
von einem Elektronenstrahl abgetastet, wobei hier ein der Stromdichte des Elektronenstrahls proportionales Ladungsprofil aufgebaut wird. Es liegt dann im Kristall eine vom Ladungsprofil
abhängige Feldverteilung vor. Ein den Kristall durchlaufender linear polarisierter Lichtstrahl wird in Abhängigkeit
von der Feldverteilung in seiner Polarisationsrichtung gedreht und ist nach Durchlaufen eines Analysators, der die Transmissionsintensität
in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Polarisationsrichtung
be3teht, intenaitätsmoduliert.
Das sequentielle Aufbauen der Feldverteilung im Kristall benötigt jedoch für viele Anwendungen eine au lange Zeit.
Aufgabe der Erfindung ist«-'es, eine Bildwandlerröhre zur Direktzeitumwandlung
von mit nicht kohärentem Licht aufgebauten Bildern in kohärente Bilder anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kathode eine flächenhafte Photokathode ist, auf welche das
inkohärente Bild abbildbar ist, das direkt und parallel für alle Bildpunkte auf die elektrooptische Kristallschicht übertragbar
ist.
Bei einer derartigen Vorrichtung braucht ein empfangenes inkohärentes
Bild nicht mehr in zeitlich aufeinander folgenden
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Stufen abgetastet und über einen Speichereffekt in ein kohärentes
Bild überführt werden, sondern die Bildwandlung erfolgt im Direktzeitverfahren. Nach einem kurzzeitigen Löschen
des auf der Kristallschicht aufgezeichneten ladungsprofils ist
die Vorrichtung sofort für den nächsten Bildwandlerprozeß bereit.
Vor der Photokathode ist vorteilhafterweise eine Lichtleiteroptik angeordnet, welche alle Teilbereiche des informationstragenden
Lichtstrahlenbündels auf der Photokathode abbildet. Durch diese Lichtleiteroptik läßt sich der Bildwandler mit
einer schwenkbaren Empfangsoptik für das eintreffende Bild verbinden.
Die Elektronenoptik is.t insbesondere derart ausgebildet, daß die von der Photokathode emittierte Elektronenstrahlung auf
der elektrooptischen Kristallschicht ein von der Intensitätsverteilung des Bildstrahls abhängiges Ladungsprofil direkt erzeugt.
Sind die für die kohärentoptische Bildwandlung vorgesehenen ankommenden inkohärenten Bilder intensitätsschwach, so kann
insbesondere durch einen zusätzlichen Bildverstärker, das auf die Photokathode auftreffende Bild intensiviert werden.
Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen in der FigurenbeSchreibung näher erläutert.
Die Figur 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines kohärentv optischen Bildwandlers,
Figur 2 zeigt einen Bildwandler mit Bildverstärker. 4
In der Figur 1 trifft ein inkohärentes Lichtstrahlenbündel 1,
das über seinen Querschnitt intensitätsmoduliert ist, auf eine Empfangsoptik 2, welche in die Richtung des ankommenden Strah-
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lenbündels 1 geschwenkt ist. Das Bild in der Empfangsoptik 2 wird über ein Lichtleitfaserbündel 3 auf eine Photokathode 4
abgebildet, welche Teil einer Bildröhre 5 ist. Diese Bildröhre 5 enthält neben der Photokathode 4 eine Elektronenoptik 6,
welche die von der Photokathode 4 emittierten stromdichtemodulierten
Elektronensirahlen auf einen Kaliumdihydrogenphosphat-Kristall
7 abbildet. Auf der Oberfläche 8 des KDP-Eristails entsteht dann eine bildabhängige negative Ladungsverteilung.
Infolge des Hochspannungspotentiälc der Anode 9, welche auf der gegenüberliegenden Oberfläche des Kristalls 7 angeordnet
ist, entsteht im Kristall 7 eine bildabhängige Feldverteilung.
Von außerhalb der Bildröhre 5 wird ein kohärentes Liclitstrahlenbündel,
von dem zwei Teilstrahlen 10 und 11 dargestellt sind, in einem Polarisator 12 linear polarisiert und durch einen semipermeablen
Spiegel 13 zur Bildröhre 5 hin umgelenkt. Es durchdringt dann das Fenster H, die transparente Anode 9 und durch
Reflexion an einer dielektrischen Spiegelschicht 15 den elektrooptischen Kristall 7 zweimal, bevor es nach Durchlaufen des
semipermeablen Spiegels 13 auf einen Analysator 16 trifft, der
nur Licht transmittiert, dessen Polarisationsrichtung senkrecht zu der Richtung des vom Polariaator 12 erzeugten Lichtstrahles
liegt. Da beim Durchlaufen des kohärenten Lichtstrahlenbündels durch den Kristall 7 die Polarisationsrichtung feldabhängig gedreht
ist, weist der Querschnitt des den Analysator 16 verlassenden Lichtstrahlenbündels ein bildabhängiges Intensitätsprofil auf. Dieses kohärente Bildstrahlenbündel v/ird dann anwendung
sänge paßt weiterverarbeitet.
Die Figur 2 zeigt die in der Figur 1 gezeichnete Bildröhre 5, an die ein Bildverstärker 17 direkt angeflanscht ist. Dieser
ist über eine Lichtleiteroptik 3 mit der Empfangsoptik 2 verbunden. Ein intensitätsschwaches Lichtstrahlenbündel 1 wird
vor der kohärentoptischen Umwandlung verstärkt.
2 Figuren
4 Patentansprüche
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Claims (4)
- -5-Patentansprüchef1. Bildwandlerröhre zur Direktzeitwandlung eines inkohärenten Bildes in ein kohärentes Bild mit einer Kathode, einer Elektronenoptik, einer transparenten flächenhaften auf dem Bildaustrittsfenster angeordneten Anode, auf der eine mit einer dielektrischen Spiegelschicht versehene elektrooptische Kristallschicht angeordnet ist und mit einer Vorrichtung zur externen Beleuchtung der elektrooptischen Kristallschicht mit einem linear polarisierten Laserlichtstrahl, der nach Durchlaufen der elektrooptischen Kristallschicht in seiner Polarisationsrichtung· gedreht und nach Durchlaufen eines anschließenden Analysators intensitätsmoduliert ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Kathode eine flächenhafte Photokathode ist, auf welche das inkohärente Bild abbildbar ist, das direkt und parallel für alle Bildpunkte auf die elektrooptische Kristallschicht übertragbar ist.
- 2. Bildwandlerröhre nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß vor der Photokathode eine Lichtleiteroptik angeordnet ist, die das inkohärente Bild auf die Photokathode abbildet.
- 3. Bildwandlerröhre nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e kennzeichnet , daß die Elektronenoptik derart ausgebildet ist, daß die von der Photokathode emittierte Elektronenstrahlung ein von der Lichtintensitätsverteilung auf der Photokathode abhängiges Ladungsprofil auf der elektrooptischen Kristallschicht erzeugt.
- 4. Bildwandler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet , daß im Strahlengang vor der Lichtleiteroptik ein zusätzlicher Bildverstärker angeordnet ist.VPA 9/712/20333098 8 2/0932Leers e i t e
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