DE2657723A1

DE2657723A1 - Modulation of light beam containing several wavelengths - has beams which are modulated by pressure waves and different beams which are separated by diffraction

Info

Publication number: DE2657723A1
Application number: DE19762657723
Authority: DE
Inventors: Theodore H Maiman
Original assignee: LASER VIDEO Inc
Current assignee: LASER VIDEO Inc
Priority date: 1976-12-20
Filing date: 1976-12-20
Publication date: 1978-06-22

Abstract

The light beam is modulated with separate tv signals in one single acousto-optical modulator. The modulator is excited by pressure waves at different am frequencies in accordance with the separate tv signals, so thaa group of collinearly modulated beams with different wavelengths is diffracted by the modulator. Diffraction of the collinear beams is done with a relatively high efficiency. Simultaneous optical band-pass filtering of tv signal bandwidths is carried out by diffraction of beams produced by cross-modulation, with relatively low diffraction efficiency of the diffraction process for elimination of beams with cross-modulation components. Optical wavelengths are separated in accordance with the tv signal bandwidth, so that the collinear beams and the corresp. the tv signal bandwidths do not overlap.

Description

"Mehrfach-Strahlmodulator und Lichtstrahl- "Multiple beam modulator and light beam

Bilddarstellungsverfahren" Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zur Modulation von und Bildflächenabtastung mit mehrfarbigen Lichtstrahlen, insbesondere Laserstrahlen, um einen einzigen, farbmodulierten Strahl als Informationsträger mit hoher Intensität mit Hilfe eines einzigen Modulators zu erzeugen. Image display method "The present invention relates to to systems and methods for modulating and scanning image areas with multicolor Light beams, especially laser beams, around a single, color-modulated beam as a high-intensity information carrier with the help of a single modulator to create.

Gleich nachdem die praktische Anwendbarkeit des Laserprinzips festgestellt worden war, haben Wissenschaftler versucht, diese kohärente, konzentrierte Lichtquelle hoher Intensität zur Übertragung von Information und zur Erzeugung sichtbarer Bilder, besonders von Farbfernsehbildern, zu verwenden. Die Verwendung von Laserstrahlen hat offenbar bedeutende Vorteile, besonders bei sehr großen Bildflächen; derartige Vorteile wurden bis jetzt nur mit dem Eidophor-Verfahren oder mit photographischen Projektionstechniken erzielt. Immediately after the practical applicability of the laser principle was established Scientists have been trying to find this coherent, concentrated source of light high intensity for the transmission of information and for the generation of visible images, especially for color television pictures. The use of laser beams apparently has significant advantages, especially with very large image areas; such advantages have hitherto only been achieved with the eidophor process or with photographic processes Projection techniques achieved.

Die Erzeugung von Farbbildern mit Laserstrahlen beruhte bisher auf der Verwendung von drei getrennten Strahlen, die den verschiedenen Grundfarben entsprechen, drei getrennten Modulatoren, einem optischen Abtastsystem zum Zusammenfassen der Strahlen in einer einzigen Richtung oder in drei, eng nebeneinander gelegenen Richtungen, und einem über einen beträchtlichen Abstand auf einen Schirm projizierten Strahl. The generation of color images with laser beams was previously based on the use of three separate beams that correspond to the different primary colors, three separate modulators, an optical scanning system to combine the Rays in a single direction or in three, closely spaced directions, and a beam projected onto a screen over a considerable distance.

Die Nachteile, die sich beim Betrieb derartiger Systeme hauptsächlich aus den Mehrfachstrahlen ergaben, haben die allgemeine Einführung sichtbarer Bilddarbietungen mit Hilfe von Lasern praktisch unmöglich gemacht. Wenn mehrere komplizierte optische Teile und Anordnungen verwendet werden müssen, ergeben sich Schwierigkeiten bei der Ausrichtung der Teile und der Aufrechterhaltung der Ausrichtung; außerdem sind derartige Anordnungen teuer und nur schwierig handzuhaben. Die Anlagekosten und die dann folgenden Energiekosten haben die Verwendung getrennter raseranordnungen und Modulatoren im allgemeinen unmöglich gemacht.The disadvantages that arise in the operation of such systems mainly resulting from the multiple beams have the general introduction of visual image presentations made practically impossible with the help of lasers. If several complicated optical Parts and arrangements must be used, difficulties arise when aligning the parts and maintaining alignment; also are such arrangements are expensive and difficult to handle. The investment costs and the energy costs that follow have the use of separate laser assemblies and modulators in general made impossible.

Zwar sind akusto-optische Modulatoren im Handel erhältlich, die die Intensität eines Strahls mit einer bestimmten Wellenlänge amplituden-modulieren können, doch ergeben sich verschiedene Schwierigkeiten, wenn mehr als eine Wellenlänge moduliert werden soll und mit einer derartigen Anordnung ein hoher optischer Wirkungsgrad erreicht werden soll. Eine komplizierte Wechselwirkung findet im Modulator zwischen der akustischen Welle und dem Lichtstrahl statt und verschiedene Faktoren wirken sich ungünstig auf die maximale Lichtausgangsleistung aus. Jedes modulierende Signal wirkt in verschiedenartiger Weise auf die einfallende Wellenlänge und fahrt zu verschiedenen Strahlablenkungen und odulationseffekten. Außerdem sind Fernsehsignale Breitbandsignale, und es ist an sich bekannt, daß gewisse geringfügige Signalverzerrungen eine unannehmbare Bildverschlechterung zur Folge haben können. Eine große Fernseh-Bildfläche verlangt ferner nach bestmöglicher Ausnutzung der Energie im übertragenen Strahl, da die vom Strahl erzeugte Beleuchtung über eine große Fläche verteilt wird. Von diesem Standpunkt aus gesehen, ist der Laser ein verhältnismäßig schlechter Lichtgenerator, und jedes Modulations- und Bildflächen-Abtastsystem, das eine vergleichbare Menge von Bildflächenbeleuchtung mit einer kleineren Stromquelle für den Laser erzeugen könnte, wäre notwendigerweise vorzuziehen. Although acousto-optical modulators are commercially available that the Amplitude-modulate the intensity of a beam with a certain wavelength can, but various difficulties arise when more than one wavelength modulated should be and with such an arrangement a high optical efficiency should be achieved. A complicated interaction takes place in the modulator between the acoustic wave and the light beam take place and various factors act has an unfavorable effect on the maximum light output power. Any modulating signal acts in different ways on the incident wavelength and travels to different ones Beam deflections and modulation effects. In addition, television signals are broadband signals, and it is known per se that certain minor signal distortions can cause unacceptable Picture deterioration. A large television screen is required furthermore for the best possible utilization of the energy in the transmitted beam, since the Illumination generated by the beam is distributed over a large area. Of this From a standpoint, the laser is a relatively poor light generator, and any modulation and image area scanning system that has a comparable amount of image area lighting with a smaller power source for the laser could, would necessarily be preferable.

Es bestand also ein nicht befriedigter Bedarf an Systemen zur visuellen Bildwiedergabe mit Laserlicht, in denen Signale mit mehreren Wellenlängen von einem einzigen Laserstrahl übertragen und in ihm moduliert werden können. There was therefore an unsatisfied need for systems for visual Image reproduction with laser light in which signals with several wavelengths from one single laser beam can be transmitted and modulated in it.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das zugehörige Verfahren modulieren die getrennten Wellenlängen eines mehrfarbigen Lichtstrahls, sodaß mehrfarbige, lineare Strahlgruppen oder kollineare Strahlen übertragen werden. Modulate the device according to the invention and the associated method the separate wavelengths of one multicolored light beam, so that multicolored, linear beam groups or collinear beams are transmitted.

Ein mindestens zwei Farbkomponenten enthaltender Laserstrahl wird auf einen optisch durchsichtigen, akustooptischen Modulator gerichtet, dessen Brechungsindex entsprechend den von angeschlossenen Ubertragern erzeugten akustischen Druckwellen variiert. Die Übertrager werden entweder gleichzeitig oder im Zeitmultiplexbetrieb bei vorgegebenen Trägerfrequenzen erregt, die ihrerseits durch die einzelnen Farbkomponenten des Fernsehsignals amplitudenmoduliert werden. Das Produkt aus jeder optischen Trägerfrequenz und der entsprechenden-optischen Wellenlänge ist jeweils das gleiche. Dadurch wird jede Farbkomponente des Laserstrahls für sich in ihrer Intensität moduliert und ferner jeweils unter einem bestimmten Winkel entsprechend der jeweiligen Trägerfrequenz gebeugt, wobei jedoch eine Gruppe gebeugter Strahlen jeder Parbe kollinear ist.A laser beam containing at least two color components is directed at an optically transparent, acousto-optic modulator, whose refractive index corresponding to the acoustic pressure waves generated by connected transmitters varies. The transmitters are either simultaneous or time-division multiplexed excited at given carrier frequencies, which in turn are caused by the individual color components of the television signal are amplitude modulated. The product of each optical carrier frequency and the corresponding optical wavelength is the same in each case. This will each color component of the laser beam is modulated in its intensity and furthermore each at a certain angle corresponding to the respective carrier frequency diffracted, but a group of diffracted rays of each parbe is collinear.

Erfindungsgemäß kann der akusto-optische Modulator durch Verwendung einer Wechselwirkungslänge und akustischer Modulationsfrequenzen einen Wirkungsgrad bei der winkelverändernden Beugung haben, der mit den Bandbreiten der Fernsehsignale in Beziehung steht. Die kollinearen Strahlen werden mit hohem Wirkungsgrad gebeugt, während Störstrahlen so gebrochen werden, daß sie nur sehr geringe Anteile von der Nutzenergie wegnehmen. Optisch funktioniert damit der Modulator so, daß er eine Bandpaß-Filterung des Fernsehsignals und eine Störstrahlunterdrückung ergibt. Bei der Bildwiedergabe wird hohe Auflösung beibehalten durch Einstrahlung von Seitenband-Strahlen unter Beugungswinkeln mit entsprechend hohem Beugungsgrad. Durch Wahl der richtigen Beziehung der optischen Wellenlängen, der akustischen Modulationsfrequenzen und der verschiedenen, die Bandbreite bestimmenden Variablen lassen sich Kreuzmodulation und andere Interferenzvorgänge auf annehmbaren Werten halten. Geeignet gewählte optische Wellenlängen ergeben eine Parbwiedergabe mit ansprechender Farbzusammensetzung und Farbtönung. According to the invention, the acousto-optic modulator can by using an interaction length and acoustic modulation frequencies an efficiency in the case of angle-changing diffraction, which corresponds to the bandwidths of the television signals is related. The collinear rays are diffracted with high efficiency, while interfering rays are refracted in such a way that they only have very small proportions of the Take away useful energy. Visually, the modulator works so that it has a Bandpass filtering of the Television signal and interference radiation suppression results. When reproducing images, high resolution is maintained through irradiation of sideband rays at diffraction angles with a correspondingly high degree of diffraction. By choosing the right relationship between the optical wavelengths and the acoustic modulation frequencies and the various variables that determine the bandwidth can be cross-modulated and keep other interference processes at acceptable levels. Appropriately chosen optical wavelengths produce a color reproduction with an appealing color composition and tint.

Gemäß anderen Kennzeichen der vorliegenden Erfindung wird ein einziges Modulatorsystem für einen Laserstrahl mit mehreren Farbkomponenten verwendet, um im Zusammenwirken mit die Signale verarbeitenden Schaltungen und/oder Bildflächen-Abtastelementen den Wirkungsgrad der Bildwiedergabe zu erhöhen. Zum Beispiel werden die horizontalen Zeilen eines Fernsehsignals gespeichert und abwechselnd vor der Modulation des Laserstrahls umgekehrt, wobei die horizontale Strahlabtastung während aufeinanderfolgender Vorwärts-und Rückwärtsbewegungen eines einfachen, mit hoher Geschwindigkeit oszillierenden Spiegel-Antriebsmechanismus, beispielsweise eines Galvanometerspiegels, oder einer Torsionsstimmgabel durchgeführt wird. Nichtlinearitäten der Abtastbewegung können elektronisch oder optisch kompensiert werden. According to other features of the present invention, a single Modulator system for a laser beam with multiple color components used to in cooperation with the signal processing circuits and / or image area scanning elements to increase the efficiency of the image reproduction. For example the horizontal Lines of a television signal are stored and alternated before the modulation of the laser beam vice versa, with the horizontal beam scan during successive forward and Backward movements of a simple, high-speed oscillating mirror drive mechanism, for example a galvanometer mirror, or a torsion tuning fork will. Nonlinearities of the scanning movement can be compensated electronically or optically will.

In einem anderen Beispiel ist ein Strahlablenkungsschalter im optischen Weg neben oder nach dem Modulator angeordnet; zwei Abtastmechanismen bewegen sich hierbei in einer vorgegebenen Phasenbeziehung und fuhren dabei abwechselnd die horizontale Bildflächenabtastung aus.Another example is a beam deflection switch in the optical path arranged next to or after the modulator; move two scanning mechanisms here in a predetermined phase relationship and run alternately the horizontal screen scan off.

Der Wirkungsgrad des Systems läßt sich erhöhen durch Modulation der Laserleistung entsprechend Veränderungen in den Fernsehsignalen, wobei gleichzeitig eine Rückkopplungssteuerung der Modulator-Erregung für die hochfrequenten Komponenten jedes erregenden Signals vorgenommen wird. The efficiency of the system can be increased by modulating the Laser power corresponding to changes in the television signals, taking at the same time a feedback control of the modulator excitation for the high frequency components every exciting signal is made.

In einem weiteren Beispiel eines Systems mit einem einzigen Modulator für mehrere optische Wellenlängen wird die Kreuzmodulation auf minimalen Werten gehalten durch Nultiplex-Verarbeitung der akustischen Mo dulations frequenzen. In another example of a system with a single modulator for several optical wavelengths, the cross modulation is at minimum values held by nultiplex processing of the acoustic modulation frequencies.

Bigur 1 ist ein teilweise perspektivisches Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Systems. Bigur 1 is a partially perspective block diagram of the invention Systems.

Figur 2 ist eine teilweise Aufsicht und ein Blockschaltbild eines Teils des in Figur 1 dargestellten Systems und zeigt Einzelheiten der Anordnung des Modulators und der Strahlen. Figure 2 is a partial plan view and block diagram of one Part of the system shown in Figure 1 and shows details of the arrangement the modulator and the beams.

Figur 3 stellt die Strahldivergenz dar, die sich im modulierten Strahl aufgrund der Seitenbänder ergibt. Figure 3 shows the beam divergence that occurs in the modulated beam due to the side ligaments.

Figur 4 ist eine graphische Darstellung der modulierten Signale und verdeutlicht die Beziehung zwischen den Seitenbändern und den akustischen Trägerfrequenzen. Figure 4 is a graph of the modulated signals and illustrates the relationship between the sidebands and the acoustic carrier frequencies.

Figur 5 ist eine teilweise perspektivische Darstellung und ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems mit Umkehrung der Abtastzeilen. Figure 5 is a partial perspective view and block diagram of a system according to the invention with reversal of the scanning lines.

Figur 6 ist eine graphische Darstellung der Abtastbewegung des in Figur 5 dargestellten Abtastspiegels und verdeutlicht die Verwendung linearer Bewegungsabschnitte. Figure 6 is a graphic representation of the scanning movement of the in Figure 5 illustrated scanning mirror and illustrates the use of linear movement sections.

Figur 7 ist die Zusammenfassung eines Blockschaltbilds und einer vereinfachten perspektivischen Darstellung eines erfindungsgemäßen Strahlwechslersystems. Figure 7 is a summary of a block diagram and a simplified perspective illustration of a beam changer system according to the invention.

Figur 8 ist das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems zur Modulation der Laserleistung zusammen mit der Strahlintensitätsmodulation durch ein akusto-optisches Element, Figur 9 ist das Blockschaltbild eines lBultiplex-Systems, das zusammen mit dem in Figur 1 dargestellten System verwendet werden kann. Figure 8 is the block diagram of a system according to the invention for Modulation of the laser power together with the beam intensity modulation an acousto-optical element, Figure 9 is the block diagram of a multiplex system, which can be used in conjunction with the system shown in FIG.

Das in Figur 1 dargestellte System eignet sich zur Erzeugung eines einzigen, mehrere Wellenlängen umfassenden modulierten Strahls von Laserlicht zur Wiedergabe von Farbfernsehbildern oder anderen Fernsehbildern, zur Herstellung von Thermogrammen, und zur Verwendung in der Nachrichtentechnik und anderen Anwendungsfällen, in der Licht als Informationsträger verwendet wird. Wegen der Verwendbarkeit für die Wiedergabe großflächiger Fernsehbilder, und da dies wahrscheinlich der schwierigste Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Systems und des zugehörigen Verfahrens ist, befassen sich die Beispiele hauptsächlich mit der Wiedergabe großflächiger Fernsehbilder. Die modulierte Information kann jedoch digitale Daten und verschiedene Arten von Analogdaten sowie andere Fernsehinformation enthalten. The system shown in Figure 1 is suitable for generating a single, multi-wavelength modulated beam of laser light for Reproduction of color television pictures or other television pictures for the production of Thermograms, and for use in communications engineering and other applications, in which light is used as an information carrier. Because of its usability for the reproduction of large TV pictures, and since this is probably the most difficult Application of the system according to the invention and the associated method is, the examples deal mainly with the reproduction of large-area television images. The modulated information can however digital data and miscellaneous Types of analog data as well as other television information.

Von den Figuren 1 und 2, auf die nun Bezug genommen wird, zeigt Figur 2 Einzelheiten der in Figur 1 dargestellten Modulatorvorrichtung. Ein einziger Laserstrahl mit Strahlung von mindestens zwei verschiedenen Wellenlängen wird von einem Laser 10 erzeugt, der von einer Stromquelle 12 versorgt wird. Im Beispiel des dargestellten Wiedergabesystems für Farbfernsehbilder erzeugt Laser 10 drei ausgewählte Hauptfarbenkomponenten, nämlich eine rote Komponente mit 0 der Wellenlänge 6471 A, eine grüne Komponente mit der Welleno o länge 5208 A und zwei blaue Komponenten mit 4762 und 4825 A. Of Figures 1 and 2, to which reference is now made, FIG 2 details of the modulator device shown in FIG. A single laser beam with radiation of at least two different wavelengths is produced by a laser 10 generated, which is supplied by a power source 12. In the example of the Display system for color television pictures laser 10 generates three selected main color components, namely a red component with 0 of wavelength 6471 A, a green component with the shaft length 5208 A and two blue components with 4762 and 4825 A.

Ein mit Krypton arbeitender Model-165-Ionenlaser der Firma Spectra Physics wird hierbei verwendet, doch sind an sich verschiedene Lasertypen für derartige Anwendungen geeignet.A model 165 ion laser from Spectra that works with krypton Physics is used here, but per se there are different types of lasers for such Applications suitable.

Es wurde festgestellt, daß die angegebene Farbkombination strahlendere Farben und angenehmere Pleischtöne ergibt als wie sie mit den meisten Beuchtphosphor-Kombinationen erhalten werden, die derzeit in bekannten Kathodenstrahl-Fernsehröhren verwendet werden. Natürlich können andere Spektralverteilungen mit verschiedenen Wellenlängen oder verschiedenen Anzahlen von Wellenlängen im Rahmen der Erfindung verwendet werden. Zum Beispiel wurde auch ein Model-165-Laser mit einem Krypton-Argon-Gemisch der Firma Spectra Physics verwendet, der mit den Wellenlängen 6471 bzw. 5145 bzw. 4880 2 arbeitet.It was found that the specified color combination was more radiant Colors and beef tones are more pleasant than like with most phosphor combinations currently used in known cathode ray television tubes will. Of course, there can be other spectral distributions with different wavelengths or different numbers of wavelengths can be used within the scope of the invention. For example, a Model 165 laser with a krypton-argon mixture was also used in the Spectra Physics company uses the one with the wavelengths 6471 or 5145 or 4880 2 works.

Der Laserstrahl, der eine sehr geringe Querschnittsfläche hat und bei jeder erregten Wellenlänge kohärent ist, wird auf einen akusto-optischen Modulator 14 unter einem bestimmten Winkel eingestrahlt, wie weiter unten noch im einzelnen beschrieben. Der Strahlweg wird durch die richtige Aufstellung des Lasers 10 oder durch getrennte Vorrichtungen, wie nicht dargestellte Linsen oder Spiegel, auf eine bestimmte Richtung ausgerichtet. In einem bestimmten Beispiel wurde ein Model-M-80X Modulator der unten angegebenen Kennwerte benutzt, der von der Firma Zenith Radio Research Gorporation in Menlo Park, Kalifornien, hergestellt und geliefert wird und eine Mittelfrequenz von 80 MHz hat. Modulator 14 umfaßt ein optisch durchsichtiges Glas mit hohem Brechungsindex, das als akwMs-optisches Medium wirkt; jedoch können auch Kristalle oder andere Substanzen verwendet werden. Die Gesamtlänge des Modulatorelements betrug 6 cm; an den Seiten waren vier in Reihe geschaltete piezoelektrische Übertrager 16, 17, 1d, 19 angebracht, deren Wechselwirkungslänge 5 cm betrug. Wie weiter unten ausgeführt, können verschiedene Mittelfrequenzen und Wechselwirkungslängen vorteilhaft in verschiedenen zulässigen Bereichen benutzt werden. The laser beam, which has a very small cross-sectional area and coherent at each excited wavelength is applied to an acousto-optic modulator 14 irradiated at a certain angle, as detailed below described. The beam path is determined by the correct placement of the laser 10 or by separate devices, such as lenses or mirrors not shown, on one oriented in a certain direction. In one specific example, a Model-M-80X Modulator of the characteristic values given below is used, that of the company Zenith Radio Research Corporation in Menlo Park, California and has a center frequency of 80 MHz. Modulator 14 comprises an optically clear one High refractive index glass that acts as an acwMs optical medium; however can crystals or other substances can also be used. The total length of the modulator element was 6 cm; on the sides were four piezoelectric transducers connected in series 16, 17, 1d, 19 attached, the interaction length of which was 5 cm. As below carried out, different center frequencies and interaction lengths can be advantageous can be used in different permissible areas.

Modulator 14 hat einen veränderlichen, periodischen optischen Brechungsindex, der durch im Innern des Modulators übertragene akustische Wellen eingeregelt werden kann. Modulator 14 has a variable, periodic optical refractive index, which are regulated by acoustic waves transmitted inside the modulator can.

Die vier Ubertrager oder Modulator-Treibereinheiten 16, 17, 18, 19 sind an einer Seite des Modulators 14 angebracht und in Serienschaltung an einen Breitband-Treiberverstärker 22 angeschlossen. Erregende Signale werden von einem Bernseh-System 24 erhaltene das als Empfänger dargestellt ist, obwohl es ein Fernseh-Magnetbandsystem, der Ausgang eines Rechners, ein Fernseh-Kamerasystem oder irgendeine andere Quelle von Fernseh-Information sein kann. Im Fernseh-System 24 werden die von Antenne 26 abgenommenen Signale der bekannten Abstimmstufe 28, Verstärker- und Detektorstufen 30 und Synchronisationsschaltungen 32 zugeführt, um Fernsehsignale, horizontale Synchronisationssignale und vertikale Synchronisationssignale zu erzeugen. Die Pernsehsignale werden an Parbdekodierer 34 angelegt, der die roten, grünen und blauen Komponenten abtrennt und sie einzelnen Parbmischern zuführt, um amplitudenmodulierte Signale entsprechend den Trägerfrequenzen f1 bzw. f2 bzw.The four transmitters or modulator driver units 16, 17, 18, 19 are attached to one side of the modulator 14 and in series connection connected to a broadband driver amplifier 22. Exciting signals will be obtained from a Bernseh system 24 which is shown as a receiver, though it is a television tape system, the output of a computer, a television camera system or any other source of television information. In the television system 24 the signals picked up by antenna 26 of the known tuning stage 28, Amplifier and detector stages 30 and synchronization circuits 32 supplied, television signals, horizontal sync signals and vertical sync signals to create. The television signals are applied to Parb decoder 34, the red, separates green and blue components and feeds them to individual parbo mixers amplitude-modulated signals corresponding to the carrier frequencies f1 or f2 or

f3 zu erzeugen. In Figur 2 ist insbesondere ein Amplitudenmodulator für die Frequenz f1 dargestellt; er besteht aus einer Mischstufe 36, der die richtige Pernsehsignalkomponente an einem Eingang und eine im vorliegenden Fall mit f1 bezeichnete Trägerfrequenz von einem Oszillator 42 am anderen Eingang zugeführt werden. Die Ausgangssignale aller Mischstufen 36, 37, 38 werden in einer Summierschaltung 44 zusammengefaßt, die an Breitband-Treiberverstärker 22 angeschlossen ist, mit dem die Übertrager 16-19 erregt werden.f3 to generate. In Figure 2 is in particular an amplitude modulator shown for the frequency f1; it consists of a mixer 36, which is the right one TV signal component at one input and one designated in the present case with f1 Carrier frequency are fed from an oscillator 42 at the other input. the Output signals from all mixer stages 36, 37, 38 are added in a summing circuit 44 summarized, which is connected to broadband driver amplifier 22, with the the transformers 16-19 are energized.

In dem speziellen beschriebenen Beispiel der Erfindung betragen die Frequenzen 70,0 MHz bzw. 87,0 MHz bzw. 94,5 MHz. Eine Bandbreite von etwa 2,5 MHz wurde zur Modulation verwendet, sodaß die Seitenbänder +2,5 NHz in Bezug auf die Trägerfrequenz betragen. Im Falle des Lasers mit dem Krypton-Argon-Gemisch betrugen die Frequenzen 71,0 MHz bzw. In the particular example of the invention described be the frequencies 70.0 MHz, 87.0 MHz and 94.5 MHz, respectively. A range of around 2.5 MHz was used for modulation so that the sidebands +2.5 NHz with respect to be the carrier frequency. In the case of the laser with the krypton-argon mixture the frequencies 71.0 MHz resp.

89,3 PtEz bzw. 94,1 MHz. Der Gaslaser mit reinem Krypton ist vorzuziehen, da bei ihm die grünen und blauen Wellenlängen weiter voneinander getrennt sind und da seine Gesamtfarbart für gewisse Fernsehdarbietungen zweckmäßiger ist.89.3 PtEz or 94.1 MHz. The gas laser with pure krypton is preferable, because with him the green and blue wavelengths are further separated from each other and as its overall color scheme is more appropriate for certain television presentations.

Wie dem Fachmann ersichtlich und wie in Figur 2 dargestellt, wird akusto-optische Wechselwirkung zur Intensitätsmodulation der Farbkomponenten des einfallenden Laserstrahls verwendet. Der Brechungsindex bestimmter akustooptischer Materialien ändert sich entsprechend dem auf das Material ausgeübten Druck. Aufgrund der akustischen Druckwelle in dem Element mit veränderlicher Brechkraft wird ein Lichtstrahl gemäß folgender Pormel gebeugt: = v (Gleichung 1) wobei #d den Beugungswinkel, f die akustische rägerfred quenz, A die Wellenlänge des Lichts und v die Schallgeschwindigkeit im akusto-optischen Material bezeichnen. Der Beugungswinkel ist unabhängig von der Amplitude der Druckwelle doch hängt die Intensität des gebeugten Strahls von der Amplitude ab. Die Trägerfrequenz ist damit die Hauptvariable für den Beugungswinkel eines gegebenen Lichtstrahls. As is apparent to the person skilled in the art and as shown in FIG acousto-optical interaction for the intensity modulation of the color components of the incident laser beam is used. The refractive index of certain acousto-optic Materials changes according to the pressure applied to the material. Because of of the acoustic pressure wave in the variable power element becomes a Light beam diffracted according to the following formula: = v (equation 1) where #d is the diffraction angle, f is the acoustic carrier frequency, A is the wavelength of light and v is the speed of sound in the acousto-optical material. The diffraction angle is independent of the The amplitude of the pressure wave yet depends on the intensity of the diffracted beam Amplitude. The carrier frequency is thus the main variable for the diffraction angle of a given ray of light.

Der einfallende Lichtstrahl wird nahe an die Seite gelenkt, an der die Druckübertrager 16-19 angebracht sind, um dadurch maximale Wechselwirkung zu erzielen.The incident light beam is directed close to the side on which the pressure transducers 16-19 are attached to thereby maximize interaction achieve.

Erfindungsgemäß wird jede der drei akustischen Trägerfrequenzen für eine Lichtwellenlänge ausgewählt, um einen entsprechenden Strahl unter einem für alle Wellenlängen gleichen vorgegebenen Winkel #d zu erhalten. Man erhält dann aus Gleichung (1) die folgende Beziehung: 1f1 'Xf2 - Xnfn (Gl. 2) in der An die Wellenlänge der n-ten Komponente des n gebeugten Lichts bezeichnet. According to the invention, each of the three acoustic carrier frequencies for a wavelength of light selected to produce a corresponding beam under one for all wavelengths to obtain the same predetermined angle #d. One then receives from Equation (1) has the following relationship: 1f1 'Xf2 - Xnfn (Eq. 2) in terms of the wavelength denotes the nth component of the n diffracted light.

Aus Figur 2 ist ersichtlich, daß die Einhaltung der Beziehung zwischen der akustischen Frequenz und der Wellenlänge des Lichts gemäß Gleichung (2) zur Folge hat, daß die roten, grünen und blauen Strahlen, die vom Modulator 14 kommen, längs einer Hauptachse kollinear sind, was durch die kleinen Pfeile R, G und B angedeutet ist. Aus Gleichung (1) ist jedoch auch ersichtlich, daß die erregende Druckwelle bei jeder Trägerfrequenz auch die beiden anderen Strahlen moduliert, sodaß sich zwei zusätzliche unerwünschte Strahlen unter verschiedenen Beugungswinkeln ausbilden. From Figure 2 it can be seen that compliance with the relationship between the acoustic frequency and the wavelength of the light according to equation (2) The consequence is that the red, green and blue rays coming from the modulator 14 are collinear along a main axis, which is indicated by the small arrows R, G and B. is. From equation (1), however, it can also be seen that the exciting pressure wave at each carrier frequency the other two beams are also modulated so that each other form two additional unwanted rays at different diffraction angles.

Diese werden als Kreuzmodulationsstrahlen bezeichnet. Die insgesamt neun Strahlen, die im vorliegenden Beispiel in Gruppen von drei auftreten, sind in Figur 2 idealisiert dargestellt, wobei die von der Hauptachse abgelegenen, gebeugten Strahlen dem Hauptstrahl entzogene, d.h. verlorene Energie bedeuten. Die Veränderlichkeit dieser Verluste ergibt Kreuzmodulation. Derartige Verluste können in manchen Anwendungsfällen toleriert werden, wenn beispielsweise die Ausgangsleistung des Lasers ausreichend groß ist oder wenn es auf die Ausgangsleistung des Strahls nicht ankommt. Be i Bei Fernseh-Wiedergabeanlagen mit großen Schirmflächen ist es aber im allgemeinen aus wirtschaftlichen Gründen nicht möglich, einen Laser mit sehr hoher Leistung zu verwenden, und maximale Intensität der Wiedergabe ist von großer Bedeutung. Außerdem kann ein nennenswertes Maß von Keruzmodulation nur selten in Parbwiedergabesystemen toleriert werden.These are called cross modulation beams. The total nine rays, which in the present example occur in groups of three shown idealized in FIG. 2, the diffracted Rays withdrawn from the main ray, i.e. lost Mean energy. The variability of these losses results in cross modulation. Such losses can be tolerated in some applications, for example if the output power of the laser is sufficiently large or if it affects the output power of the beam does not arrive. In the case of television display systems with large screen areas, it is but generally for economic reasons not possible to use a laser very high power to use, and maximum playback intensity is of great importance. In addition, a significant amount of Keruzmodulation can only seldom be tolerated in parb playback systems.

Die Störstrahlen können unter einem Winkel von den kollinearen Hauptstrahlen abgesetzt werden, wenn man einen ausreichend langen optischen Weg hinter dem Modulator 14 beginnen läßt. Als Alternative können Filter verwendet werden oder zusätzliche Filter können eingesetzt werden, beispielsweise das in Figur 1 dargestellte Raumfilter 46, das im einzelnen in Figur 2 dargestellt ist; mit derartigen Filtern können die Störstrahlen aus dem System entfernt werden. Das in Figur 2 dargestellte Filter 46 umfaßt zwei konvexe achromatische Linsen 48, 50, die so im Abstand voneinander angeordnet und aufeinander ausgerichtet werden, daß ihr gegenseitiger Abstand gleich ist der Summe ihrer Brennweiten für das Licht mit den Wellenlängen des Hauptstrahls, Raumfilter 46 umfaßt ferner eine Maske 52 mit einer Lochblende oder einem Schlitz 54 a1!1 gemeinsamen Brennpunkt der beiden Linsen 48, 50. Die drei kollinearen Haupt strahlen werden damit durch die Offnung in der Abdeckung durchgelassen, wohingegen die Störstrahlen vom Hauptstrahl abgelenkt bleiben und von der Abdeckung 52 blockiert werden. The interfering rays can be at an angle from the main collinear rays be discontinued if there is a sufficiently long optical path behind the modulator 14 lets begin. Filters can be used as an alternative or additional filters Filters can be used, for example the spatial filter shown in FIG 46, which is shown in detail in Figure 2; with such filters the Interfering rays are removed from the system. The filter shown in FIG 46 comprises two convex achromatic lenses 48, 50 which are so spaced from one another are arranged and aligned so that their mutual spacing is equal is the sum of their focal lengths for the light with the wavelengths of the main ray, Spatial filter 46 also includes a mask 52 a pinhole or a slot 54 a1! 1 common focal point of the two lenses 48, 50. The three collinear main rays are thus passed through the opening in the cover transmitted, whereas the interfering rays remain deflected from the main ray and blocked by the cover 52.

Wie ferner aus Figur 1 ersichtlich, geht der modulierte Strahl vom Raumfilter 46 durch das strahlführende Abtastsystem für die horizontale und vertikale Ablenkung weiter an die Wiedergabefläche 58 für direkte Projektion oder Projektion von der Rückseite her. Im Abtastsystem kann ein mit hoher Geschwindigkeit arbeitender Abtastspiegel für die horizontale Ablenkung verwendet werden; ein mit geringerer Geschwindigkeit arbeitender Spiegel oder ein Prisma kann für die vertikale Ablenkung in an sich bekannter Weise benutzt werden. As can also be seen from Figure 1, the modulated beam goes from Spatial filter 46 by the beam-guiding scanning system for the horizontal and vertical The deflection continues to the display surface 58 for direct projection or projection from the rear. In the scanning system, one working at high speed can Scanning mirrors are used for horizontal deflection; one with lesser Speed working mirror or a prism can be used for vertical deflection can be used in a manner known per se.

Wie in Figur 3 dargestellt, haben die Strahlen und insbesondere die kollinearen Haupt strahlen eine endliche Divergenz, da die neben den Trägerfrequenzen auftretenden Seitenbänder Divergenz der Beugung verursachen. Die hochfrequenten Komponenten des Fernsehsignals erzeugen Seitenband-Strahlen, die von der Hauptachse abweichen. Es ergeben sich außerdem Seitenband-Strahlen der Störstrahlen, doch werden diese vom Raumfilter 46 abgetrennt. Für die meisten Anwendungsfälle ist es nicht wünschenswert, die Störstrahlen einfach durch ein Raumfilter zu entfernen oder abzuschwächen, da dies immer noch eine Energievergeudung darstellen würde. Die Verwendung des Debye-Sears-Gebiets, in dem der Wirkungsgrad der Beugung praktisch konstant ist und etwa 34% beträgt, würde notwendigerweise einen beträchtlichen Energieverlust im Modulator bedeuten. Bisher wurden trotzdem akusto-optische Modulatoren entweder im Debye-Sears-Gebiet oder in dem Teil des Bragg-Gebiets betrieben, in dem der Wirkungsgrad des Beugungsprozesses nicht besonders stark vom Beugungswinkel abhängt. Unter derartigen Bedingungen ergibt sich nicht nur ein beträchtlicher Energieverlust in den kollinearen Strahlen und in den Störstrahlen, sondern auch eine Verschlechterung der Wiedergabe, da eine £euzmodulaticn zwischen den kollinearen Strahlen und den Störstrahlen stattfindet. Wenn beispielsweise die grüne Komponente die größte Amplitude hat, haben auch die vom grünen Signal herrührenden Kreuzmodulationskomponenten entsprechend große Amplituden und ergeben maximale Subtwaktion wirkung an den roten und blauen Komponenten. Die Veränderlichkeit dieser Kreuzmodulation ergibt im a17gnemeinen unanannehmbare Veränderungen der Farbtöne. As shown in Figure 3, the rays and in particular the collinear main radiate a finite divergence because the next to the carrier frequencies occurring sidebands cause divergence of flexion. The high-frequency ones Components of the television signal produce sideband rays coming from the major axis differ. There are also sideband rays of the interference rays, but will this separated from the spatial filter 46. For most use cases it isn't It is desirable to simply remove or attenuate the interfering rays with a spatial filter, as this is still a waste of energy would. the Using the Debye-Sears area, where the diffraction efficiency is practical is constant and is about 34%, there would necessarily be a considerable loss of energy mean in the modulator. So far, acousto-optic modulators were either operated in the Debye-Sears area or in that part of the Bragg area in which the efficiency of the diffraction process does not depend particularly strongly on the diffraction angle. Among such There is not only a considerable loss of energy in the collinear conditions Rays and in the interfering rays, but also a deterioration in the reproduction, since a euzmodulaticn takes place between the collinear rays and the interfering rays. For example, if the green component has the greatest amplitude, so will the Cross-modulation components resulting from the green signal have correspondingly large amplitudes and result in maximum subtlety on the red and blue components. the Variability of this cross-modulation results in generally unacceptable changes of shades.

Der erfindungsgemäße akusto-optische Modulator hat einen Wirkungsgrad der Beugung, der vom Beugungswinkel in integraler Weise bezüglich der Bandbreite der Fernsehsignale abhängt. Die Winkelabhängigkeit des Wirkungsgrads des Beugungsprozesses liegt oberhalb des Debye-Sears-Gebiets und dem üblicherweise ungebrauchten Abschnitt des Bragg-Gebiets, in dem die Winkelabhangigkeit des Wirkungsgrads nicht sehr ausgeprägt ist. Es ergibt sich damit insgesamt, daß die Winkelabhängigkeit auf die Bandbreiten der Fernsehsignale zugeschnitten ist und daß verschiedenen anderen Paktoren, einschließlich der Strahldivergenz und der Trennung der optik schen Wellenlängen, Rechnung getragen wird. The acousto-optic modulator according to the invention has an efficiency the diffraction, that of the diffraction angle in an integral way with respect to the bandwidth which depends on the television signals. The angular dependence of the efficiency of the diffraction process lies above the Debye-Sears area and the usually unused section the Bragg region, in which the angle dependence of the efficiency is not very pronounced is. It thus results overall that the angle dependence on the bandwidths of the Television signals and that various other factors including the beam divergence and the separation of the optical wavelengths are taken into account will.

Es ist ersichtlich, daß der Winkel, unter dem eine bestimmte Wellenlängenkomponente abgebeugt wird, sowohl von der akustischen Modulationsfrequenz als auch von der optischen Wellenlänge abhängt. Im folgenden wird noch gezeigt, daß ein winkelabhängiges Betriebsverhalten im Modulator für Fernsehsignale eingestellt werden kann, wobei die Winkelabhängigkeit des Wirkungsgrads der Beugung sowohl eine Bandpaßfilterung der Fernsehsignale als auch eine Unterdrückung von Störkomponenten ergibt. Die kollinearen Hauptstrahlen werden mit hohem Wirkungsgrad gebeugt, während die von Kreuzmodulationskomponenten (d.h. dem Produkt aus dem roten Fernsehsignal und der grünen optischen Wellenlänge) herrührenden Störstrahlen nicht in das Beugungsband eines der Hauptstrahlen fallen. Die Störstrahlen verringern damit die Hauptstrahlen nicht in nennenswerter Weise und ergeben auch keine anderen Interferenzerscheinungen. Die von den Seitenbändern der kollinearen Hauptstrahlen erzeugten optischen Strahlen fallen in einen bestimmten Beugungswinkelbereich, da für sie der Wirkungsgrad der Beugung verhältnismäßig hoch ist; hohe Auflösung bei der Bildwiedergabe wird dadurch gewahrt. It can be seen that the angle at which a particular wavelength component is diffracted, both from the acoustic modulation frequency and from the optical wavelength depends. In the following it will be shown that an angle-dependent Operating behavior in the modulator for television signals can be set, with the angular dependence of the diffraction efficiency as well as a bandpass filtering of the television signals as well as a suppression of spurious components. The collinear Principal rays are diffracted with high efficiency, while those by cross-modulation components (i.e. the product of the red television signal and the green optical wavelength) resulting interference rays do not fall into the diffraction band of one of the main rays. The interfering rays do not reduce the main rays in any significant way and do not result in any other interference phenomena. The ones from the sidebands the optical rays generated by the collinear chief rays fall within a given one Diffraction angle range, since the diffraction efficiency is relatively high for them is; This ensures a high resolution for image reproduction.

Da die optische Wellenlänge mit über den Beugungswinkel entscheidet, können derartige variable Größen des Systems nicht unabhängig gewählt werden, wenn optisches Filtern in Fernseh-Bilddarstellungssystemen gemäß vorliegender Erfindung verwendet wird. Es wird jedoch gezeigt, daß systeme mit einer einzigen Laserquelle geschaffen werden können, die eine angenehme Farbzusammensetzung und Farbtöne, hohen Wirkungsgrad, und keine Kreuzmodulation aufweisen. Since the optical wavelength also determines the diffraction angle, such variable variables of the system cannot be chosen independently if optical filtering in television imaging systems in accordance with the present invention is used. However, it is shown that systems with a single laser source can be created that have a pleasant color composition and hues, high Efficiency, and no cross-modulation.

Der akusto-optische Modulator im erfindungsgemäßen System wird zweckmäßigerweise in einer winkelabhängigen, mit den Fernsehsignalen in Beziehung stehenden Betriebsart soweit innerhalb des Bragg-Gebiets betrieben, daß sich eine Trennung ergibt, wobei zunächst gewährleistet sein soll, daß L » v2/f2A (Gl. 3) worin L die Wechselwirkungslänge bezeichnet. The acousto-optic modulator in the system according to the invention is expedient in an angle dependent mode related to the television signals operated so far within the Bragg area that there is a separation, wherein First of all, it should be ensured that L »v2 / f2A (Eq. 3) where L is the interaction length designated.

Wenn L viel größer ist als die rechte Seite der Gleichung (3), findet der Betrieb des Modulators im Bragg-Gebiet statt. Wenn L bedeutend größer ist (von der Größenordnung 10), so war die damit zusammenhängende Winkelempfindlichkeit nicht notwendig oder für die meisten Fachleute nicht annehmbar. Winkelempfindlichkiet ergibt sich hauptsächlich durch eine größe Wechselwirkungslänge und eine hohe akustische Trägerfrequenz bei gegebenen Bedingungen. Außerdem beugt der Modulator die ausgewählten Strahlen mit einem hohen Wirkungsgrad, der 100% erreichen kann. If L is much larger than the right hand side of equation (3), find the modulator is operated in the Bragg area. If L is significantly larger (from of the order of magnitude 10), the related angular sensitivity was not necessary or unacceptable to most professionals. Angular sensitivity results mainly from a large interaction length and a high acoustic Carrier frequency under given conditions. The modulator also bends the selected ones Blasting with a high efficiency that can reach 100%.

Optimale Winkel liegen vor, wenn der zwischen dem einfallenden und dem durchgelassenen Strahl eingeschlossene Winkel gegeben ist durch #nfn = #B (Gl. 4) 2.Vn wobei 8B den Bragg-Winkel bezeichnet.Optimal angles exist when the between the incident one and the included angle of the transmitted ray is given by #nfn = #B (Eq. 4) 2.Vn where 8B denotes the Bragg angle.

Mit anderen Worten, der Beugungswinkel ist gleich dem doppelten Bragg-Winkel. Bezogen auf den Weg des Strahls im Modulator und in einer Richtung senkrecht zu den akustischen Wellen sind die einfallenden Welle und die kollineare durchgelassene Welle symmetrisch und erscheinen jeweils unter dem Bragg-Winkel. Es läßt sich zeigen, daß in dieser winkelabhängigen Betriebsart die relative Intensität y des gebeugten Strahls die Form hat (Gl. 5) wobei x proportional der Winkelabweichung des im Betrieb verwendeten Winkels vom Bragg-Winkel ist; insbesondere gilt 2(fO - f) x = 2 (Gl. 6) 2nv wobei f0 die richtige akustische Frequenz ist, die zur Erfüllung der Bragg-Bedignung bei einer gegebenen Wellenlänge \ und einem speziellen EinfallswiSkol notwendig ist.In other words, the diffraction angle is twice the Bragg angle. In relation to the path of the beam in the modulator and in a direction perpendicular to the acoustic waves, the incident wave and the collinear transmitted wave are symmetrical and each appear at the Bragg angle. It can be shown that in this angle-dependent mode of operation, the relative intensity y of the diffracted beam has the form (Eq. 5) where x is proportional to the angular deviation of the angle used in operation from the Bragg angle; In particular, 2 (fO - f) x = 2 (Eq. 6) 2nv where f0 is the correct acoustic frequency that is necessary to fulfill the Bragg condition at a given wavelength \ and a special incidence wiSkol.

f bezeichnet die tatsächlich verwendete akustische Frequenz.f denotes the acoustic frequency actually used.

Wenn bei der Funktion (sin#x)²/(#x)² die Intensität auf der Ordinatenachse gegen die Frequenz auf der Abszissenachse abgetragen wird, ergibt sich eine Intensitätsänderung mit einem abgerundeten Maximum und abnehmenden Flankenabschnitten; die Funktion stellt insgesamt eine abnehmende Schwingung dar, die einem normalen Beugungsbild entspricht. If for the function (sin # x) ² / (# x) ² the intensity is on the ordinate axis is plotted against the frequency on the abscissa axis, there is a change in intensity with a rounded maximum and decreasing flank sections; the function represents a decreasing overall Vibration that is a normal Diffraction pattern corresponds.

Der Maximalwert, der an der richtig gewählten Trägerfrequenz erreicht wird, beträgt 1 und unter gewissen Bedingungen lassen sich andere Frequenzen an Nulldurchgängen anbringen. Die Funktion ist in Figur 4 für die im vorliegenden Beispiel verwendeten Frequenzen dargestellt.The maximum value reached at the correctly selected carrier frequency is 1 and under certain conditions other frequencies can be used Attach zero crossings. The function is in Figure 4 for the present example frequencies used.

Der Bragg-Winkel wird als der Winkel zwischen Null und den in der ersten Ordnung gebeugten Strahlen angenommen; die durch Gleichungen (4), (5) und(6) bezeichneten Bedingungen schreiben aber Symmetrie des Strahls bezüglich der akustischen Wellen vor, um optimale Winkelverhältnisse zu erzielen. Da die Eingangsstrahlen bei einem Winkel, der gleich ist dem Winkel der kollinearen, durchgelassenen Strahlen, kollinear sind, fallen die Störstrahlen notwendigerweise aus diesem Winkelbereich. The Bragg angle is called the angle between zero and that in the assumed first order diffracted rays; given by equations (4), (5) and (6) described conditions but write symmetry of the beam with respect to the acoustic Waves in front to achieve optimal angular proportions. As the input rays at an angle equal to the angle of the collinear transmitted rays, are collinear, the interfering rays necessarily fall out of this angular range.

Der winkelempfindliche akusto-optische Modulator wirkt als Pilter, das die Maximalintensität unter dem günstigsten Winkel durchläßt, sodaß Strahlen geringerer Intensität entsprechend der Funktion für andere Winkel gebeugt werden. Die Abhängigkeit vom Beugungswinkel ergibt sich aus Phaseninterferenzeffekten, die denen ähneln, die beim Auftreffen eines Lichtstrahls auf ein Beugungsgitter entstehen. Da die einfallenden Strahlen kollinear sind und da eine Gruppe von Ausgangsstrahlen kollinear gemacht werden kann (siehe Gleichung (1)), ergibt sich, daß die Komponenten der kollinearen Gruppe die maximale Intensität haben, wenn die folgende Beziehung gilt: #1f1 #2f2 #3f3 = = = #B (Gl. 7) Die Funktion kann jedoch kaum ein scharf definiertes Durchlaßband ergeben, das nur die kollinearen Strahlen mit hoher Intensität durchläßt. Es ergeben sich Einschränkungen für die Wechselwirkungslänge des Modulators, teils aus konstruktiven, den Modulator betreffenden Überlegungen, teils aus der wechselseitigen Abhängigkeit der Modulatorlänge, den akustischen Modulationsfrequenzen, der Wellenlänge des Strahls und der Bandbreite des Signals.The angle-sensitive acousto-optical modulator acts as a pilter, which lets through the maximum intensity at the most favorable angle, so that beams of lower intensity according to the function be flexed for other angles. The dependence on the diffraction angle results from phase interference effects that are similar to those that occur when a light beam hits a diffraction grating. Since the incident rays are collinear and since a group of output rays can be made collinear (see equation (1)), it is found that the components of the collinear group have the maximum intensity when the following relationship holds: # 1f1 # 2f2 # 3f3 = = = #B (Eq. 7) The function however, it can hardly give a sharply defined pass band which only passes the high intensity collinear rays. There are restrictions for the interaction length of the modulator, partly due to design considerations relating to the modulator, partly due to the mutual dependence of the modulator length, the acoustic modulation frequencies, the wavelength of the beam and the bandwidth of the signal.

Höhere Trägerfrequenzen erfordern kürzere Wechselwirkungslängen. Wie oben erwähnt, ergibt sich notwendigerweise eine Kreuzmodulation der verschiedenen Strahlen durch unerwünschte Frequenzen (beispielsweise Kreuzmodulation des grünen Strahls durch das blaue Modulationssignal). Daneben existieren Seitenband-Strahlen neben den kollinearen Strahlen (und den Störstrahlen), da die verschiedenen Parbfernsehsignale Seitenband-Komponenten aufweisen.Higher carrier frequencies require shorter interaction lengths. As mentioned above, there is necessarily a cross-modulation of the various Rays through unwanted frequencies (for example, cross modulation of the green Beam through the blue modulation signal). There are also sideband rays next to the collinear rays (and the interfering rays), as the different color television signals Have sideband components.

Das erfindungsgemäße System reduziert jedoch die Verluste an Strahlintensität und die Kreuzmodulation auf sehr geringe Werte, da eine Anzahl von Beziehungen zwischen der Frequenz und der Bandbreite verwendet werden, mit denen eine Fernseh-Bandpaß-Filterung und die Unterdrückung der Störkomponenten erreicht werden können. Die Trägerfrequenzen sind so mit den anderen Parametern und der Funktion verknüpft, daß gilt: fCi 2 = x (Gl. 8) 2nv wobei fc die modulierende Trägerfrequenz einer der akustischen Frequenzen bedeutet und oa den Abstand der beiden am nächsten gelegenen optischen Wellenlängen bezeichnet.The system of the present invention, however, reduces beam intensity losses and cross modulation to very low levels because a number of frequency and bandwidth relationships are used to achieve television bandpass filtering and spurious component suppression. The carrier frequencies are like that with the other parameters and function linked, that the following applies: fCi 2 = x (Eq. 8) 2nv where fc denotes the modulating carrier frequency of one of the acoustic frequencies and the above denotes the distance between the two closest optical wavelengths.

Dabei stellt c die untere der beiden Trägerfrequenzen für das Wellenlängenpaar des ungünstigsten Falles dar. Gewöhnlich ist der Abstand zwischen den blauen und grünen Komponenten am kritischsten, und die Trägerfrequenz c in Gleichung (8) bezieht sich dann auf die grüne Komponente. Die Größe x nimmt etwa den Wert 1 an und wird so gewählt, daß sich eine geringe Intensität der Störstrahlen ergibt. Wenn man einen zulässigen Kreuzmodulationswert (z.B. 5%) annimmt, beträgt der x-Wert mindestens 0,8. Der x-Wert läßt sich für die Kreuzmodulationspegel einstellen, doch im Falle von Fernsehsystemen ist gewöhnlich 0,6 der kleinste annehmbare Wert (der etwa 25 Kreuzmodulation entspricht). Die Wechselwirkungslänge, die Frequenzen und die Wellenlängen können einzeln oder zusammen abgeändert werden, um das Ausmaß der Kreuzmodulation und die Strahltrennung einzustellen. Bei dem x-Wert von 0,8 werden die Kreuzmodulationsstörstrahlen, die unter dem Winkel 83 einfallen, nur mit einem geringen Wirkungsgrad (unterhalb 5) gebeugt. Die Störstrahlen werden damit praktisch unterdrückt und entziehen den kollinearen Hauptstrahlen in einem Farbfernsehsystem nur wenig Energie.Here, c represents the lower of the two carrier frequencies for the wavelength pair worst case scenario. Usually the distance between the blue and green components are most critical, and the carrier frequency c in equation (8) relates then focus on the green component. The size x takes approximately the value 1 and becomes chosen so that there is a low intensity of the interfering rays. If you have a admissible cross modulation value (e.g. 5%), the x-value is at least 0.8. The x value can be adjusted for the cross modulation levels, but in the case of television systems, the lowest acceptable value is usually 0.6 (which is around 25 Cross modulation). The interaction length, the frequencies and the wavelengths can be modified individually or together to adjust the amount of cross-modulation and adjust the beam separation. With the x-value of 0.8, the cross-modulation interference rays, which fall at the angle 83, only with a low degree of efficiency (below 5) bent. The interference rays are thus practically suppressed and remove the collinear principal rays in a color television system are low in energy.

Wenn die in Gleichung (8) angegebene Beziehung eingehalten wird und die x-Werte bei 1 liegen, arbeitet der Modulator notwendigerweise in einem stark vom Winkel abhängigen Bereich der Bragg-Beziehung.If the relationship given in equation (8) is observed and the x-values are at 1, the modulator necessarily works in a strong the angle-dependent area of the Bragg relation.

Der erfindungsgemäße, als Fernseh-Bandpaßfilter verwendete, winkelabhängige Modulator unterliegt aber noch zwei anderen aus Gleichung (8) folgenden, miteinander verknüpften Bedingungen. Der einfallende Strahl hat eine endliche Querabmessung, die jedoch gering gehalten wird, damit die von der akustischen Welle zum Überstreichen des Strahlquerschnitts benötigte Zeit in bekannter Weise kurz gehalten wird. Licht strahlen, selbst Laserstrahlen, sind jedoch nicht vollkommen gebündelt und haben eine Divergenz, die in umgekehrter Beziehung zu ihrem Querschnitt steht. Die vom genauen Bragg-Winkel divergierenden Wellen werden mit einem geringeren Wirkungsgrad wegen der Winkelempfindlichkeit des Modulators gebeugt. In ähnlicher Weise weicht der optimale Winkel für eine gegebene Trägerfrequenz von den optimalen Winkeln für die Seitenbänder dieser Frequenz ab. Die Seitenband-Strahlen sollen jedoch erhalten bleiben, um die hochfrequenten Komponenten beizubehalten und hohe Auflösung der Bildwiedergabe zu gewährleisten. The inventive, used as a television band-pass filter, angle-dependent However, the modulator is also subject to two others that follow from equation (8) linked conditions. The incident ray has a finite transverse dimension, However, this is kept low so that the acoustic wave can be swept over the time required for the beam cross-section is kept short in a known manner. light rays, even laser rays, are however not perfectly bundled and have a divergence inversely related to its cross section. The ones from exact Bragg angle diverging waves are less efficient bent because of the angular sensitivity of the modulator. Similarly, it gives way the optimal angle for a given carrier frequency from the optimal angles for the sidebands of this frequency. The sideband rays are said to be preserved, however stay in order to maintain the high frequency components and high resolution of the Ensure image reproduction.

Erfindungsgemäß darf die Pernseh-Bandbreite nicht Grenzen überschreiten, die für den jeweiligen Anwendungsfall durch die annehmbaren Werte des Wirkungsgrads des Beugungsvorgangs gegeben sind. Bei einem gegebenen Modulatormaterial mit der Geschwindigkeit v, dem Brechungsindex n und einer Trennung der kritischen Wellenlängen ist die maximale Bandbreite: wobei h die Wellenlänge der jeweils modulierten Farbe bezeichnet und it den Abstand dieser Wellenlänge von der nachstkürzeren, auszuschließenden Wellenlänge bedeutet; k1 ist eine Funktion, die von dem annehmbaren Wirkungsgrad des Beugungsvorgangs abhängt. Bei einer Kreuzmodulation von höchstens 5% (x = 0,8) und mit 75 als zufriedenstellender Wert für den Wirkungsgrad des Beugungsvorgangs wird die obige Bedingung mit einem k1-Wert von 0,42 erreicht.According to the invention, the television bandwidth must not exceed limits which are given for the respective application by the acceptable values of the efficiency of the diffraction process. For a given modulator material with the velocity v, the refractive index n and a separation of the critical wavelengths, the maximum bandwidth is: where h denotes the wavelength of the respective modulated color and it denotes the distance between this wavelength and the next shorter wavelength to be excluded; k1 is a function which depends on the acceptable efficiency of the diffraction process. With a cross modulation of at most 5% (x = 0.8) and with 75 as a satisfactory value for the efficiency of the diffraction process, the above condition is achieved with a k1 value of 0.42.

Wenn der annehmbare Wirkungsgrad des Beugungsvorgangs auf etwa 70% reduziert werden kann, hat die Konstante k1 einen Wert von etwa 0,52. Gleichung (9) zeigt,daß die durch Verkleinerung des Strahl durchmessers erreichten Vorteile in Bezug auf die Bandbreite nicht über den Punkt hinaus gesteigert werden können, an dem der Wirkungsgrad des Beugungsvorgangs unter einem vorgewählten Wert abfällt.When the acceptable diffraction efficiency is around 70% can be reduced, the constant k1 has a value of about 0.52. equation (9) shows that the advantages achieved by reducing the beam diameter in terms of bandwidth cannot be increased beyond the point at which the efficiency of the diffraction process falls below a preselected value.

Be; annehmbaren Werten der Kreuzmodulation und des Wirkungsgrads des Beugungsvorgangs ist die Pernsehbandbreite beschränkt durch die Breite der -Kurve der Gleichung (5). Eine mit Gleichung (9) vergleichbare Beziehung wird verwendet: (Gl. 10) In diesem Pall ist die Bandbreite so begrenzt, daß die Abweichung der Seitenbandkomponenten von der optimalen Betriebsfrequenz einen unterhalb eines vorgegebenen Verlustwerts gelegenen Intensitätsverlust der Seitenbandstrahlen ergibt. Eine gute Auflösung ergibt sich in der Bildwiedergabe mit einem k2-Wert von 0,63, wodurch die Seitenband-Strahlen innerhalb des -Punktes (3 DB) auf den Flanken der -Kurve gebracht werden. Da es im allgemeinen erwünscht ist, Seitenbänder mit einem Verlust von weniger als 3DB beizubehalten, bestimmt der gewählte x-Wert (und damit auch der Kreuzmodulationspegel) die maximale Bandbreite, die durch Gleichung (10) gegeben ist.Be; acceptable values of the cross modulation and the efficiency of the diffraction process, the television bandwidth is limited by the width of the Curve of equation (5). A relationship similar to equation (9) is used: (Eq. 10) In this Pall, the bandwidth is limited in such a way that the deviation of the sideband components from the optimal operating frequency results in an intensity loss of the sideband rays that is below a predetermined loss value. A good resolution results in the image reproduction with a k2 value of 0.63, which means that the sideband rays are within the -point (3 DB) on the flanks of the -Curve to be brought. Since it is generally desirable to maintain sidebands with a loss of less than 3DB, the x-value chosen (and hence the cross-modulation level) determines the maximum bandwidth given by equation (10).

Durch die Verwendung des winkelempfindlichen Modulatorsystems hat die Anmelderin zum ersten Mal einen einzigen akusto-optischen Modulator für einen mehrere Wellenlängen enthaltenden Lichtstrahl verwendet, um damit modulierte kollineare Strahlen mit hohem Ausgangswirkungsgrad und geringer Kreuzmodulation zu erzeugen. Die kollinearen Hauptstrahlen wurden mit einem Wirkungsgrad von 75% gebeugt und die Seitenband-Strahlen mit einem Wirkungsgrad von mehr als 50% vom Maximalwert gebeugt (d.h. 37,5%, wenn der Maximalwert 75% beträgt); die Kreuzmodulation liegt unter 5. By using the angle-sensitive modulator system the applicant for the first time a single acousto-optic modulator for one Multiple wavelengths of light beam used to be modulated with it collinear Generate beams with high output efficiency and low cross-modulation. The main collinear rays were diffracted with an efficiency of 75% and the sideband rays with an efficiency of more than 50% of the maximum value flexed (i.e. 37.5% when the maximum value is 75%); the cross modulation lies under 5.

Die Anmelderin hat damit in Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems großflächige Fernseh-Bildwiedergabeeinrichtungen geschaffen, mit bisher nicht erreichten Wiedergabeintensitäten bei gegebenen Licht-Eingangsintensitäten, wobei jedoch Auflösung und Farbtöne beibehalten wurden.The applicant has thus in embodiments of the invention System created large-area television picture display devices, with so far playback intensities not achieved at given light input intensities, however, the resolution and hues have been retained.

Bei bestimmten Anwendungen kann der Wirkungsgrad des Beugungsvorgangs 100 erreichen, während die Kreuzmodulation praktisch auf Null absinken kann.In certain applications the efficiency of the diffraction process 100, while the cross modulation can drop to practically zero.

Die Prequenzcharakteristiken des Modulators liegen zum größten Teil die Frequenzen fest, die als akustische Frequenzen zu den optischen Wellenlängen passen und dabei mit Gleichung (1) und der Gleichung (7) für die Winkelabhängigkeit verträglich sind. Aus Figur 4 ist ersichtlich, daß sich mit den als Beispielen angeführten Frequenzen eine beträchtliche Überlappung der Kurven für die Beugungsintensitäten von Blau und Grün ergibt. Mit den nun verfügbaren hochfrequenten Modulatoren kann eine größere Frequenztrennung vorgesehen werden. In einem anderen Ausführungsbeispiel werden Trägerfrequenzen von 120,7 MHz (rot), 150 MHz (grün) und 163,3 MHz (blau) mit einem Modulator verwendet, der eine Wechselwirkungslänge von 5 cm hat. Dieser Aufbau des Modulators verringert Kreuzmodulation zwischen Blau und Grün und zwischen den weniger kritischen Paaren noch weiter. Most of the frequency characteristics of the modulator lie the frequencies fixed as acoustic frequencies to optical wavelengths fit with equation (1) and equation (7) for the angle dependence are compatible. From Figure 4 it can be seen that with the examples given Frequencies there is a considerable overlap of the curves for the diffraction intensities of blue and green results. With the high-frequency modulators now available, a greater frequency separation can be provided. In another embodiment carrier frequencies of 120.7 MHz (red), 150 MHz (green) and 163.3 MHz (blue) used with a modulator that has an interaction length of 5 cm. This Construction of the modulator reduces cross modulation between blue and green and between the less critical couples even further.

Akusto-optische Modulatoren mit Mittelfrequenzen von bis zu 250 MHz und mehr werden nun verfügbar, sodaß kürzere Längen eingesetzt werden können, obwohl bestimmte Schwierigkeiten beim Betrieb mit derartigen Frequenzen auftreten. Höhere Trägerfrequenzen erhöhen die Abhängigkeit vom Beugungswinkel, wodurch Kreuzmodulation verringert und der den Hauptstrahl von den Nebenstrahlen trennende Winkel vergrößert werden.Acousto-optical modulators with medium frequencies of up to 250 MHz and more are now becoming available so shorter lengths can be used, though certain difficulties arise when operating at such frequencies. Higher Carrier frequencies increase the dependence on the diffraction angle, thereby cross-modulation and the angle separating the main ray from the secondary rays is increased will.

Bei der Verwendung eines kollinearen, aus mehreren Wellenlängen bestehenden Strahls zur Erzeugung eines Bildes mit einem normalen Fernsehsignal treten besondere Probleme bei der horizontalen Abtastung auf, da die Wiederholungsfrequenz der Horizontalabtastung 15 734 Zeilen pro Sekunde beträgt. Theoretisch läßt sich ein akusto-optischer Modulator zur Abtastung verwenden, doch treten hierbei die Schwierigkeiten und Verluste auf, die sich aus der differentiellen Beugung der verschiedenen Wellenlängen und der Erzeugung von Störstrahlen in der oben beschriebenen Weise ergeben. Hochgeschwindigkeits-Abtastmechanismen, beispielsweise Spiegelsysteme mit geringer Trägheit, die von Galvanometer-Systemen betrieben werden, oder rotierende, vielflächige Reflektoren ergeben andere Schwierigkeiten. Bekannte Abtastmechanismen können nicht mit der notwendigen Geschwindigkeit zur Anfangs stellung der Abtastung zurückkehren, um jede horizontale Zeile abzutasten; vielflächige Reflektoren sind sehr kostspielig aufgrund der benötigten optischen Präzision und der Genauigkeit der Servo-Einrichtungen, die für gutes, von Verschleißerscheinungen unabhängiges Betriebsverhalten erforderlich sind. In dem in Figur 5 dargestellten Beispiel ist ein einfacher, zuverlässiger Abtastmechanismus vorgesehen, der einen Spiegel 60 umfaßt, der seinerseits von einer Torsionsstimmgabel in sinusförmige Bewegungen versetzt wird, sodaß eine horizontale Abtastung jeder Zeile ohne nennenswerte Verluste an Lichtenergie stattfindet. Die Torsionsstimmgabel 61 ist an sich bekannt und dreht sich mit einer gewissen Winkelgeschwindigkeit bei einer vorgegebenen Resonanzfrequenz; die Bewegung wird von der Schaltung 63 gesteuert, die ihrerseits von den horizontalen Synchronisationssignalen ausgelöst wird. Es lassen sich auch andere bekannte elektromechanische Einrichtungen verwenden. Die in Figur 6 dargestellte Sinusbewegung des Spiegels 60 hat praktisch lineare Seitenflanken, aber die verhältnismäßig langsamen Umkehr- und Rückkehr bewegungen ermöglichen die Verwendung dieser Anordnung nur zur Abtastung jeder zweiten Zeile. Trotzdem reichen die Auflösung der Bildwiedergabe und die Wiedergabeintensität für viele Anwendungsfälle,sogar für die Fernseh-Bildwiedergabe unter diesen Bedingungen aus. When using a collinear, multiple Wavelengths existing beam to form an image with a normal television signal special problems arise with horizontal scanning because of the repetition frequency the horizontal scan is 15,734 lines per second. Theoretically it can be use an acousto-optic modulator for sampling, but this occurs when the Difficulties and losses arising from the differential inflection of the various Wavelengths and the generation of interference rays in the manner described above result. High speed scanning mechanisms such as mirror systems with low inertia operated by galvanometer systems, or rotating, multifaceted reflectors present other difficulties. Known scanning mechanisms cannot start scanning at the required speed return to scan each horizontal line; are multifaceted reflectors very expensive due to the optical precision and accuracy required of the servo devices, which are responsible for good, independent of the signs of wear and tear Performance are required. In the example shown in FIG a simple, reliable scanning mechanism comprising a mirror 60 includes, which in turn of a torsion tuning fork in sinusoidal movements is offset, so that a horizontal scan of each line without significant losses takes place in light energy. The torsion tuning fork 61 is known per se and rotates with a certain angular velocity at a given Resonance frequency; the movement is controlled by the circuit 63, which in turn is triggered by the horizontal synchronization signals. It can also be use other known electromechanical devices. The one shown in FIG Sinus movement of the mirror 60 has practically linear side flanks, but they are relatively slow reversal and return movements enable this arrangement to be used only for scanning every other line. Nevertheless, the resolution of the image reproduction is sufficient and the display intensity for many applications, even for television picture display under these conditions.

Bei der Wiedergabe der meisten Fernsehbilder bedeutet jedoch der Verlust eines wesentlichen Teils der Bilder nicht nur eine verringerte Auflösung und einen Intensitätsverlust sondern einen entsprechend verringerten Wirkungsgrad der Ausnutzung der Laser-Lichtquelle.However, when playing most of the television pictures, the loss means of a substantial part of the images not only have a reduced resolution and one Loss of intensity but a correspondingly reduced efficiency of utilization the laser light source.

Das in Figur 5 dargestellte System arbeitet aber mit dem Abtastmechanismus so zusammen, daß jede horizontale Abtastlinie praktisch völlig wiedergegeben wird, ohne daß hierbei störende Nichtlinearitäten auftreten oder die Licht Ausgangs intensität reduziert wird. Der vom horizontalen Abtastspiegel 50 hervorgerufene nichtlineare horizontale Abtastzug wird zunächst kompensiert und in einen sich praktisch linear verändernden Abtastzug mit Hilfe eines konvex gekrümmten, vertikalen Abtastspiegels 64 umgewandelt. Der vertikale Spiegel 64 wirkt als ein zylindrisches, jedoch nicht sphärisches optisches Element, das in regelbarer Weise den horizontalen Abtastwinkel am Endabschnitt jedes Abtastzugs aufweitet. Dies wird dadurch erreicht, daß eine ungleichmäßige konvex gekrümmte Fläche die horizontale Abtastebene schneidet. Im Mittelgebiet des horizontalen Abtastbogens, der dem praktisch linearen Abschnitt der Sinuswelle entspricht, ist der vertikale Spiegel 64 praktisch flach, jedoch nimmt seine Krümmung in jeder nach außen weisenden Richtung vom Mittelabschnitt aus zu. In den Bewegungsabschnitten des horizontalen Abtastspiegels 60, in denen der Spiegel seine Richtung ändert, führt die Kompensation zu einer praktisch vollkommenen Linearisierung der horizontalen Abtastbewegung. Der im wesentlichen lineare Abschnitt der sinusförmigen Bewegung wird damit jeweils zum Endpunkt hin ausgedehnt. Getrennte Umsebschaltungen 66, 67, 68 für die Zeilenabtastung in Rot, Grün und Blau empfangen die jeweiligen dekodierten Fernseh-Eingangssignale und liefern abwechselnd eine Vorwärtsabtastung und eine umgekehrte Abtastung aufeinanderfolgender Zeilen. Da die Schaltungen 66-68 gleichartig aufgebaut sind, werden nur die Umsetzerschaltungen für die roten Fernsehsignale im einzelnen beschrieben, In den Umsetzerschaltungen für die Zeilenabtastung empfängt im Falle des roten Signals ein bekannter Abtastumsetzer 70 der häufig verwendeten Art zur Umsetzung von einer Pernsehnorm auf eine andere die dekodierten roten Fernseheingangssignale und speichert diese zeilenweise, wobei eine Steuerung durch die Eingabe-Abtastschaltung 72 stattfindet. The system shown in Figure 5, however, works with the scanning mechanism together in such a way that every horizontal scan line is reproduced practically in full, without disturbing non-linearities or the light output intensity is reduced. The non-linear one produced by the horizontal scanning mirror 50 horizontal scan train is first compensated and turned into practically linear changing scanning train with the help of a convex curved, vertical scanning mirror 64 converted. Of the vertical mirror 64 acts as a cylindrical, but not spherical optical element that can be adjusted to the horizontal Scanning angle widens at the end of each scanning train. This is achieved by that a non-uniform convex curved surface intersects the horizontal scanning plane. In the central area of the horizontal scanning arc, the practically linear section corresponds to the sine wave, the vertical mirror 64 is practically flat, however takes its curve in any outward direction from the central portion off to. In the moving portions of the horizontal scanning mirror 60 in which the mirror changes direction, the compensation leads to a practically perfect one Linearization of the horizontal scanning movement. The essentially linear section the sinusoidal movement is thus extended towards the end point. Separate Umsebschaltungen 66, 67, 68 for the line scan in red, green and blue received the respective decoded television input signals and alternately supply one Forward scan and a reverse scan of successive lines. There the circuits 66-68 are constructed similarly, only the converter circuits become for the red television signals described in detail, In the converter circuits for the line scan, a known scan converter receives in the case of the red signal 70 of the most commonly used type to implement a Personal norm to another the decoded red television input signals and stores them line by line, under control by the input sampling circuit 72.

Horizontale Synchronisationsimpulse werden an einen Schalter 76 in den Ausgabe-Abtastschaltungen 74 angelegt, wobei der Schalter abwechselnd Impulse an die Vorwärts-Kippschaltung 78 und die Rückwärts-Kippschaltung 80 anlegt. Die Kippschaltungen 78, 80 sind Generatoren von Dreiecksimpulsen mit gegenläufig geneigten Anstiegsrampen, die in einer Summierschaltung 82 zusammengefaßt und an eine Schaltung 84 zur Signalumformung angelegt werden, ehe sie als horizontale Abtastsignale an Abtastumsetzer 70 angelegt werden. Schaltung 84 zur Signalumformung kann ein passives Netzwerk enthalten, das die linearen Anstiege der Dreiecks impulse verändert, um damit geringe Nichtlinearitäten der Abtastbewegung zu kompensieren.Horizontal synchronization pulses are applied to a switch 76 in applied to the output sampling circuits 74, the switch alternating pulses to the forward flip-flop 78 and the reverse flip-flop 80. the Trigger circuits 78, 80 are generators of triangular pulses with oppositely inclined Increase ramps, which are summarized in a summing circuit 82 and fed to a circuit 84 are applied for signal conversion before they are applied as horizontal scanning signals Scan converter 70 can be applied. Circuit 84 for signal conversion can be a passive Network that modifies the linear slopes of the triangle impulses in order to to compensate for small non-linearities of the scanning movement.

Beim Betrieb des in Figur 5 dargestellten Systems wird deshalb der einzige, mehrere Wellenlängen umfassende Laserstrahl durch einen einzigen Modulator 14 und ein Raumfilter 46 in der oben beschriebenen Weise geleitet. Die vom horizontalen Synchronisationssignal gesteuerte Torsionsstimmgabel 61, deren Resonanzfrequenz bei der halben Frequenz des horizontalen Synchronisationssignals liegt, schwingt den horizontalen Abtastspiegel 60 in einer sinusförmigen Bewegung hin und her, um einen horizontalen Abtastbogen zu erzeugen; die Antriebsvorrichtung 65 für den vertikalen Spiegel treibt einen vertikelan Abtastspiegel 64 an, sodaß ein gewünschtes zweidimensionales Abtastraster entsteht. Die Neigung der Endabschnitte des konvexen vertikalen Spiegels 64 korrigiert Geschwindigkeitsänderungen in der sinusförmigen Bewegung des horizontalen Abtastspiegels 60. Gleichzeitig kehren die roten, grünen und blauen Umkehrstufen 66 bzw. 67 bzw. 68 für die Zeilenabtastung abwechselnd jede horizontale Zeile der Pernseh-Eingangssignale um durch Umkehrung der horizontalen Abtastsignale, die den bekannten Abtastumsetzer 70 steuern. Wie in Figur 6 dargestellt, wird die Bewegung des horizontalen Abtastspiegels in einer Richtung für die Vorwärtsabtastung verwendet, während die Rückwärtsbewegung für die Rückwärsabtastung dient. Da alle drei Farbkomponenten in ähnlicher Weise behandelt werden, kann ein einfacher, zuverlässiger Abtastmechanismus zur Erzeugung einer großflächigen Farbwiedergabe ohne Intensitätsverluste und Auflösungsverluste verwendet werden. Geringe Nichtlinearitäten können elektronisch kompensiert werden, was jedoch normalerweise nicht notwendig ist. When operating the system shown in FIG. 5, the single, multiple wavelength laser beam through a single modulator 14 and a spatial filter 46 in the manner described above. The one from the horizontal Synchronization signal controlled torsion tuning fork 61, the resonance frequency is at half the frequency of the horizontal synchronization signal, oscillates the horizontal scanning mirror 60 in a sinusoidal motion back and forth to create a horizontal scan arc; the drive device 65 for the vertical mirrors drives a vertical scanning mirror 64 so that a desired two-dimensional Scanning raster is created. The slope of the end portions of the convex vertical mirror 64 corrects speed changes in the sinusoidal movement of the horizontal Scanning mirror 60. At the same time, the red, green and blue reversal stages are reversing 66 or 67 or 68 for the line scan alternately every horizontal line of the Television input signals by inverting the horizontal scanning signals representing the control known scan converter 70. As shown in Figure 6, the movement of the horizontal scanning mirror in one direction used for forward scanning, while the backward movement is used for the backward scanning. Because all three color components treated in a similar manner can be a simple, reliable scanning mechanism for the generation of a large-area color reproduction without loss of intensity and loss of resolution be used. Small non-linearities can be compensated electronically, however, this is usually not necessary.

Dem Fachmann ist ersichtlich, daß zahlreiche andere Abtastumsetzer-Anordnungen verwendet werden können. Beispielsweise braucht Signalumformung nicht durchgeführt zu werden oder kann mit optischen Mitteln vorgenommen werden. It will be apparent to those skilled in the art that numerous other scan converter arrangements can be used. For example, signal conversion does not need to be performed or can be done by optical means.

Auch ist es möglich, die Kippschaltungen so aufzubauen, daß sie leicht nichtlineare Anstiegsflanken erzeugen, oder andere Anordnungen, beispielsweise Umkehrschaltungen, können zur Erzeugung von Vorwärts- und Rückwärts-Abtastfolgen mit einem einzigen An- bzw. Abstiegsflanken erzeugenden Generator verwendet werden. Außerdem kann die Abtastumkehrung von einem digitalen, fernsehartigen System mit einem Halbleiterspeicher oder einem anderen digitalen Speicher geliefert werden, mit dem aufeinanderfolgende Zeilen eingespeichert werden; diese Zeilen werden abwechselnd bei Vorwärts- bzw.It is also possible to set up the flip-flops so that they are light generate non-linear rising edges, or others Arrangements, e.g., inverters, can be used to generate forward and backward scan sequences can be used with a single generator generating rising or falling edges. In addition, scan inversion from a digital television-type system can be used are supplied to a semiconductor memory or another digital memory, with which successive lines are saved; these lines are alternated for forward or

Rückwärtsabtastung ausgelesen, wobei die Abtastgeschwindigkeit und die Dunkelintervalle in geeigneter Weise einzustellen sind. Ein Signal zur horizontalen Zeilenabtastung kann auch durch Verwendung eines nicht dargestellten Lageübertragers erhalten werden, der die momentane Stellung des Abtastspiegels 60 überwacht.Read out backward scanning, the scanning speed and the dark intervals are to be set in a suitable manner. A signal to the horizontal Line scanning can also be achieved by using a position transmitter, not shown which monitors the current position of the scanning mirror 60.

Eine andere Anordnung zur Abtastung aufeinanderfolgender horizontaler Zeilen mit einem einzigen kollinearen mehrfarbigen Strahl kann den in Figur 7 dargestellten Strahlablenkungsschalter mit zwei Stellungen enthalten. Der in Figur 7 dargestellte Strahlablenkungsschalter 90 besteht aus einer Pockels-Zelle 92 und einem Kalzit-Prisma 94, die in Reihe im Weg des Strahls nach dem Modulator 14' angeordnet sind, Die Pockels-Zelle 92 und das Kalzit-Prisma 94 bilden in bekannter Weise eine digitale Polarisationsvorrichtung mit Strahlablenkung. Auf ein elektrisches Signal hin ergibt die Pockels-Zelle 92 eine 90°-Drehung einer einfallenden polarisierten Welle, während das Kalzit-Prisma 94 die einfallende Welle um etwa 60 ablenkt. Eine beliebige Anzahl von die Polarisationsrichtung verändernden Drehzellen und polarisierenden Prismen kann verwendet werden, und verschiedene Winkel zwischen den ordentlichen und außerordentlichen Strahlen können eingeführt werden. Wenn die Pockels-Zelle 92 während abwechselnder horizontaler Zeilenabtastungen durch eine bistabile Schaltung 96 erregt wird, die ihrerseits auf die horizontalen Synchronisationsimpulue anspricht, verschiebt der vom Strahlablenkungsschalter 90 kommende Strahl aufeinanderfolgende Zeilenabtastungen zwischen dem oberen Spiegel 96 und dem unteren Spiegel 97. Jeder dieser Spiegel wird von einem eigenen Schwingmechanismus 98 bzw. Another arrangement for scanning successive horizontal ones Lines with a single collinear multicolored beam can be that shown in FIG Two position beam deflection switch included. The one shown in FIG Beam deflection switch 90 consists of a Pockels cell 92 and a calcite prism 94 arranged in series in the path of the beam after the modulator 14 ', the Pockels cell 92 and the calcite prism 94 form a digital one in a known manner Polarization device with beam deflection. Results in response to an electrical signal the Pockels cell 92 makes a 90 ° rotation of an incident polarized wave while the calcite prism 94 is the incident one Wave deflects by about 60. Any number of rotating cells and changing the direction of polarization polarizing prisms can be used and different angles between the ordinary and extraordinary rays can be introduced. If the Pockels cell 92 during alternate horizontal line scans through a bistable circuit 96 is excited, which in turn acts on the horizontal synchronization pulse responds, the beam coming from the beam deflection switch 90 shifts successive beams Line scans between top mirror 96 and bottom mirror 97. Each this mirror is driven by its own oscillating mechanism 98 resp.

99 in Bewegung versetzt, wobei die Mechanismen von den horizontalen Ablenksignalen gesteuert werden. Die Spiegel 96, 97 sind mit der Zeilenwiederholungsfrequenz synchronisiert und rotieren mit der halben Zeilengeschwindigkeit; das Strahlumschaltsystem arbeitet auch mit der halben Zeilengeschwindigkeit. Die abtastenden Strahlen werden fast in sich zurückgelenkt durch ein leichtes Verkippen der Achsen der Spiegel 96, 97, sodaß die Strahlen nach Abtastung mit Hilfe des vertikalen Abtastmechanismus 105 in der richtigen Wiedergabestellung auf dem Schirm auftreten. Anschließend werden die horizontalen Abtastzeilen von vertikalen Abtastmechanismus auf die zweiachsige Fernseh-Wiedergabefläche gelenkt.99 set in motion, the mechanisms of the horizontal Deflection signals are controlled. The mirrors 96, 97 are at the line repetition rate synchronizes and rotates at half the line speed; the beam switching system also works at half the line speed. The scanning rays will be almost turned back into itself by a slight tilting of the axes of the mirrors 96, 97 so that the beams after scanning with the help of the vertical scanning mechanism 105 appear in the correct display position on the screen. Then be the horizontal scanning lines from vertical scanning mechanism to the biaxial TV playback surface steered.

Wenn Strahlablenkungsschalter 90 den mehrfarbigen Strahl abwechselnd auf die gegenphasigen Ablenkspiegel 96, 97 lenkt, wird jede Abtastzeile so wiedergegeben, daß volle Auflösung und volle Strahlintensität gewahrt bleiben. Die Schwingmechanismen 98, 99 für die Spiegel haben damit die einer vollen horizontalen Zeile plus dem Dunkelintervall entsprechende Zeit, um an den Anfangspunkt der Abtastbewegung zurückzukehren. When beam deflection switch 90 alternates the multi-colored beam deflects onto the deflecting mirrors 96, 97 in phase opposition, becomes every scan line reproduced in such a way that full resolution and full beam intensity are maintained. The oscillating mechanisms 98, 99 for the mirrors are thus fully horizontal Line plus the time corresponding to the dark interval to get to the starting point of the scanning movement to return.

Eine zwei Zuständen entsprechende Strahlablenkung läßt sich mit anderen elektronischen oder elektromechanischen Verfahren durchführen. Die Strahlablenkungseinrichtung kann einen akusto-optischen Modulator der oben unter Bezugnahme auf Figuren 1-4 beschriebenen Art umfassen, wobei jedoch ein zusätzlicher Übertrager 91 auf dem Modulator 14' so angebracht ist, daß Druckwellen senkrecht zum Beugungswinkel der kollinearen Strahlen erzeugt werden. Das erregende orthogonale Signal kann in Form von Rechteckimpulsen variieren, doch müssen die Modulationsfrequenzen wieder so gewählt werden, daß nicht nur der richtige Beugungswinkel erreicht wird, sondern daß auch die kollineare Beziehung zwischen den verschiedenen Wellenlängenkomponenten aufrechterhalten wird. Der akusto-optische Modulator für die Steuerung der Strahlablenkung kann entweder aus dem primären Modulator 14 oder einem zweiten, an geeigneter Stelle des Strahlwegs angebrachten Modulator bestehen. Modulator 14' und die aus der Pockels-Zelle und dem Kalzit-Primsa bestehende Anordnung können gleichzeitig verwendet werden, um bei Bedarf größere Strahlumschaltwinkel zu erzielen. A beam deflection corresponding to two states can be achieved with others perform electronic or electromechanical procedures. The beam deflector may include an acousto-optic modulator of the above with reference to Figures 1-4 include described type, but with an additional transformer 91 on the Modulator 14 'is mounted so that pressure waves perpendicular to the diffraction angle of the collinear rays are generated. The excitatory orthogonal signal can be in the form of square-wave pulses vary, but the modulation frequencies must again be like this be chosen so that not only the correct diffraction angle is achieved, but that also the collinear relationship between the various wavelength components is maintained. The acousto-optical modulator for controlling the beam deflection can either from the primary modulator 14 or a second, at a suitable location the modulator attached to the beam path. Modulator 14 'and the one from the Pockels cell and the calcite primsa existing arrangement can be used at the same time, to achieve larger beam switching angles if required.

Da der kollineare Strahl nur um einen verhältnismäßig kleinen Winkel verschoben werden muß, kann ein elektromechanisches Element mit geeigneten hochfrequenten Eigenschaften verwendet werden. Ein reflektierendes Element ermöglicht ferner achromatischen Betrieb mit hohem 'wVirkungsgrad. Angesichts dieser Punkte kann die mit zwei Zuständen arbeitende Strahlablenkungvorrichtung ein piezoelektrisches Element umfassen, das an einen Spiegel angeschlossen ist oder eine spiegelnde Oberfläche aufweist und beim Anlegen von erregenden Signalen in ausreichendem Maß mechanisch deformiert wird. Ein auf die spiegelnde Fläche auffallender Laserstrahl kann dann um einen gegebenen Winkel, der abwechselnden horizontalen Zeilen entspricht, verschoben werden, wenn das piezoelektrische Element mit Rechteckimpulsen erregt wird. Because the collinear ray only moves through a relatively small angle must be moved, an electromechanical element with suitable high frequency Properties are used. A reflective element also enables achromatic High efficiency operation. Given these points, the two state can be working beam deflection device comprise a piezoelectric element which is connected to a mirror or has a reflective surface and Mechanically deformed to a sufficient extent when energizing signals are applied will. A laser beam striking the reflective surface can then turn a given angle corresponding to alternating horizontal lines, when the piezoelectric element is excited with square pulses.

Das in Figur 8 dargestellte System dient zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Modulationsverfahrens, mit dem ein hoher Ausgangswirkungsgrad, bezogen auf die Eingangsleistung eines Lasers 10, erzielt wird. In diesem Ball wird der mehrfarbige Laserstrahl in einem einzigen Modulator mit Hilfe der Farbsignale moduliert, die an die Übertrager 16-19 angelegt werden und in der vorher beschriebenen Weise über Treiberverstärker 22 von einer Summierschaltung 44 kommen. Der Laser 10 ist jedoch nicht immer voll erregt. The system shown in FIG. 8 serves to explain the inventive concept Modulation method with which a high output efficiency, based on the input power a laser 10 is achieved. In this ball, the multicolored laser beam is in a single modulator with the help of the color signals that are modulated to the transmitter 16-19 and in the manner previously described via driver amplifiers 22 come from a summing circuit 44. However, the laser 10 is not always full excited.

Die Laserleistung wird vielmehr entsprechend der benötigten Durchschnittsleistung variiert, wobei die Kennlinien des Lasers berücksichtigt werden. Dazu wird das der Farbintensität entsprechende Signal als Steuersignal an einen veränderlichen Leistungsverstärker 116 angelegt, der den Laser 10 betreibt.Rather, the laser power is corresponding to the required average power varies, with the characteristics of the Laser must be taken into account. For this purpose, the signal corresponding to the color intensity is sent as a control signal to a variable power amplifier 116 is applied which drives the laser 10.

Da der Laser 10 innerhalb einer endlichen Zeit auf Veränderungen des erregenden Signals anspricht, werden Verzögerungsschaltungen 118 in den Leitungen verwendet, die die demodulierten Fernsehsignale an die Treiberstufe des Modulators ankoppeln. Die verzögerten Fernsehsignale liefern Bezugssignale an den Vergleichsschaltungen 120, 121 und 122, bei denen es sich um bekannte, als Differenzverstärker betriebene Funktionsverstärker handeln kann. Die tatsächliche Strahlintensität in jeder der drei Farben wird dadurch nachgewiesen, daß der Ausgangsstrahl vom Modulator 14 durch Ablenkung eines kleinen Strahlanteils in den Lichtweg mit Hilfe eines Strahlverteilers 125 durchgemustert wird (Strahlverteiler 125 kann ein optisches Element mit einer kleinen Winkelabweichung vom Brewster-Winkel sein). Die abgelenkte Lichtprobe wird von Linse 127 in einen konvergenten Strahl verwandelt, der durch einen Satz von drei Farbfiltern 130, 131, 132 für Rot bzw. Grün bzw. Blau geschickt wird; die Parbfilter sind auf die einfallenden Wellenlängen des Lasers 10 abgestimmt. Die momentane Amplitude jeder Farbkomponente wird von lichtempfindlichen Zellen 134 bzw. 135 bzw. 136 nachgewiesen und die dabei erhaltenen Signale werden nach Verstärkung in Vorverstärkern 139 bzw. 140 bzw. 141 als der Strahlprobe entsprechende Signale an die geeigneten Vergleicheschaltungen 120 bzw. 121 bzw. 122 angelegt. Jede Vergleichsschaltung vergleicht die erwünschte Strahlintensität einer bestimmten Parbe mit der tatsächlichen Strahlintensität und erzeugt ein Korrektursignal, das an den richtigen Modulator 36 bzw. 37 bzw. 38 angelegt wird, um die Strahlintensität in der jeweiligen Farbe auf dengewünschten Wert zu bringen. Die Signale werden dann in Summierschaltung 44 zusammengefaßt und die Übertrager 16-19 werden wie oben beschrieben erregt. Since the laser 10 changes within a finite time of the energizing signal responds, there are delay circuits 118 on the lines used that the demodulated television signals to the driver stage of the modulator couple. The delayed television signals provide reference signals to the comparison circuits 120, 121 and 122, which are known, operated as differential amplifiers Function amplifier can act. The actual beam intensity in each of the three colors is detected by the fact that the output beam from the modulator 14 through Deflection of a small part of the beam into the light path with the help of a beam distributor 125 is patterned (beam distributor 125 can be an optical element with a small angular deviation from Brewster's angle). The deflected light sample will converted by lens 127 into a convergent beam passing through a set of three color filters 130, 131, 132 for red, green and blue, respectively, are sent; the Parbfilter are matched to the incident wavelengths of the laser 10. The current amplitude each color component is detected by light-sensitive cells 134, 135 and 136, respectively and the signals obtained are amplified in preamplifiers 139 or 140 or 141 as signals corresponding to the beam sample to the appropriate ones Comparison circuits 120 or 121 or 122 are applied. Each comparison circuit compares the desired beam intensity of a particular parbe with the actual beam intensity and generates a correction signal which is sent to the correct modulator 36 or 37 or 38 is applied to the beam intensity in the respective color to the desired Bring value. The signals are then combined in summing circuit 44 and the transformers 16-19 are energized as described above.

In diesem System werden deshalb Veränderungen der durchschnittlichen Leistung dadurch erzielt, daß man die Eingangsleistung des Lasers 10 über den veränderlichen Beistungsverstärker 116 moduliert. Da der Wirkungsgrad des Lasers bei der Erzeugung von Licht verhältnismäßig niedrig ist, werden bedeutende Einsparungen erzielt, wenn man den Laser nur bei Bedarf mit maximaler Leistung betreibt. Hochfrequente Veränderungen werden in jeder Farbkomponente durch den Modulator 14 hervorgerufen, der in wirksamer Weise den Betrag an Lichtenergie abzieht, der für jede Komponente benötigt wird. In this system, therefore, changes in the average Performance achieved by having the input power of the laser 10 on the variable Power amplifier 116 modulated. Because the efficiency of the laser in generating of light is relatively low, significant savings are made, though the laser is only operated at maximum power when required. High frequency changes are caused in each color component by the modulator 14, which is more effective Way subtracts the amount of light energy needed for each component.

Wie vorher erwähnt, kann Kreuzmodulation in einem auf mehreren Wellenlängen arbeitenden System mit einem einzigen Modulator bedeutsam sein. Wenn es genügt, kollineare Ausgangsstrahlen zu erzeugen ohne hierbei ein Maximum an Wiedergabeintensität zu haben, kann die Multiplex-Anordnung der Figur 9 verwendet werden In diesem System sind Bestandteile, die die gleichen Funktionen wie die Bestandteile des in Figur 1 dargestellten Systems erfüllen, mit gleichen Bezugsnummern und Bezeichnungen versehen. Die Betriebsweise des Systems ähnelt der eines Fernsehsystems mit Farbenwechsel in Punktfolge. Ein Treppengenerator 150 erzeugt drei aufeinanderfolgende Spannungen in sich wieder holender Folge, wobei über ein Zeitmarkensignal eine Steuerung stattfindet, Das Zeitmarkensignal erscheint mit einer in Bezug auf die Fernsehsignale geeignet hohen Barbschaltrate. As mentioned earlier, cross modulation can be done in one on multiple wavelengths working system with a single modulator can be significant. If it is enough to generate collinear output beams without a maximum of reproduction intensity to have the multiplex arrangement of the Figure 9 can be used In this system there are constituent parts that perform the same functions as the constituent parts meet the system shown in Figure 1, with the same reference numbers and designations Mistake. The operation of the system is similar to that of a color changing television system in point sequence. A staircase generator 150 generates three successive voltages in a repeating sequence, with control taking place via a time stamp signal, The time stamp signal appears to be appropriate with respect to the television signals high barber rate.

Das Treppensignal steuert einen spannungsabhängigen Oszillator 151, um eine sich wiederholende Polge von Trägerfrequenzen f1, f2 und f3 zu erzeugen. Jede Trägerfrequenz wird über eine zugeordnete Gatterschaltung 153, 154, 155 an eine entsprechende Mischstufe 76 bzw. 37 bzw. 38 angelegt. Die Steuerung findet dabei über eine Schaltung 157 für sequentielle Tastung statt, die ebenfalls auf den Zeitmarkengeber anspricht.The staircase signal controls a voltage-dependent oscillator 151, to generate a repeating pole of carrier frequencies f1, f2 and f3. Each carrier frequency is assigned via an associated gate circuit 153, 154, 155 a corresponding mixer stage 76 or 37 or 38 is applied. The control takes place in doing so, via a circuit 157 for sequential keying, which is also on addresses the timestamp generator.

In dem in Figur 9 dargestellten System ergibt nur die zu einem bestimmten Zeitpunkt erregte Mischstufe 36 bzw. In the system shown in FIG. 9, only results for a particular one Time of excited mixer stage 36 resp.

37 bzw, 38 eine Beugung der zugeordneten optischen Wellenlänge längs der optischen Hauptachse. Die unerwünschten Störstrahlen werden unter anderen Winkeln abgebeugt, durch ein Raumfilter ausgeschieden oder in anderer Weise optisch vom System abgetrennt. Die in den nicht gebrauchten Strahlen zu jedem Zeitpunkt enthaltene Energie beträgt etwa zwei Drittel der einfallenden Energie und wird nicht nutzbar gemacht; jedoch sind derartige Verluste bei vielen Anwendungen im Druckbetrieb, im Nachrichtenwesen oder in anderen Systemen annehmbar.37 and 38 a diffraction of the assigned optical wavelength longitudinally the main optical axis. The unwanted interfering rays are at different angles bent away, excreted through a spatial filter or in some other way optically from the System disconnected. Those contained in the unused rays at any point in time Energy is about two Third of the incident energy and is not made usable; however, such losses are common in many applications Acceptable in printing, communications, or other systems.

Die obige Beschreibung und die Zeichnungen haben verschiedene erfindungsgemäße Systeme und Verfahren erläutert, doch ist die Erfindung nicht auf diese speziellen Beispiele beschränkt sondern in ihrem Umfang vielmehr durch die folgenden Patentansprüche definiert. The above description and drawings have various embodiments of the invention Systems and methods are illustrated, but the invention is not directed to these specifics Examples are limited in scope rather by the following claims Are defined.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Method for modulating one more Light beam containing wavelengths it individual television signals in a single Acousto-optic modulator, characterized by the excitation of the modulator with pressure waves at different amplitude modulated frequencies depending on the individual Television signals, so that a group of collinear modulated beams with different Wavelengths is diffracted by the modulator; Diffraction of collinear rays with relative high efficiency with simultaneous optical bandpass filtering of the television signal bandwidths by diffraction of rays resulting from cross-modulation with relatively low diffraction efficiency, resulting in beams with Kreuzmodulaticnskomponenten to suppress; and separation of the optical wavelengths in relation to the television signal bandwidths, so that the collinear rays and the associated sideband rays with relative high efficiency and that the bandwidths of the television signals do not overlap.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the Excitation of the modulator the modulator element with amplitude-modulated frequencies f1 ... fn is excited for each wavelength # 1 ... #n so that f1 # 1 = ... = fn # n ' around hence collinear rays for each wavelength component and for interfering rays generate, each beam having sideband beams; that in the inflection of the collinear rays the maximum efficiency of the diffraction process with the collinear ones Beams are maintained by setting beam angles such as f1 # 1 fn # n that = = #B, where v is the speed of light in the 2v 2v modulator and B is the Bragg angle denote while at the same time an optical bandpass filtering of the television signal -Band widths performed by diffraction of rays with niearige diffraction efficiency so that these rays are at least partially suppressed, and that at the separation of the optical wavelengths also requires spatial filtering is applied to the collinear rays and the associated sideband rays, while the interfering rays are separated.

3. The method according to claim 1, characterized in that in the Diffraction of the collinear rays of the modulator in an angle sensitive mode is excited with different acoustic frequencies, so that collinear rays of different wavelengths at an angle of 28B to the undiffracted Beam can be deflected, whereby the diffraction efficiency is more than 50%, that sideband rays are diffracted with more than 50 of the maximum efficiency, and that the prequences are sufficiently separated from one another to be extracted from the Y cross modulation components to obtain diffracted rays of low intensity, where 8B is the Bragg angle designated.

4. The method according to claim 3, characterized in that the acoustic frequencies and the interaction length of the modulator are chosen so that in all cases fcLrX fc2L ##> x 2nv² applies, where fc represents the lower modulating acoustic carrier frequency of any frequency pair; n denotes the refractive index of the modulator, L the interaction length of the modulator, v the speed of sound in the modulation, 41 the separation of adjacent optical wavelength pairs, and x denotes a parameter of the order of magnitude 1, and where the relative intensity y of the most intense interference beam is given by

5. The method according to claim 4, characterized in that the relative intensity y of the diffracted beam in the form is given, where x is greater than about 0.6.

6. System for generating a single, from several wavelengths existing modulated light beam from an incident, multiple wavelengths containing light beam, characterized in that an acousto-optical modulator (14) with transformers (16-19) connected to it is used that the modulator is arranged so that he the incoming ray under a certain Winkel receives that the diffraction efficiency by the modulator from the angle of the incident ray and has a maximum at a certain angle, that means for signal generation with means for modulating television signals are connected to the modulator (14) at different carrier frequencies and excite the transducers connected to it that the carrier frequencies are chosen be that the rays of the different wavelength components are at an angle which is symmetrical to the angle of the incident beam, and that the light wavelengths are separated from each other in relation to the Bernseh bandwidths are that the rays diffracted at the symmetrical angle and the sideband rays be bent with relatively high efficiency and that the bandwidths of the TV signals do not overlap.

7. System according to claim 6, characterized in that the acousto-optical Modulator (14) a single modulator element located in the path of the light beam and on one side thereof arranged transmitter (16-19) comprises that the angle between the incident beam and the normal to the exciting waves in the modulator for each wavelength component is given by nn = 2v = 8B, whereby At the wavelength of the nth light component, fn the carrier frequency of the nth modulating Signal from the transmitter, v the speed of light in the modulator, and 83 the Bragg angle denote that the means for signal generation also means for excitation of the modulator connected to the transmitter include the Parbfernseh signals applied to n respond, and that the means for exciting the modulator also means for generating amplitude-modulated driver signals at frequencies f1, f2, ... fn, the beam being incident on the modulator closest to the side on which the transducers are arranged, and where the angle of incidence is related to this side OB is.

8. System according to claim 7, characterized in that ######## and that the maximum bandwidth applies in the system: maximum bandwidth =

and maximum bandwidth S 0.63, v \\ lnu

where n denotes the refractive index of the modulator element, v the speed of light in the modulator element, L the interaction length in the modulator, and AS denotes the spacing of the wavelengths in the worst case, k1 is chosen so that it corresponds to the desired diffraction efficiency by the modulator and the permissible ereuzmodulation , x is a parameter proportional to the deviation from the Bragg angle, which corresponds to a low, acceptable beam intensity and y denotes the relative intensity of an interfering beam.

9. System according to claim 8, characterized in that k1 is about 0.42 and that the efficiency of the diffraction process is about 75.

10. System according to claim 6, characterized in that the devices to generate a plurality of excitation circuits comprise, each of which on a responds to certain of the television modulation signals and is connected to a transformer is to generate modulation signals at different carrier frequencies, so that the incident ray is diffracted and the rays of the first order at one Angles 2OB are collinear, where (#nfn) / v = 2 # B for each wavelength component #n, #B the Bragg angle, fn the nth modulating carrier frequency, and v the speed of sound in the modulator, and where fc2L ## = x, 2nv² where fc is the lower of the two the carrier frequencies used in the worst case of wavelength separation, L denotes the interaction length in the modulator, AA the wavelength separation in the worst case denotes, x is of the order of magnitude 1 and is chosen so that the The intensity of the interfering rays is low, and n is the index of refraction of the modulator element.

11. System according to claim 10, characterized in that in it 2 L »f² # where B is the interaction length in the modulator element, v is the speed of sound in the modulator element, f the acoustic carrier frequency, and 7 the optical wavelength describe.

12. System according to claim 11, characterized in that o o that the optical wavelengths about 6471 A or 5208 A or

o 4793 A.

13. System according to claim 6, characterized in that the speed of sound in the modulator, the interaction length of the transducers and the acoustic carrier frequencies be chosen so that the different wavelengths in selected collinear Rays bent at a certain angle with high efficiency and that interference rays be bent at angles with low efficiency, so that the modulator element optically filters the selected rays from the interfering rays and those from the Cross modulation resulting from modulation of the interfering rays is suppressed.

14. System according to claim 13, characterized in that the selected Rays with an efficiency greater than about 75% are diffracted while the intensity of the interfering rays kept to values of less than 5% will.

15. System according to claim 6, characterized by an in the way electromechanical scanning mechanism used behind the modulator of the light beam, which performs a cyclical forwards and backwards movement around the light beam in the form of a line scan, and exciting by the modulator facilities connected to it with other facilities for line reshaping, which respond to the modulating signals and alternately the time sequence reverse when outputting the modulated signal lines to the modulator.

16. System according to claim 15, characterized in that the scanning mechanism executes a sinusoidal movement and that the converter means for delivery of lines of data during virtually linear portions of the movement of the scanning mechanism contains, as well as other devices for the compensation of non-linearities in the Movement of the scanning mechanism at the rate of data delivery.

17. System according to claim 6, characterized in that the system first scanning mirrors mounted on the path of the light beam behind the modulator includes, which perform a sinusoidal movement to the beam again and again longitudinally deflect an arc located on a first plane, and that second scanning mirror on the path of the light beam deflected by the first scanning mirror, appropriate are and the light beam along an arc, which on one at an angle to first plane inclined plane is located, deflect, the second mirror a has convex mirror surface that is curved so that it has at least part of the Scanning movement linearized on the first level.

18. System according to claim 17, characterized in that the first Scanning mirror a horizontal scanning mirror and an associated drive mechanism for sinusoidal motion include that of half the frequency of a selected one horizontal scanning speed works, with the convex mirror surface one vertical scanning mirror with a practically linear central reflection area and end sections with increased curvature, so that a cylindrical, not spherical optical element for horizontal scanning is created.

19. System according to claim 6, characterized in that the light beam a laser beam is that the modulator modulates the laser beam and it along a Axis aligns that attached to this axis on the path of the laser beam Means are provided which synchronize with the line repetition rate of the modulating signal work to move the beam between two positions during successive Lines to move, and that two mechanisms for beam deflection according to the facilities are provided for beam shifting synchronous with the line repetition rate but work out of phase with each other, the first of these mechanisms being so arranged is that it deflects the beam in one position, while the second is so arranged is that it deflects the beam in the other position.

20. System according to claim 19, characterized in that the system includes additional vertical scanners arranged to receive the beam deflected by the beam deflection mechanisms, and that the Beam deflection mechanisms are associated with devices that control the deflected beams steer in the same plane as the vertical scanners.

21. System according to claim 20, characterized in that the devices to shift the beam comprise a Pockels cell and a calcite prism, which are arranged one behind the other on the axis, and that devices for excitation the Pockels cell synchronized with the data repetition rate are.

22 * System according to claim 6, characterized in that devices for the detection of the beam intensity behind the modulator on the path of the beam are arranged, are provided and the actual intensity of each wavelength component Generate indicating Parbschaltsignale, and that further comparison means are provided which respond to the modulator signals and the parch switching signals and correction signals to control the Generate modulation of each wavelength component.

23. System according to claim 22, characterized in that devices are provided for signal delay, which respond to the modulating signals and are connected to the comparison devices in order to determine delayed modulating To deliver signals.

24. System according to claim 6, characterized in that different Mixing devices for each wavelength are provided that each mixing device responds to a different carrier frequency and a different pair of modulating signals, that the carrier frequencies have certain values in relation to the wavelengths of light, that each of the mixing devices supplies a different modulating signal, so that a group of collinear rays of different wavelengths under a given one Diffraction angle is bent, and that devices for time-division multiplexing and for sequential control of the transmitters according to the ones applied to them modulating signals are provided.

25. System according to claim 24, characterized in that the light beam contains red, green and blue wavelength components and that the facilities for multiplexing further devices comprise which sequentially each of the carrier frequencies apply to another mixing device with a predetermined clock frequency.