DE2713362A1 - Vorrichtung zur bildung eines zusammengesetzten lichtbuendels durch ablenken einfallenden lichts - Google Patents
Vorrichtung zur bildung eines zusammengesetzten lichtbuendels durch ablenken einfallenden lichtsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildeung eines
zusammengesetzten, kollinearen Lichtbündels durch Ablenken einfallenden Lichts, das Strahlung mehrerer verschiedener,
ausgewählter Wellenlängen enthält, mit einem elektroakusti— sehen Wandler, der an einem akustooptischen Deflektor angebracht
ist; und mit einer Einrichtung, mittels deren dem Wandler
für jede der ausgewählten optischen Wellenlängen ein Signal zuführbar ist, um eine akustische Scherungswelle zu
erzeugen, deren Frequenzkomponenten mit den ausgewählten optischen Wellenlängen in Bezug stehen.
Wenn eine Schallwelle der Wellenlänge Λ- auf ein Lichtbündel
der Wellenlänge ^ einwirkt, dann wirkt die Schallwelle bekanntlich
wie ein Beugungsgitter der Gitterkonstante -Λ. 7
das das Lichtbündel um einen Winkel φ ablenkt, wobei näherungsweisa
gilt:
φ =A/2A=Af/2V {1)
worin V und f die akustische Geschwindigkeit bzw. die Schallfrequenz
bedeuten. Bei dieser Ablenkung oder Beugung handelt es sich uia die Bragg'sehe Beugung. Wirksam tritt diese Braggsche
Beugung auf, wenn die Länge über die Schallwelle größer ist als Δ. 2/-λ.
Da der Ablenkwinkel von dar Schallfrequenz f abhängt, ist
es möglich, die Richtung des gebeugten Lichts durch Verändern von f zu variieren. Bragg'sehe Beugung lenkt einen
Teil des einfallenden Lichts um einen Winkel, der sich aufgrund der obigen Gleichung{1)ergibt, gegenüber der ursprünglichen
Lichtfallrichtung ab. Die aufgrund der GleichungCl) ermittelte Ablenkung ist die Normallage des gebeugten Bündels.
Wenn die Schallfrequenz f urn einen Betrag Δ. f vergrößert
wird, wird das austretende Lichtbündel um einen Winkel
708839/1091
A φ geschwenkt, für den gilt:
Es läßt sich aufzeigen, daß für die Anzahl N der Punkte, die durch das abgelenkte Bündel aufgelöst v/erden kannv gilt;
N = (D/V) Af = rAf (3)
worin D der Durchmesser des einfallenden Lichtbündels ist, <4f so groß ist, v/ie es der Wandler zuläßt,und r die Zugriffszeit ist, d.h. die Zeit, die die Schallwelle benötigt, um die
Lichtwells zu durchqueren. Hinsichtlich der Ableitung der obigen Gleichung {3) wird auf die Veröffentlichung in
Proceedings of the IEEE", Bd. 54, Nr. 10, 1966, S. 1430, verwiesen.
Um Bragg'sehe 3eugung zu bekommen, sollten bekanntlicherweiss
einfallendes Bündel und gebeugtes Bündel symmetrisch relativ zu den akustischen Wellenfronten verlaufen. Diese Bedingung
läßt sich streng nur für eine spezieile Schallfrequenz fQ
und eine Wellenlänge A = V"/f einhalten. Wenn die Richtung
des gebeugten Bündels verändert wird, sollte auch die Richtung des einfallenden Bündels verändert werden, um die Symmetrie
wieder herzustellen, Dies würde mechanische Bewegungen erforderlich machen und dadurch die Anwendung eines akustischen
Ablenksystems für die gedachten Zwecke vereiteln. Man kann jedoch Fehler bestimmten Ausmaßes hinnehmen und trotzdem eine
brauchbare Lichtausgangsleistung bekommen.
In der US-PS 3 783 185 der Anmelderin ist ein akustooptischer
Modulator aufgezeigt, der ein austretendes Bündel erzeugt, das aus einer Mehrzahl gebeugter kollinsaxer
Bündel ausgewählter Wellenlängen zusammengesetzt ist.
Licht, in dem verschiedene Wellenlängen enthalten sind, wird
auf eine akustooptische Zelle geworfen. Elektrische Signale
mit verschiedenen festliegenden Frequenzen werden erzeugt
und unabhängig voneinander in Abhängigkeit von einer Datenquelle für Farbinformationen amplitudenmoduliert. Di« elektrischen
Signale werden einen, elektroakustischer! Wandler zugeführt,
der so an der Zelle angebracht ist, daß die Schallwellen, die innerhalb der Zelle erzeugt warden,
Frequenzkomponenten besitzen, die den einzelnen festgelegten
Frequenzen in dem zusammengesetzten elektrischen Signal entsprechen.
Dia Schallwellen bewirken, daß das auf .sie treffende
L,cht in einer Mehrzahl von Spektren gebeugt wird, deren Anzahl
der zahl der festgelegten Frequenzsignale entspricht, die dem Wandler zugeführt werden. Die Frequenzen der elektrischen Signale
sxnd so gewählt, daß ein zusamnengesetζtee, austretendes
Lzchtbundel erzeugt wird, das aus gebeugten, kollinearen Bündel-Komponenten
ausgewählLar Wellenlängen zusammengesetzt ist. "
Bei dem in der genannten US-PS 3 78T iflq 3 f
J lö5 angezeigten Modula-
Bau.exl, d.n., d„ Intensität des gebeugten Licht st-ht in
linearem Verhältnis zu der zugeführten Schalleistung" Es er 9xbt sich daher in der Zelle ein "Hebensprecheff^
grün, des Uberlagerungsprinzips ergeben sich aufgrund d
e «einen der akustooptischen ZeUe aufgeprägten Freouenz
eine ,ehrzahl gebeugter Bündel. In »„deren „orten gesagt entstehen,
Wenn rotes, grünes und blaues Licht auf die 1"
fällt und drei festgelegte Schallfrequenzen angewendeten
von enen ,ede PreqUen2 einen eigenen Beugungs^el «Γ 'ed
L.chtfarbe erzeugt, neun resultierende Strahlenbündel i
VTl 'Τ
Und arel bl
e,„ Bündel ,eder Farbe innerhalb des zusammengesetzten LT
gehenden rtrahlenbündels befinde» cm Λ! "' aUS
. t , e" Lm "is unerwünschten gebeugten
;_r_Jel zu eliminieren, ist eine hl , ,
voraese,en. blockierende öffnung
Die dorcv ::e erwähnte DS-pS bekannte Vorrlcht
E1ch zwar Iur eine Anwendung als ltodulator, /
-»- 27133G2
ν G.
bei der der Beugungswinkel des zusammengesetzten Strahlenbündel
festliegend ist. Es ist jedoch ersichtlich, daß eine derartige Vorrichtung nicht als Deflektor verwendbar ist, da die sechs
Lichtbündel außerhalb des zusammengesetzte^ austretenden Lichtbindels
ebenfalls um veränderliche Winkel gebeugt wurden, wenn . die Schallfrequenzen nicht festliegen! sind. Um ein abtastendes
Lichtbündel, bestehend aus einer Mehrzahl optischer Wellenlängen,zu
erzeugen, wird bei der Vorrichtung gemäß der genannten US-PS eine Schlxtzmaske angewendet, um die unerwünschten Bündel
zu blockieren. Dr.s zusammengesetzte Strahlenbündel, das durch diese Maske hindurchtritt, wird sodann durch eine Ablenkeinrichtung
üblicher Art, beispielsweise ein rotierendes Prisma, abgelenkt.
Im Jahr 1967 wurde von R.W* nixon vorausgesagt, daß sich
gegenüber normaler Bragg'scher Beugung Abweichungen ergeben, wenn man das einfallende Lichtbündel senkrecht zur optischen Achse eines uniaxialan, doppelbrechenden Kristalls verlaufen läßt. In einen Aufsatz mit dem Titel "Acoustic Diffraction of I Light in Anisotropie Media", veröffentlicht in"IEEE, Journal of Quantum Electronics"·, QE-3, 35 (1967) ,führt Dixon aus, daß eine derarcige Abweichung darin besteht, daß der Einfallsw inkel θ nicht mehr auf einen dem Ablenkwinkel φ näherungsweise entsprechenden Wert beschränkt ist. Zusätzlich führt
Dixon aus, daß bei Deflektoren, die doppeltbrechende Medien
benutzen, das Verhalten von Einfallswinkel gegenüber der
Schallfrequen" folgende Eigenschaften zeige:
gegenüber normaler Bragg'scher Beugung Abweichungen ergeben, wenn man das einfallende Lichtbündel senkrecht zur optischen Achse eines uniaxialan, doppelbrechenden Kristalls verlaufen läßt. In einen Aufsatz mit dem Titel "Acoustic Diffraction of I Light in Anisotropie Media", veröffentlicht in"IEEE, Journal of Quantum Electronics"·, QE-3, 35 (1967) ,führt Dixon aus, daß eine derarcige Abweichung darin besteht, daß der Einfallsw inkel θ nicht mehr auf einen dem Ablenkwinkel φ näherungsweise entsprechenden Wert beschränkt ist. Zusätzlich führt
Dixon aus, daß bei Deflektoren, die doppeltbrechende Medien
benutzen, das Verhalten von Einfallswinkel gegenüber der
Schallfrequen" folgende Eigenschaften zeige:
1. eine Abnahme des Einfallswinkels θ mit Erhöhung der
Schallfrequsnz f bei kleinen Werten von f,
Schallfrequsnz f bei kleinen Werten von f,
2. eine Zunahme des Einfallswinkels θ bei einer Erhöhung
der Schallfrequenz f bei großen Werten von f und
der Schallfrequenz f bei großen Werten von f und
3. ein Wendepunkt bei einer Schal If rsquenz f, wobei
de/df = 0 ist.
de/df = 0 ist.
L·
-i- 27133G2
Dixon zeigt in der genannten Veröffentlichung auf, daß durch
Frequenzmodulation der Schallwelle um eine Mittenfrequenz,
die dem Wert von f' entspricht, größere Beugungswinkel f
erhalten werden, als dies bislang möglich war.
In der US-PS 3 74 3 970 wird von den durch Dixon gegebenen
Lehren Gebrauch gemacht,indem eine Schallwelle in doppeltbrechendem
(anisotropen) Medium mit einem optischen Bündel gekreuzt wird. Der Einfallswinkel des optischen Bündels
und die Frequenz der Schallwellen werden so gewählt, daß die Vorrichtung bei einem Wendepunkt bezüglich der Charakteristik
des Einfallswinkels gegenüber der Schallfrequenz arbeitet. Diese Anordnung ermöglicht größere Ablenkungen
bei niedrigerer Schalleistung, als es vordem für möglich gehalten
wurde. Es wird dadurch jedoch nicht das oben unter Bezug auf die US-PS 3 733 185 erwähnte Problem (Nebensprecheffekt)
behoben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art zum akustooptischen Beugen von
Liehe einer Mehrzahl optischer Wellenlängen zur Bildung eines
zusammengesetzten,austretenden Lichtbündels zu schaffen,das
aus einer Mehrzahl verschiedener, ausgewählter optischer Wellenlängen zusammengesetzt ist, wobei die Vorrichtung so
beschaffen sein soll, daß unerwünschte, gebeugte Bündel zumindest
rieht mit solcher Intensität erzeugt werden, daß die das zusammengesetzte Strahlenbündel benutzende Einrichtung
gegenüber derartigen unerwünschten Strahlenbündeln abgeschirmt v/erden müßte.
Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der akustooptische
Deflektor aus einem anisotropen Medium gebildet ist,
2 ' ι ί
bei den die Charakteristik des Winkels des einfallenden
Lichts gegenüber der Schallfrequenz einen '^end^nunkt
zeigt, der bei den verschiedenen ontischen Wellenlängen bei verschiedenen Frequenzen auftritt, und daß für die akustische
Sch^rungsweile veränderliche Fraquenzkoir.ponenten vorgesehen
sind, von denen jede einer der ausgewählten optischen Wellenlängen zugeordnet ist und die um eine zugehörige
Mittenfrequenz variieren, dip d?n Wendepunktsfrequenzen
für die zugeordneten optischen V'ellenlärgen angenähert
sind. Dadurch wird eine Vorrichtung geschaffen, bei der das zusammengesetzte, austretende Lichtbündel in Abtastaus
lenkung die zur Benutzuna des zusammengesetzten Strahlenbündel dienende Einrichtung überstreichen kann,
ohne daß übliche Ablenkeinrichtungen oder Abschirmungen zur
Blockieren unerwünschter, yebaugter Strahlenbündel zu Hilfe
genommen werden müßten.
Vi ει .rj/n bevorzugten Ausfiilirungsbei ^niel ist vorgesehen,
daß di? Mitts?r.frenusnzan der elektrischen Signale den vr«=>ndepunktsfrequenzi-n
für die zugeordneten optisc^^on Wellenlängen
entsprechen. WTi>ilt man die Eandbreiten der «iektrischen
Siq:1-'-· so, daß in der akustischer» Gcherungswelle die Frequenzkcnponente,
die einer optischen Wellenlänge zugeordnet ist, das Licht der anderen optischen Wellenlänge nicht
mit ein ei: I/iLäii-oität beugt, die gröner ist als es uurcn die
Einrichtung zur Endbenutzung des Strahlenbündels hingenommen
werden kann, so ist es nicht erforderlich, unerwünschte,gebeugte Strahlenbündel zu blockieren. Die Anwendung anisotroper
Beugung ermöglicht, wie nachfolgend noch eingehender
erläutert wird, sine geeignete Auswahl der in Frage könnenden
Parameter,
27 13 3·, 2 -6.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen
erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisch vereinfacht gezeichnete Darstellung eines Ausführungsbeispxels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 eine Diagrammdarstellung, in der die optimalen Einfallswinkel und zugehörigen Ablenkwinkel
sowohl für normale Bragg'sehe Beugung als auch für anisotrope Beugung
über der Schallfrequenz aufgetragen sind;
Fig. 3 eine Diagramndarötellung, in der die Abweichung
des anisotropen Einfallswinkels vom Wendepunkts winkel, nomiert auf Null,
dargestellt istr und
Fig. 4 eine Diagrammdarstellung der Beugungswinkel über der Schallfrequenz.
In Fig. 1 ist eine Licht-Ablenkvorrichtung genäß einem Ausführungsbeisoiel
der Erfindung schematisiert gezeigt. Drei linear polarisierte Lichtbündel 10, 11 und 12, die durch
Laser 14, 15 bzw. 16 erzeugt sind, werden mittels eines metallischen Spiegels 18 und mittels zweier dichroitischerSpiegel
20 und 22 kombiniert. Die Lichtbündel 10, 11 und 12 enthalten beispielsweise blaues, grünes bzw. rotes Licht, und der
dichroitische Spiegel 20 ist so ausgebildet, daß er blaues Licht durchläßt und grünes Licht reflektiert. Der dichroitische
Spiegel 22 ist so ausgebildet, daß er blaues und grünes Licht durchläßt und rotes Licht reflektiert. Alternativ konn-
- w - 27133' 2
ten auch lediglich zwei Laser benutzt werden, nänlich ein
Xr-Ionen-Laser, d-jr rotes und grünes Licht aussendet (0,647 jxm
bzw. 0,521 ^um .,ellenlange) und ein He-Cd-Laser, der blaues
Licht aussendet (0,44 2 .um Wellenlänge) .
Die Lichtbündel aus linear polarisxertem Licht werden durch
ein schematisiert angedeutetes Prismensystem 24 ausgebreitet, um die Öffnung der auf einen akustoontischen Deflektor 26
auffallenden Bündel zu vergrößern und dadurch die Anzahl N der auflösbaren Punkte zu vergrößern, die durch die obige
Gleichung (3)bestimmt wird. Alternativ kann das Prismensystem
24 durch eine achromatische Zylinderlinse ersetzt warden.
Um den Viirkungsgrad der anisotropen Beugung in Deflektcr
26 zu erhöhen, werden die linear polarisierten Lichtbündel
durch eine Viertalv/ellenplatte 2j hindurch geschickt, wo die Bündel in zirkulär polarisiertes Licht umgewandelt v/erden.
Die Lichtbündel werden auf dem Deflektor 26 fokussiert-, der
aus einem Werkstoff für anisotrope Beugung gefertigt ist, beispielsweise aus kristallinem Te O2- Nach erfolgter Zusaminenviirkung
der Lichtbündel und der Schallwellen im Daflektor 26 v/erden die abgelenkten Lichtbündel mittels einer
schematisiert gezeigten Optik 30 auf einer Einrichtung 3 2 zur Benutzung der Lichtbündel fokussiert. Die Optik 3O ist
durch Zylinderlinsen oder Prismen gebildet und dient dazu, das abgegebene Lichtbündel wieder in den zirkulären Zustand
zu bringen.
Der Deflektor 26 ist an einem Ende 34 mit einen elektroakustischen
Wandler 36 versehen und kann, was nicht dargestellt ist, an gegenüberliegenden Ende in üblicher Weise
mit einem akustischen Absorber versahen sein. Drei unabhängig gesteuerte,variable Frequenzgeneratoren 38, 39 und .40
erzeugen elektrische Signale, die durch einen Summenverstärker 42 kombiniert und dem elektroakustischer. Wandler 36
70 9 039/1091
zugeführt v/erden, welcher wiederum eine zusammengesetzte Schallwelle
von drei Frequenzkomponenten f , f und f in Richtung
eines Vektors 44 erzeugt. Diese Richtung ist so gewählt, daß es zu anisotroper Beugung kommt.
Die drei einfallenden Lichtbür.del bilden kleine Winkel θ.. , θ_
und θ.,, die Bragg'sehen Winkel (WendepunJ^tswinkel), mit dar Normalen
zur Richtung der Schallwellen. Die Schallwellen wirken mit den einfallenden Lichtbündeln in der Weise zusammen, daß
diese um Winkelwerte abgelenkt werden, die in Beziehung stehen mit den Frequenzhüben Δ f ,-sif- und .Af . In der Charakteristik
der Lichtbündel-Einfallswinkel relativ zur Schallfrequenz
zeigen sich Wendepunkte, bei denen das zugeordnete abgelenkte Bündel im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Ausbreitung
der akustischen Welle verläuft.
Bei einer gegebenen Wendepunktsfrequenz ist der Bragg'sehe
Winkel θ eindeutig bestimmt, Wenn etwa in einem speziellen Beispiel die drei einfallenden Lichtbündel 10, 11 und 12 mit
Wellenlängen von O,647 um, 0,521 pm bzw. 0,442 pm festliegende
Einfallswinkel θ10, G1 χ bzw. θχ2 von 2,26°, 2,74° bzw.
von 3,40 bilden, dann betragen die zugehörigen Zsntrai- oder Wendepunktsfrequenzen 38 MHz, 47 MHz bzw. 83 MHz, wie
nachfolgend dargelegt wird.
Durch Frequenzmodulation der elektrischen Ausgangssignale der Frequenzgeneratoren 38, 39 und 40 ergeben sich Schallfrequenzen,
Einfalls- und Äbienkwinkel, wie sie in Fig. 2 gemessen
und aufgezeichnet worden sind, v/o ein Diagramm gezeigt ist für ein Lichtbündel mit einer Wellenlänge von 0,442 _um. In
dieser Fig. zeigt die Kurve A den Einfallswinkel für maximale Helligkeit im gebeugten Lichtbündel und die Kurve C den zugehörigen
Winkel des abgelenkten Bündels für die einzelnen
7 Γ · ; 9/ 1 G9 1
27133G2
Schallfrequenzen, In Fig. 2 zeigt die Kurve B sowohl den
Einfallswinkel als auch den Ablenkwinkel bei Bragg'scher Ablenkung
in einem typisch isotropen Medium. Ähnliche Kurven lassen sich für Lichtbündel von 0,647^-Um und 0,521 jim aufzeichnen.
Es sei bemerkt, daß bai der Wendepunktsfrequenz {ungefähr 83 MHz)der Ablenkwinkel Null ist, d.h., das abgelenkte
Bündel verläuft senkrecht zur Richtung der Ausbreitung der Schallwelle. Bei den gegebenen Parametern des genannten
Beispiels, d.h. bei festliegenden Einfallswinkeln der Lichtbündel
10, 11, 12 von 2,26°, 2,74° bzw. 3,40°, lassen sich die
maximalen Abtastwinkel ermitteln, indem man, wie dies in Fig.
3 dargestellt ist, die Werte für ψ aufträgt, wobei es sich
bei den einzelnen Frequenzen jeweils um den Wert der Abweichung Von dem Wendepunktswinkel handelt. Aus Fig. 3 ist zu ersehen,
daß zwischen den einfallenden Lichtbündeln immer ein gewisser ■fclebensprecheffekt" existiert. D.h., daß beispielsweise das
Signal des Frequenzgenerators 39,das lediglich das Bündel des Lichts mit O,521 jnn ablenken soll, zumindest in gewissem Ausmaße
auch eine Ablenkung der übrigen Bündel bewirkt. Durch •geeignete Auswahl der Bandbreiten für die einzelnen Frequenzen
und der Länge L des elektroakustxschen Wandlers kann ein derartiges Hebensprechen jedoch auf einem annehmbar niedrigen
Niveau gehalten werden. Mit annehmbar niedrigem Niveau ist ein Ausmaß an Nebensprechen gemeint, das so gering ist, daß
keinerlei störende Auswirkungen in der betreffenden Einrichtung 32, die der Endbenutzung des zusammengesetzten Lichtbündels
dient, in Erscheinung treten. Wenn die Einrichtung 32 beispielsweise Farbbilder auf photograph!schein Film erzeugt,
wurde gefunden, daß bei den meisten praktischen Anwendungsfällen ein als Endprodukt auf dem Film hervorgerufenes, durch
die unerwünschten Lichtbündel erzeugtes Bild nicht merkbar in Erscheinung tritt, wenn darauf geachtet wird, daß
die Differenz zwischen den Intensitäten des erwünschten Bündels und des unerwünschten Bündels mindestens etwa I3ds
beträgt.
Das Intensitätsverhältnis P/Po (und zwar die Stärke des gebeugten
Bündels dividiert durch die Stärke des gebeugten Bündels bei der Wendepunktsfrequenz) beträgt bei jedem gebeugten
Bündel bei einer gegebenen Schallwellenlänge:
sin TT-:
Λ /L ,
ι (4)
Tr ■
worin L die Länge des Wandlers, γ die Abweichung des einfallenden
Bündels gegenüber dem Wendepunktswinkel und J\ die Wellenlänge
der Schallwelle bedeuten. Die kleinsten und größten quenzen des Frequenzgenerators 39, die bei einer gegebenen
Länge von L = 14 mm eine Differenz von mindestens ;i3dB zwischen
dem Bündel von 0,521 ;im Wellenlänge und den 3ündeln
mit 0,647 _jim und 0,442 pm Wellenlänge ergeben, wurden aus
der Gleichung (4)errechnet und mit gestrichelten Linien 50 und
51 in Fig. 3 eingezeichnet. Diese kleinsten und größten Frequenzen betragen etwa 50 MHz bzw. 63,5 MHz für das Bündel mit
0,521 ,um Wellenlänge.
Da die Abtastlängen für die drei Bündel gleich sein müssen, lassen sich die Frequenz-Grenzwerte für die Frequenzgeneratoren
38 und 40 aus Fig. 4 entnehmen, in der für jedes der Lichtbündel der Beugungswinksl über der Frequenz aufgetragen ist. Die
niedrigste Frequenz der Frequenzgeneratoren 38 und 40 ermittelt man, indem man eine Linie 52 für konstanten Beugungsvinkel
durch denjenigen Punkt der Kurve 54 für 0,521 μια zieht,
der der Frequenz von 50 MHz entspricht, bei welcher Frequenz es sich um den vorher ermittelten unteren Grenzwert für die
0,521 jim-Kurve handelt. Die Frequenzen, bei denen die Linie
fixe Kurve 56 für O,647 um sowie die Kurve 58 für
C,442 pm schneidet, stellen die klexnsten Frequenzen der Frequenzgeneratoren
38 bzw. 4O dar. Um die größten Frequenzen der Freqn.enzgeneratoren 38 und 40 zu ermitteln, wird die
vorste1 --- erwähnte Methode so durchgeführt, daß an dem der
Frequenz vos. 63,5 MHz zugeordneten Punkt der Kurve 54 begonnen
wird und eine Linie 60 für konstanten Beugungswinkel gezogen w i ■-·-"· Die Grenzwerte für die Frequenzen, bei denen sich
'/Hf
das nebensprechen bei dem erwähnten Beispiel auf ein Ausmaß
beschränkt, bei dem eine Differenz von zumindest 13 dB zwischen den gewünschten und unerwünschten gebeugten Lichtbündeln
vorhanden ist,sind in der folgenden Tabelle gezeigt.
Λ | (pm) | fmin(MHz) | f (MHz) max |
A | f |
G | ,647 | 32,5 | 43 | 10 | ,5 |
O | ,521 | 50 | 63,5 | 13 | ,6 |
O | ,442 | 75 | 91 | 16 |
Die Anzahl N der Punkte, die von den abgelenkten Bündeln aufgelöst
werden können, läßt sich aus der Gleichung (3)ermitteln.
Die Auflösung wird durch den Größtwert der nutzbaren öffnung beschränkt. Der von den Kosten abgesehen wesentlichste beschränkende
Faktor, der den Größtv/ert der öffnung bestimmt, ist die akustische Dämpfung, die einen Wert von 6dB über die
öffnung nicht stark überschreiten sollte. Bei 9O MHz (etwa
f-„v bei einem entsprechend Tabelle (a) ausgebildeten Deflektor)
beträgt die akustische Dämpfung etwa 2 dB/cm in Te O2. Teilt
«nan die öffnung durch die akustische Geschwindigkeit, so zeigt
sich, daß bei einer öffnung von 3 cm die Durchgangszeit der Schallwelle durch die öffnung etwa 48 ^isec beträgt. Eine Öffnung
von 3 cm wäre daher anwendbar, und die erreichbare Auflösung betrüge dabei für die einzelnen Bündel:
0 | ,647 |
0 | ,521 |
0 | ,442 |
Af | (MHz) |
10 | ,5 |
13 | ,5 |
16 |
r(psec)
48 | 5OO |
48 | 650 |
43 | 770 |
Es ist aus dem vorstehenden daher ersichtlich, daß ein akustooptischer
Mehrfarben-Li^htdeflektor unter Verwendung einer
einzigen akustooptischen 2IeIIe mit einem gesonderten akustischen
Eingang für jede Farbe verwirklicht werden kann. Durch
Verwendung eines Deflektors, der eine anisotrope Beugung ermöglich
tf und durch geeignete Wahl der Einfallwinkel, der Mittenfrequenzen
und der Frequenzbereiche läßt sich der "Nefaensprecheffektf' auf einem annehmbar niedrigen Wert halten, und es läßt sich erreichen
, daß die abgelenkten Bündel über den gesamten Abtastbereich kollinear sind.
709839/1091
eerseite
Claims (3)
1. Vorrichtung zur Bildung eines ζ immengesetzten kollinearen
Lichtbündels durch Ablenken einfallenden Lichts, das Strahlung mehrerer verschiedener, ausgewählter Wellenlängen enthält,
mit einem elektroakustischen Wandler, der an einem akustooptischen
Deflektor angebracht ist, und mit einer Einrichtung, mittels deren dem Wandler für jsde der ausgewählten optischen
Wellenlängen ein Signal zuführbar ist, um eine akustische Scherungwelle zu erzeugen, deren Frequenzkomponenten mit den
ausgewählten optischen Wellenlängen in Bezug stehen, dadurch
gekennzeichnet, daß der akustooptische Deflektor (26) aus einem
anisotropen Medium gebildet ist, bei dem die Charakteristik des Winkels des einfallenden Lichte gegenüber der Schallfrequenz
einen Wandepunkt zeigt, der bei den verschiedenen optischen Wellenlängen bei verschiedenen Frequenzen auftritt,
und daß für die akustische Scherungswelle veränderliche
Frequenzkomponenten vorgesehen sind, von denen jede einer der ausgewählten optischen Wellenlängen zugeordnet ist und die
um eine zugehörige Mittenfrequenz variieren, die den Wendepunktsfrequenzen für die zugeordneten optischen Wellenlängen
angenähert sind.
2-jVorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das in den akustooptischen Defiektor (26) einfallende Licht relativ zur Normalen zur Fortschreitrichtung der. Schallwelle
einen Winkel bildet, der dein jeweiligen Wendepunktswinkel der betreffenden, ausgewählten optischen Wellenlänge
entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mit-ct-nfrequenzen, relativ zu denen die Frequer.zkomponenttn
variieren, jeweils der Wendepunktsfrequenz für die zugeordnete optische Wellenlänge entsprechen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US67077176A | 1976-03-26 | 1976-03-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2713362A1 true DE2713362A1 (de) | 1977-09-29 |
Family
ID=24691797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772713362 Ceased DE2713362A1 (de) | 1976-03-26 | 1977-03-25 | Vorrichtung zur bildung eines zusammengesetzten lichtbuendels durch ablenken einfallenden lichts |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4110788A (de) |
JP (1) | JPS52134747A (de) |
CA (1) | CA1074430A (de) |
DE (1) | DE2713362A1 (de) |
FR (1) | FR2345741A1 (de) |
GB (1) | GB1580364A (de) |
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