DE3342207A1 - Zweidimensionale akusto-optische ablenkanordnung - Google Patents

Description

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ZweidimensionaLe akusto-optι sehe Ablenkanordnung

Die Erfindung betrifft eine zweidimensionaLe akusto-optisehe Ablenkanordnung und ist für thermo-optι seh angesteuerte F lüssigkrista LI-DispL ays geeignet.

Ein mit einer smektischen Flüssigkeit gefülltes thermooptisches FLüssigkrista I L-Display kann für eine Projektionsanordnung verwendet werden, in der ein gebündelter Laserstrahl ein Bild auf einen ebenen Hintergrund schreibt. Wenn die Flüssigkristallzelle aus einer dünnen Flüssigkristal I-

1Q schicht mit smektischer Phase besteht und wenn die beiden HauptinnenfIächen der Zelle derart behandelt sind, um das homeotrope Ausrichten der Flüssigkristallmoleküle an diesen Flächen zu fördern, dann bleibt die sichtbare Klarheit einö solchen Schicht in der isotropen flüssigen Phase erhalten, wenn sie zuerst erwärmt und dann abgekühlt wird, um sie in die smektische Phase umzuwandeln. Diese Klarheit bleibt in der smektischen Phase erhalten, weil die langsame Abkühlungsgeschwindigkeit es den Flüssigkrista11-Mo Iekülen ermöglicht, eine homeotrope Ausrichtung anzunehmen. Wenn die beiden HauptinnenfIächen auch noch mit transparenten Elektroden versehen sind, so daß ein elektrisches Feld in der

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FlüssigkristatLschicht erzeugt werden kann, dann kann durch Anwendung eines entsprechenden WechseLfeLdes die KuhLgeschwindigkeit erhöht werden. Dieser Zustand der homeotropen Ausrichtung ist als ein optisch ebenes Gebiet oder Hintergrund nutzbar. Deutlich sichtbare Zeilen können dann 'auf dieses ebene Gebiet geschrieben werden, wenn ein fokussierter Laserstrahl in einer angemessenen Geschwindigkeit über die Oberfläche der Flüssigkristallschicht gesteuert geführt wird und kein elektrisches Feld vorhanden ist, wobei den aufeinanderfolgend vom fokussierten Laserstrahl angeregten Gebieten ausreichend Energie zugeführt wird, welches zu einem Streuungszustand führt, der nach dem schnellen Abkühlen der örtlich erhitzten Gebiete des Flüssigkristalls bleibt. Solche Vorgänge sind aus der US-PS 3.796.999 bekannt.

Gemäß der Erfindung ist eine zweidimensionaIe akusto-optische Ablenkanordnung vorgesehen, mit einer elektromagnetischen Strahlungsquelle, Mitteln zur Modulation der Strahlungsquelle, Mitteln zum Formen der elektromagnetischen Strahlung zu einem Strahl mit achsparallelem Strahlenverlauf, einer in dem Strahlengang angeordneten akusto-optischen Ablenkeinrichtung, welche einen rechteckigen Körper aus einem akusto-optischen Werkstoff enthält, der auf zwei benachbarten Oberflächen derart mit elektro-akustisehen Wandlern versehen ist, daß rechtwinklige, akustische Massewellen quer zur Fortpflanzungsrichtung der Strahlung durch den Werkstoff in dem Werkstoff erzeugt werden und die achsparallele Strahlung eine bestimmte Fläche in zwei Richtungen abtasten kann.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Figuren 1 bis 3 erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 eine einfache Ablenkanordnung,

Fig. 2 schematisch eine zweidimensional akusto-optisehe Ab Lenkanordnung mit einer zusätzlichen Beleuchtung und

Fig. 3 schematisch eine andere Ausführungsform der Anordnung gemäß Fig. 2.

In der in Fig. 1 gezeigten Anordnung wird die von einer Quelle 10, beispielsweise einem Halbleiterlaser, erzeugte elektromagnetische Strahlung von einer ersten Linse 11 zu einem achsparallelen Strahl ausgerichtet. Ein rechteckiger Körper 12 aus akusto-optischem Werkstoff, wie Lithiumniobat oder Tellurdioxid, besitzt auf benachbarten Oberfläche e I ektroakustisehe Hassewellen-Wandler 13, 14, welche akustische Massewellen quer zur Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Strahles im Werkstoff durch den Körper 12 erzeugen, wobei die entstehende Strahlung unabhängig in zwei rechtwinklig zueinander stehenden Richtungen x.y beeinflußt werden kann. Schließlich wird die Strahlung von einer weiteren Linse 15 in dem erforderlichen Abstand zu einem Punkt fokussiert. Auf diese Weise kann mit dem Lichtpunkt durch eine entsprechende Energieversorgung der Wandler 13 und 14 entweder in einem Raster oder in einer ZufaILsvertei Iung die Oberfläche abgetastet werden.

Bei der aus Fig. 2 ersichtlichen Anordnung erfolgt das Abtasten mittels der Strahlung aus einem Laser 10a über die

Optik 11a, 15a, einen zweidimensionalen Mas sewel lenab I enke-r 12 und einen, beispielsweise teilweise versilberten, Spieg 16 durch die Vorderseite einer thermo-optisch adressierbar FLüssigkr i sta I LzeL I e . Der Ausgang des Lasers 10a wird von ^O einem Modulator 18 gesteuert, der auch den Ablenker 12a steuert. Die F lüssigkrist a LI ζe11e 17 sollte in der bereits

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beschriebenen Weise zuerst einer Erwärmung und Abkühlung in der Gegenwart eines elektrischen Feldes ausgesetzt werden, um überall einen homeotropen Zustand herzustellen. Die Strahlung des Lasers wird dann moduliert und der modulierte Strahl 19 über die Oberfläche der Flüssigkristallzelle geführt, welche nun keinem elektrischen Feld ausgesetzt ist, um die Information einzuschreiben, welche in der Form von stark kontrastierenden Mustern dargestellt werden soll. Eine Be leuchtungsIichtquelLe 20, deren Licht "Ό den teilweise versilberten Spiegel 16 und die Flüssigkristallzelle 17 beleuchtet, ist vorgesehen, um das eingeschriebene Muster durch die Optik 21 auf den Schirm 22 zu projezieren. Der Laser kann beispielsweise ein GaALAs-Laser sein.

Es sei darauf hingewiesen, daB die Lage des Lasers 10a mit den dazugehörenden Teilen und die Be leuchtungs I ichtque I Ie miteinander vertauscht sein können.

Bei der anderen Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist kein halbversilberter Spiegel vorgesehen. Statt dessen stehen der Laser 10a und die Lampe 20 nebeneinander, wobei eines oder beide derselben bezüglich der Flüssigkristallzelle 17 leicht versetzt sind. Dabei ist das Maß der Fluchtungsabweichung so gering, daß ein wirksames Einschreiben der Information und das Beleuchten der Flüssigkristallzelle gewährleistet ist. Es können - falls erforderlich - weitere Linsen 23 in den Beleuchtungsstrahlengang eingefügt sein.

Obwohl die Erfindung vorstehend nur im Zusammenhang mit einer Anzeige geschrieben worden ist, ist sie auch anderweitig anwendbar. Die Ablenkanordnung ist auch dafür geeignet, um Muster oder Bilder auf lichtempfindliche Flächen

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zu übertragen. Es ist an Anwendungen gedacht, wie das Herstellen von Bildern auf einer Photoresistschicht bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen oder das Schrei ben auf Photopapier, welches anschließend entwickelt und fixiert wird.

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Claims (5)

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK J.S.Heeks-R.E.Cooke 36-4 Patentansprüche

1. ZweidimensionaIe akusto-optisehe Ablenkanordnung, gekennzeichnet durch eine eLektromagnetische StrahLungsqueLLe. Mittel zur Modulation der Strahlungsquelle, Mittel zum Formen der elektromagnetische Strahlung zu einem Strahl mit achsparallelem Strahlenverlauf, eine in dem Strahlengang angeordnete akusto-optisehe Ablenkeinrichtung, welche einen rechteckigen Körper aus einem akusto-optischen Werkstoff enthält, der auf zwei benachbarten Oberflächen derart mit e lektroakustisch en Wandlern versehen ist, daß rechtwinklige, akustische Massewellen quer zur FortpfIanzungsrichtung der Strahlung durch den Werkstoff in dem Werkstoff erzeugt werden und die achS-parallele Strahlung eine bestimmte Fläche in zwei Richtungen abtasten kann.

2. Ablenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine BeLeuchtungsqueI Ie zur Beleuchtung der FläcKe vorgesehen ist.

3. Ablenkanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eLektromagnetische Strahlungsquelle und die

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BeLeuchtungsqueLLe im rechten Winkel zueinander angeordnet sind und ein Spiegel zum Zusammenführen der Strahlungen vorgesehen ist, wobei der Spiegel derart angeordnet ist, daß er eine Strahlung so ablenkt, daß sie mit der anderen zusammenfällt.

4. Ablenkanordnung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein derart angeordnetes thermooptisch ansteuerbares Flussigkristall-DispLay enthält, welches von der abgelenkten, gebündelten Strahlung abzutasten und von der Strahlung der BeleuchtungsqueI Le beLeuchtbar ist.

5. Ablenkanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eLektromagnetisehe St rah LungsquelLe ein GaAL As-Laser ist.

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