DE686930C - Anordnung zur Steuerung eines Lichtstrahls durch elektrisch beeinflussbare Doppelbrechung unter Ausnutzung des ordentlichen und des ausserordentlichen Lichtstrahls - Google Patents

Description

• Anordnung zur Steuerung eines Lichtstrahls durch elektrisch beeinflußbare Doppelbrechung unter Ausnutzung des ordentlichen und des außerordentlichen Lichtstrahls Bei den bisher bekannten Anordnungen zur Intensitätssteuerung eines Lichtstrahls in Abhängigkeit von der Stärke eines elektrischen Feldes mit Hilfe einer Kerrzelle verwendete 'man zwei gekreuzte Nicölprismen, zwischen denen die Kerrzelle angeordnet war. Das Licht wurde im ersten Nicolprisma polarisiert. Der polarisierte =Lichtstrahl erfuhr in der Kerrzellc eine mehr oder weniger starke Doppelbrechung, wodurch: die beiden Lichtsdhwingungsko#mponenten einen mehr oder weniger großen Gangunterschied erhielten, so daß der aus dem zweiten Nicolpiisma .austretende Strahl in seiner Intensität 'gemäß den Schwankungen der den Zellenelektroden zugeführten Spannungen schwankte.
• Es ist auch bekannt, die Empfindlichkeit einer solchen Anordnung dadurch zu erhöhen, daß man neben der Kerrzelle ein doppelt brechendes Medium, beispielsweise ein- Kristallplättchen, verwendet, welches den Lichtstrahl. in zwei bereits gegeneinander phasenverschobene Komponenten zerlegt, so daß. durch die Kerrzelle diese Phasenverschiebung weiter vergrößert wird. Man kommt auf diese Weise in einen Steuerbereich, .in welchem einer Zunahme der Feldstärke eine stärkere Zunahme des Phasenunterschiede9 entspricht als ohne dieses Medium. DieseAnordnungen haben aber denkhwerwiegenden Nachteil, daß die Intensität des verwendeten Lichtes nur zum Teil ausgenutzt werden kann, weil ja durch das Nicolprisma der außerordentliche Lichtstrahl abgeblendet wird.
• Es: wurden deshalb Anordnungen verwendet, bei welchen durch den Ersatz der Nicolprismen durch Parallelepipede aus Islandspat der ordentliche und der außerordentliche Strahl voneinander getrennt werden und je eine Kerrzelle durchlaufen und dann wieder zur Vereinigung kommen.- Diese Anordnung benötigt zwei Kerrzellen bzw. zwei Plattenpaare in der Kerrzelle, um jeden der beiden verwendeten Strahlen zu steuern. Die beiden. Kerrzellen bedingen aber einen größeren Aufwand an Mitteln, außerdem macht sich vor allem bei den hohen. Bildpunktzahlen, wie sie heute beispielsweise für Fernsehzwecke üblich sind, die durch zwei Elektrod,enpaare vergrößerte Kapazität äußerst störend bemerkbar.
• Man könnte' nun daran denken, durch ein einziges Plattenpaar beide Strahlen gleichzeitig zu steuern. Dann kann aber .die elektrische Feldrichtung nicht mehr für beide Strahlen gleichzeitig unter q.5° gegen die Schwingungsrichtung des Strahls verlaufen, weil die beiden Strahlen ja in zwei zueinander senkrechten Richtungen schwanken. Diese eben genannte Feldrichtung ist aber zur Erzielung der größten Verzögerungswirkung durch das elektrische Feld -wesentlich, bei Verwendung eines Plattenpaares: verläuft aber das elektrische Feld parallel zur Schwingungsrichtung des einen und senkrecht zur Schwingungsrichtung des anderen Strahls. Der Einfluß des elektrischen Feldes wäre dann praktisch .gleich Null.
• Die vorliegende Erfindung beseitigt nun alle ;genannten Nachteile. Sie beschreibt eine Anordnung zur Steuerung eines Lichtstrahls durch elektrisch beeinflußbare Doppel-Brechung (reit der Kerrzelle) unter VerwenduAg des ordentlichen und des außerordentlichen Lichtstrahls, bei welcher beide Lichtstrahlen elliptisch oder vorzugsweise zirkular oder nahezu zirkular polarisiert sind.; In diesem Fallerfolgt nämlich die Beeinflussung durch das elektrische Feld unabhängig von dessen Richtung gegenüber der Hauptebene von Polarisator und Analysator.
• Anders ausgedrückt wird gegenüber der bekannten Anordnung mit der Mehrelektrodenzelle die lineare Polarisationsoptik (Polarisator und Analysator aus Islandspat) -durch eine nicht lineare Polarisationsoptik ersetzt. .
• Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen erläutert.
• In den beiden Abbildungen ist eine kerrzelle mit nur zwei Elektroden El und dargestellt. Das von der Quelle S ausgehende Licht durchläuft- den Polarisator P, die Kerrzelle und dann .den Analysator A. Der Polarisator und der Analysator bilden hierbei :eüztsprechend der Erfindung eine zirkulare Polarisationsoptik. Die beiden Lichtstrahlen (der ordentliche und der außerordentliche Strähl) sind zirkular polarisiert und werden daher durch das zwischen dem einen Plattenpaar befindliche elektrische Feld unabhängig von- der Richtung desselben gegenüber .der Hauptebene von Pölarisator und Analysator beeinfiußt werden. In beiden Abbildungen besteht der zirkulare Polarisator aus einem Parallelepiped aus Islandspat ISP, auf dem ein Viertelwellenlängetplättchi#n aus Glircnmer QP befestigt ist; in ähnlicher Weise ist der Analysator ebenfalls aus dem Islandspätparallelepiped- ISA mit darauf geklebtem Viertelwellenlängenplättchen QA hergestellt. Für beides können doppelbrechende Prismen (Röchon- -oder Wollaston-Prismen) an Stelle von Kalkspat verwendet werden. In den beiden Abbildungen sind mit L Linsen gekennzeichnet, ein Unterschied besteht darin; daß in der Abb. i die Linsen auf der .der Zelle zugewendeten Seite der Viertelwellenlängenplättchen, während sie in der Abb: 2 auf der Außenseite- der Spalte ISP und ISA äugeordnet sind. Die in der Abb.2 dargestellte Einrichtung- ist vorzuziehen, da die beiden Linsen sich außerhalb der Polarisationsoptik befinden, wodurch eine völlige Auslöschumg, die durch das durch die Linsen hindurchgehende.. polarisierte Licht bewirkt werden könnte, vermieden wird: Es ist ersichtlich, daß das Licht durch .den Polarisator und Analysator zirkular polarisiert wird: Durcli Neigung der Schwingungsebene des Glmmerplättchens im Polarisator um 45' gegen die optische Achse des polarisierenden Kristalls (oder doppelbrechenden Prismas) und der entsprechenden Anordnung im Analysator läßt sich, da die Schwingungsebenen der beiden Viertehvellenlängenplättchen aufeinander senkrecht stehen, eine ,gute Auslöschung erzielen.
• Ferner ist :es verständlich; daß bei einer derartigen Anordnung die Elektrodenabstände größer als. bei üblichen Einrichtungen sein müssen, die nur eine lineare Po larisationsöptik enthalten: . _

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE i: Anordnung zur Steuerung,eines.Lichtstrabls . durch -- elektrisch beeinflüßbäre Doppelbrechung unter Verwendung des ordentlichen und des außerordentlichen Lichtstrahls, dadurch gekennzeichnet, daß beide Lichtstrahlen elliptisch oder vorzugsweise zirkular öder nahezu zirkulär polarisiert sind.
2. 2. Anordnung zur Steuerung eines Lichtstrahls nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da.ß ' für den Polarisator und den Analysator Prismen aus doppelbrechenden Kristallen, z. B. Islandspat (Kalkspat); verwendet werden und da;ß auf dem Polaris:ator und dein Analysator Viertelwellenlängenplättchen angeordnet sind;