HU180848B - Multiple acoustooptical,multiray intensity modulator and ray deflector - Google Patents

Multiple acoustooptical,multiray intensity modulator and ray deflector Download PDF

Info

Publication number
HU180848B
HU180848B HU79MA3134A HUMA003134A HU180848B HU 180848 B HU180848 B HU 180848B HU 79MA3134 A HU79MA3134 A HU 79MA3134A HU MA003134 A HUMA003134 A HU MA003134A HU 180848 B HU180848 B HU 180848B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
intensity modulator
deflector according
variable frequency
oscillators
oscillator
Prior art date
Application number
HU79MA3134A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
L Attila Markus
Andras Podmaniczky
Szabolcs Toekes
Original Assignee
Mta Szamitastech Autom Kutato
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mta Szamitastech Autom Kutato filed Critical Mta Szamitastech Autom Kutato
Priority to HU79MA3134A priority Critical patent/HU180848B/hu
Priority to EP80301105A priority patent/EP0018150B1/en
Priority to US06/138,420 priority patent/US4371964A/en
Priority to AT80301105T priority patent/ATE4396T1/de
Priority to DE8080301105T priority patent/DE3064475D1/de
Priority to DD80220436A priority patent/DD150816A5/de
Priority to PL1980223587A priority patent/PL128757B1/pl
Priority to SU802910501A priority patent/SU984418A3/ru
Priority to JP5154780A priority patent/JPS55142313A/ja
Publication of HU180848B publication Critical patent/HU180848B/hu

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/11—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
    • G02F1/113—Circuit or control arrangements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/33—Acousto-optical deflection devices
    • G02F1/332—Acousto-optical deflection devices comprising a plurality of transducers on the same crystal surface, e.g. multi-channel Bragg cell

Description

A találmány tárgya kombinált akusztooptikai, többsugaras intenzitásmodulátor és sugáreltérítő, térbelileg koherens elektromágneses sugárzásnak, előnyösen lézersugárnak egyidejűleg több, közös síkban elhelyezkedő, intenzitásban modulálható, valamint eltéríthető sugárra bontására, amelyben egy vágy több, egymástól villamosán független, egymással párhuzamos hullámfrontú több ultrahang hullám előállítására szolgáló ultrahang átalakító, valamint sugarat áteresztő, a sugár átbocsátása során az ultrahang hullámokkal való elasztooptikai kölcsönhatásra alkalmas közeg van és egy vagy több VHF vagy UHF oszcillátort tartalmazó egy vagy több vezérlő fokozata van, amely vezérlő fokozat(ok) kimeneteli) egy-egy ultrahang átalakítóhoz van(nak) kötve.
Ismeretes, hogy optikailag átlátszó, különleges akusztikus tulajdonságokkal rendelkező, ún. akusztooptikai közegben VHF frekvenciás ultrahang átalakító segítségével haladó akusztikus hullám kelthető, és ennek hatására törésmutató rács jön létre. Az akusztooptikai közegbe Bragg-szög alatt beeső fénysugár (előnyösen lézersugár) e törésmutató rácson diffrakciót szenved. Az eltéritetlen lézersugár mellett egy új Bragg-diffraktált lézersugár is megjelenik. E diffraktált lézersugár
diffrakciós szöget zár be az eltéritetlen lézersugárral.
Itt λ a lézersugár hullámhossza az akusztooptikai közegben, V az ultrahang sebessége és f az ultrahang frekvenciája. Az akusztooptikai fényeltérítők működése ezen az összefüg180848 gésen alapul, amely szerint a Bragg-diffraktált lézersugár terjedési iránya a frekvencia változtatásával vezérelhető. Ilyen fényeltérítőket írnak le pl. az US—PS 3,661,441, az US —PS 3,493,759 és az US—PS 3,759,603 számú szabadalmak. A fényeltérítő ultrahang átalakítóját ezekben a szabadalmakban egyetlen közös VHF jelforrás vezérli — legyen akár egy, akár több villamosán sorba vagy párhuzamosan kötött szegmensekből kialakított ultrahang átalakító —, és a fényeltérítőből egyetlen, vezérelhető irányú, állandó intenzitású lézersugár lép ki.
Többsugaras akusztooptikai fényintenzitás modulátort írnak le monokromatikus lézersugár modulálására a DT—OS 2 416 265 és az US—PS 3,713,721 USA számú szabadalmakban. A DT—OS 2 416 265 számú leírás 5. ábráján több VHF oszcillátor jele összegző fokozatokon keresztül csatlakozik az 1. ábrán látható 15 akusztooptikai modulátor 18 vezérlő bemenetén keresztül az ultrahang átalakítóhoz. Az US—PS 3,713,721 számú szabadalmi leírás 2. hasáb 46—56 soraiban és az 5. igénypontban leírtak szerint 7 VHF oszcillátor jelét összegzik és az 1. ábra 16 többsugaras modulátorának egyetlen ultrahang átalakítójához csatlakoztatják. Mindkét szabadalmi leírás szerint az egyetlen ultrahang átalakítóra több, egymástól különböző, de rögzített frekvenciájú VHF oszcillátor jelét kapcsolják egyidejűleg, és ennek hatására több, egymástól különböző rácsállandójú törésmutató rács keletkezik egyidejűleg az akusztooptikai közegben, térbelileg egymásra szuperponálódva. Ennek hatására a Bragg-szög alatt beeső egyetlen monokromatikus lézersugárból — a lecsökkent intenzitású, eltéritetlenül továbbhaladó lézersugár mellett — az oszcillátorok számával megegyező számú új lézer-1180848 sugarak lépnek ki az egyes ultrahang frekvenciáknak megfelelő szögben. Az új lézersugarak intenzitásai az oszcillátorok amplitúdójának modulálásával modulálhatok, és az egyes lézersugarak iránya a rögzített oszcillátor-frekvenciáknak megfelelően állandó. Az új lézersugarak energiája a beeső 5 lézersugár energiájából származik.
Nem monokromatikus lézersugár monokromatikus összetevőinek modulálására szolgáló módszert és berendezést ismertetnek az US—PS 4,084,182 és Re 29,670 USA szabadalmak. 10
Az US—PS 4,084,182 számú szabadalmi leirás-ból egyértelműen kitűnik, hogy a modulátor ultrahang átalakítói villamosán egymástól nem függetlenek, hanem sorba vannak kötve és egyetlen közös meghajtó erősítőhöz csatlakoznak, igy hatásuk olyan, mint egyetlen ultrahang átalakítóé. 15 A meghajtó erősítő bemenetére három oszcillátor jele csatlakozik az összegző áramkörön keresztül. Az Re 29,670 Számú USA szabadalom leírása ábráiból látható, hogy az akusztooptikai modulátor egyetlen ultrahang átalakítójához három oszcillátor jele csatlakozik összegző erősítőn keresztül. 20 Mindkét szabadalmi leírás szerint a modulátor kimenetén egymással vagy kollineáris vagy különböző irányú lézersugarak keletkeznek, amely sugarak monokromatikusak és intenzitásuk az oszcillátorok amplitúdójának modulálásával modulálható. 25
Ismeretes továbbá egy olyan új többsugaras akusztooptikai fényintenzitás modulátor, amelynél az akusztooptikai fényintenzitás-modulátor akusztooptikai anyagának egy sík oldalfelületén több, villamosán egymástól független ultrahang átalakító van szegmens formában elrendezve egymás 30 után sorban, a lézersugár haladási irányának mentén, úgy, hogy a beeső lézersugár minden egyes ultrahang átalakító (szegmens) által keltett ultrahang téren (törésmutató-rácson) áthaladjon. E megoldás alapvető elvi fizikai eltérése az US - PS 3,713,721, az US—PS 4,084,182 az Re 29,670 és a DT 35 —OS 2,416,265 számú találmányokban leirt többsugaras akusztooptikai fényintenzitás-modulátorhoz képest abban van, hogy itt a különböző átalakítók (szegmensek) által létrehozott törésmutató rácsok egymástól térbelileg szét vannak választva. A villamosán egymástól független ultrahang 40 átalakító szegmensek mindegyikéhez egy-egy külön vezérlő fokozat csatlakozik, amely vezérlő fokozatok mindegyikében egy vagy több VHF oszcillátor van. A kilépő új lézersugarak számát ily módon jelentősen meg lehet növelni. Az új lézersugarak intenzitásai modulálhatok, irányuk azonban az 45 oszcillátorok rögzített frekvenciáinak megfelelően állandó.
A találmány célja olyan akusztooptikai eszköz megvalósítása lézeres adat- és jelrögzítési, valamint megjelenítési célokra, amely egyesíti magában az akusztooptikai többsugaras fényintenzitás-modulátorok és fénysugár-eltérítők mű- 50 ködését. Az akusztooptikai eszköznek egyetlen bemenő fénynyalábból, pl. lézernyalábból több, új kimenő lézernyalábot kell előállítania akusztooptikai Bragg-diffrakció útján, és a kimenő lézernyalábok intenzitása valamint iránya különböző módokon vezérelhető legyen. A találmány azon a 55 felismerésen alapszik, hogy a célkitűzésben szereplő kombinált akusztooptikai, többsugaras intenzitásmodulátor és sugáreltérítő a lézersugár mentén sorban elhelyezett több, villamosán egymástól független ultrahang átalakítók (szegmensek) megfelelő villamos vezérlésével valósítható meg. Az 60 egyes átalakítók hosszát — a felismerés szerint — a lézersugár haladási irányában mérve, úgy kell megválasztani, hogy az általuk keltett egyes törésmutató rácsok vastagsága kellően nagy legyen, és igy bármelyik rácson akusztooptikai Bragg-diffrakció jöhessen létre. A találmánynak az a lénye- 65 ge, hogy egy vezérlő fokozat mentén legalább egy állandó frekvenciájú oszcillátor és legalább egy változtatható frekvenciájú oszcillátor, több vezérlő fokozat esetén vezérlő fokozatonként legalább egy állandó frekvenciájú oszcillátor és/vagy legalább egy változtatható frekvenciájú oszcillátor van elhelyezve.
Egy előnyös kiviteli példa szerint az egyes vezérlő fokozatokban az ultrahang átalakitó(k) és az állandó frekvenciájú oszcillátor(ok) és/vagy változtatható frekvenciájú oszcillátorok) közé erősitő(k) van(nak) kötve.
Egy további előnyös kiviteli példában vezérlő fokozatonként több állandó frekvenciájú oszcillátor és/vagy több változtatható frekvenciájú oszcillátor van és az egy fokozathoz tartozó állandó frekvenciájú oszcillátor(ok) és/vagy változtatható frekvenciájú oszcillátor(ok) kimenetei közös összegző bemenetére csatlakoznak.
A találmányt részletesen az ábrákon bemutatott kiviteli példák segítségével ismertetjük.
Az 1. ábra a találmány szerinti kombinált akusztooptikai többsugaras intenzitásmodulátor és sugáreltéritő egy kiviteli példáját mutatja;
a 2. libra a találmány szerinti kombinált akusztooptikai többsugaras intenzitásmodulátor és sugáreltérítő egy olyan kiviteli példáját szemlélteti a vezérlő fokozatokkal együtt, amelynél a sugáreltéritő üzemmód egyetlen átalakító megfelelő vezérléséből származik;
a 3. ábra a találmány egy olyan kiviteli példáját ábrázolja, amelynél a sugáreltérítő üzemmódhoz szükséges változtatható frekvenciájú oszcillátorok a modulálható új lézersugarakat keltő átalakítók vezérlő fokozataiba vannak beépítve;
a 4. ábra az 1., 2. és 3. ábrák szerinti kombinált akusztooptikai többsugaras intenzitásmodulátor és sugáreltérítőből kilépő diffraktált lézersugarak eltérítési szögének egy példaképpen! időbeli változását mutatja, amikor is 11 db rögzített frekvenciájú oszcillátor és 3 db különböző frekvenciájú háromszögjellel vezérelt változtatható frekvenciájú oszcillátor van bekapcsolva egyidejűleg;
az 5. ábra a 2. ábra szerinti kombinált akusztooptikai többsugaras intenzitásmodulátor és sugáreltérítő egy olyan továbbfejlesztett kiviteli példáját mutatja, amelynél a segédoszcillátor és keverő egységek alkalmazásának hatására az összes diffraktált lézersugár (beleértve a változtatható irányú, példaképpen rögzített program szerint vezérelt irányú lézersugarakat is) eltérítési szögei egyidejűleg, azonos mértékben és irányban vezérelhetők;
a 6. abra az 5. ábra szerinti kombinált akusztooptikai többsugaras intenzitásmodulátor és sugáreltérítőből kilépő diffraktált lézersugarak eltérítési szögének időbeli változását mutatja a segédoszcillátor frekvenciájának az ábrán feltüntetett példaképpen! időbeli vezérlésénél.
Az 1. ábrán az 1 beeső lézersugár egy, a példa szerint derékszögű hasáb alakú optikailag áteresztő 2 közegen halad át. A 2 közeg előnyösen egyetlen sík oldalfelületén, az 1 beeső lézersugár haladási iránya mentén egymás után sorban vannak elhelyezve 3 ultrahang átalakítók. A 3 ultrahang átalakítok mindegyikének lézersugár irányú hossza olyan nagyra van választva, hogy bármelyik 3 ultrahang átalakító által keltett ultrahang térben a Bragg-tipusú akusztooptikai fénydiffrakció jöhessen létre. A 3 ultrahang átalakítók lézersugár irányú hossza alatt az 1 beeső lézersugárnak a 3 ultrahang átalakítókat hordozó felület síkjára eső vetületének egy-egy 3 ultrahang átalakítóra eső szakaszát értjük. A 3 ultrahang átalakítók lézersugár irányú hossza Bragg-tipusú fénydiffrakció esetén is előnyösen kicsi lehet olyan akusztooptikai anyagok alkalmazása esetén, amely anyagokban az
-2180848 ultrahang sebessége kicsiny. Ilyen anyag pl. a víz (longitudinális ultrahang, V - 1500 m/sec), a paratellurit módosulatú TeO2 egykristály [(110) Miller-indexű kristálytani irányban, transzverzális ultrahang esetén V = 616 m/sec], és a kálóméi elnevezésű Hg2Cl2 egykristály (110) Miller-indexű irányban transzverzális ultrahang esetén V = 347 m/sec.
Ezekben az anyagokban a 3 ultrahang átalakítók hossza előnyösen az 1...3mm tartományban van, de nagyobb is lehet. Az 1 beeső lézersugár a különböző 3 ultrahang átalakítók által keltett ultrahang nyalábok hullámfrontjaival 4 eltérési szöget, ún. Bragg-szöget zár be.
Ha a villamosán egymástól függetlenül vezérelhető 3 ultrahang átalakítók mindegyikére az 5 állandó frekvenciájú előnyösen VHF vagy UHF frekvenciájú oszcillátorok jeleit csatlakoztatjuk előnyösen elektronikusan vezérelhető 6 kapcsolókon vagy 6a amplitúdómodulátorokon és 7 szélessávú erősítőkön keresztül, akkor a fellépő akusztooptikai Braggdiffrakció hatására a 8 diffraktált lézersugarak keletkeznek. A 8 diffraktált lézersugarak mindegyike a megfelelő frekvenciájú jellel vezérelt 3 ultrahang átalakító feletti térrészből indul ki, tehát a 2 közeg különböző pontjaiból származik. A 8 diffraktált lézersugarak eltérítési szöge a rögzített frekvenciáknak megfelelően állandó, intenzitásuk a 6 kapcsolókkal vagy 6a amplitúdómodulátorokkal a 9 vezérlő bemeneteken keresztül digitálisan vagy analóg modulálható, a számuk digitális modulációnál megegyezik a bekapcsolt 6 kapcsolók számával, analóg modulációnál pedig az oszcillátorok számával. Ha a villamosán egymástól is és az egyik csoportban lévő ultrahang átalakítók mindegyikétől is függetlenül vezérelhető 3 ultrahang átalakítók másik csoportjához a példában véges és zárt frekvenciatartományokban működő 10 változtatható frekvenciájú oszcillátorok, előnyösen VHF vagy UHF oszcillátorok jelét csatlakoztatjuk, előnyösen a villamosán vezérelhető 6 kapcsolókon és a 7 szélessávú erősítőkön keresztül, akkor 11 diffraktált lézersugarak keletkeznek. E 11 diffraktált lézersugarak eltérítési szögei az oszcillátorok frekvenciájának változtatásával vezérelhető, intenzitásuk 12 vezérlő bemeneteken keresztül bekapcsolható 6 kapcsolók bekapcsolt állapotában állandó, számuk a megfelelő bekapcsolt kapcsolók számával egyezik meg, amely maximálisan megegyezik a másik csoporthoz tartozó 3 ultrahang átalakítók számával. Az ábrán példaképpen két ilyen 11 diffraktált lézersugár van feltüntetve.
Ha a 9 vezérlő bemeneteken és a 12 vezérlő bemeneteken keresztül a 3 ultrahang átalakítókra csatolt 6 kapcsolók 45 mindegyike be van kapcsolva, akkor az összes kilépő 8 diffraktált lézersugárnak intenzitása modulálható, és az összes kilépő 11 diffraktált lézersugárnak pedig az eltérítési szöge vezérelhető.
A 10 változtatható frekvenciájú oszcillátorok frekvenciája a 13 vezérlő bemeneteken keresztül analóg vagy digitális villamos jellel vezérelhető. A legegyszerűbb megvalósítási formában a 10 változtatható frekvenciájú oszcillátorok kimeneti frekvenciája arányos a 13 vezérlő bemenetre adott villamos jel amplitúdójával. 55
A 2 közeg mérete csökkenthető, ugyanakkor a 8 és 11 diffraktált lézersugarak száma növelhető, ha az egyes 3 ultrahang átalakítókhoz tartozó vezérlő fokozatokban — a 2. ábrán látható módon — 14 összegző egységeket helyezünk el és a 9 vezérlő bemeneteken keresztül vezérelt vezérlő fokozatokban 1, 2,..M számú 5 állandó frekvenciájú oszcillátorokat helyezünk el, továbbá a 10 változtatható frekvenciájú oszcillátorok összegezett jelét egyetlen 3 ultrahang átalakítóhoz csatlakoztatjuk.
A 14 összegző egységek az egyes 5 állandó frekvenciájú 65 oszcillátorok vagy a 10 változtatható frekvenciájú oszcillátorok jeleinek amplitúdóit az előjelek figyelembevételével öszszegzik. Ily módon a modulálható 8 és 11 diffraktált lézersugarak száma megsokszorozható, és lecsökkentett méretű, 5 kompakt akusztooptikai többsugaras intenzitásmodulátor és sugárekérítő állítható elő. Ennél a kiviteli formánál az egyes ultrahang átalakítók által keltett ultrahangtérből nem egy, hanem több 8 és 11 diffraktált lézersugár is kiindulhat. A 2. ábrán pl. az első 3 ultrahang átalakító ultrahangteréből 10 három 8 diffraktált lézersugár indul ki, ha az első vezérlő fokozatban három 6 kapcsoló van bekapcsolva. A bemutatott vezérlési rendszernek megfelelően tehát az első csoporthoz tartozó 3 ultrahang átalakítók mindegyike egy vagy több rögzített irányú 8 diffraktált lézersugarat kelt, egyetlen 15 3 ultrahang átalakító pedig több, vezérelhető irányú 11 diffraktált lézersugarat.
A 3. ábrán bemutatott kiviteli formánál egy vagy több 3 ultrahang átalakító vezérlő fokozata mind 10 változtatható frekvenciájú oszcillátorokat, mind 5 állandó frekvenciájú 20 oszcillátorokat is tartalmaz. Ennek hatására van olyan egy vagy több 3 ultrahang átalakító, amelynek ultrahang teréből egy vagy több rögzített irányú, modulálható 8 diffraktált lézersugár és egy vagy több, vezérelhető irányú 11 diffraktált lézersugár egyidejűleg is kiléphet.
A 4. ábrán a rögzített irányú 8 diffraktált lézersugaraknak, valamint a vezérelhető irányú 11 diffraktált lézersugaraknak az 1 belső lézersugár irányához mért 4 eltérítési szögeinek időfüggésa látható az 1., 2. és 3. ábrák szerinti kiviteli alakoknak megfelelő példaképpeni vezérlésnél. Mivel a 4 eltérí30 tési szög arányos az ultrahang frekvenciájával, azért a koordináta-rendszer egyik függőleges tengelyén az adott 4 eltérítési szöghöz tartozó frekvenciákat is feltüntettük a jobb érthetőség kedvéért.
Az 5 állandó frekvenciájú oszcillátorok közül tizenegy f1; f2...fu frekvenciájú 5 állandó frekvenciájú oszcillátor van bekapcsolva, és ennek megfelelően tizenegy, időben állandó irányú (eltérítési szögű) 8 diffraktált lézersugarat kapunk. A 10 változtatható frekvenciájú oszcillátorok közül három 40 10 változtaiható frekvenciájú oszcillátor jele van egy vagy több 3 ultrahang átalakítóhoz kapcsolva. E három 10 változtatható frekvenciájú oszcillátor frekvenciája követi a 13 vezérlő bemerietekre adott periodikus, egymástól eltérő frekvenciájú háromszögjelek amplitúdójának időbeli változását, így az [f f f J. [ffci, fM] és [fii, fj frekvenciatartományok ábra szerinti megválasztásakor további három, a tizenegy rögzített irányú 8 diffraktált lézersugarat és egymást sem átfedő, közös síkban periodikus irányváltoztatást végző 11 diffraktált lézersugarat kapunk.
Az 5. ábrán bemutatott vezérlési rendszer a kombinált akusztooptikai többsugaras intenzitásmodulátor és sugáreltérítő egy további, a gyakorlat szempontjából fontos kiviteli példáját jelenti. Ezen az 5. ábrán a 2. ábra szerinti kiviteli példától eltérően a 14 összegző egységek a 3 ultrahang átalakítókhoz 15 keverő egységek közbeiktatásával csatlakoznak. E 15 keverő egységek egyik 16 bemenetelre a megfelelő 14 összegző egységek kimenetei a 15 keverő egységek másik 17 bemenetelre egy előnyösen közös (vagy akár több különálló) 60 18 változtatható frekvenciájú segédoszcillátor kimenete csatlakozik. A 18 változtatható frekvenciájú segédoszcillátor frekvenciája példaképpen az [F2, F2] véges és zárt tartományban vezérelhető analóg vagy digitális villamos jellel, és kimeneti frekvenciája példaképpen arányos a 19 bemenetre adott villamos jel amplitúdójával.
-3180848
A 15 keverő egységekben a 18 változtatható frekvenciájú segédoszcillátor és az 5 állandó frekvenciájú oszcillátorok, ill. a 10 változtatható frekvenciájú oszcillátorok frekvenciái különbségével és összegével megegyező frekvenciájú jelek keletkeznek. A 15 keverő egységek és a 3 ultrahang átalakítók között bárhol elhelyezett sávszűrők, amelyek előnyösen maguk a 3 ultrahang átalakítók is lehetnek, (ezért az ábrákon külön nincsenek feltüntetve) kiválasztják vagy az F — f vagy az F + f. frekvenciájú jeleket, ahol f. bármelyik 5 állandó frekvenciájú oszcillátor és 10 változtatható frekvenciájú oszcillátor frekvenciája.
Ha pl. a 3 ultrahang átalakítók átviteli frekvenciasávjai úgy vannak megválasztva, hogy lefedjék az F - f frekvenciák mindegyikét, akkor a 18 változtatható frekvenciájú segédoszcillátor F frekvenciájának vezérlésével mind a 8 diffraktált lézersugarak, mind a 11 diffraktált lézersugarak 4 eltérítési szögei egy további vezérlő jellel összetett módon is vezérelhetők. így tehát a 8 diffraktált lézersugarak és a 11 diffraktált lézersugarak 4 eltérítési szögeinek a 4. ábrán bemutatott példaképpeni időfüggése a 18 változtatható frekvenciájú segédoszcillátor frekvenciája vezérlésének hatására megváltozik. A 6. ábrán e hatást szemléltetjük a 18 változtatható frekvenciájú segédoszcillátor frekvenciájának az ábrán feltüntetett példaképpeni vezérlésénél. Az fj, f2...fn frekvenciákhoz tartozó 8 diffraktált lézersugarak 4 eltérítési szögeinek időbeli változása követi a 18 változtatható frekvenciájú segédoszcillátor frekvenciájának időbeli,változását szemléltető görbét. A vezérelhető irányú 11 diffraktált lézersugarak 4. ábra szerinti háromszögjelekkel leírható mozgása szuperponálódik az F frekvencia megváltozása hatására bekövetkező mozgásra. A diffrakciós kép mintegy párhuzamosan eltolódik a 20 irányban. Természetesen a 18 változtatható frekvenciájú segédoszcillátor az 1., 2. és 3. ábrák szerinti megoldások mindegyikében alkalmazható.
Az 1., 2., 3. és 5. ábrák szerinti kiviteli példák működésének és lehetséges változatainak további megvilágításához az alábbi kiegészítéseket fűzzük:
1. A 3 ultrahang átalakítóknak a fénysugár haladási irányában értelmezett sorrendje tetszés szerint felcserélhető;
2. Az fj, f2...f frekvenciák közül kettő vagy több megegyezhet egymással. Ekkor a közös frekvenciákhoz tartozó 8 diffraktált lézersugár intenzitása megnő;
3. Az [f , fj ... [f f ] frekvenciatartományok közül egynek vagy többnek eggyel vagy többel közös részeik lehetnek.
4. Az f„ f2,..., fM frekvenciák az [f f fj ,..., [fn|, fj frekvenciatartományoknak előnyösen mindegyikén kívül esnek;
5. A 3 ultrahang átalakítók anyagai különbözőek is lehetnek, pl. LiNbO3 és LiTaO3 ferroelektromos egykristályok;
6. A 3 ultrahang átalakítók 1 beeső lézersugár irányú hosszai egymástól eltérőek is lehetnek;
7. A 3 ultrahang átalakítók és a 2 közeg közé ultrahangot közvetítő egy vagy több anyagot is el lehet helyezni a 3 ultrahang átalakítók és a 2 közeg közti akusztikus csatolás növelése vagy előállítási technológia megjavítása érdekében.
8. A 2 közeg több 2a,.. .,2n részközegből is állhat, amely 2a,.. .,2„ részközegek mindegyike egy vagy több 3 ultrahang átalakítót hordoz, és e 2*,.. .,2n részközegek megmunkált optikai ablakai közti térrészt vagy gáz, pl. levegő, vagy a fényreflexióból származó fényveszteséget csökkentő folyékony vagy szilárd anyag tölti ki;
9. A 3 ultrahang átalakítók a hordozó egyetlen sík oldalfelület helyett lépcsőszerűen kialakított, egymással párhuzamos több síkból alkotott oldalfelületen is elhelyezhetők;
10. E kombinált akusztooptikai többsugaras intenzitásmodulátor és sugáreltérítővel nemcsak lézersugárzás, hanem más, térbelileg is koherens fényforrás látható és nem látható sugárzása is modulálható és eltéríthető;
11. Lézersugárzás esetében a kombinált akusztooptikai többsugaras intenzitásmodulátor és sugáreltérítő mind a lézerrezonátoron belül, mind azon kívül is elhelyezhető. Lézerrezonátoron belüli alkalmazásnál a 8 és 11 diffraktált lézersugarak vagy a rezonátor tükrein keresztül, vagy azok megkerülésével juthatnak a rezonátoron kívülre;
12. A 7 szélessávú erősítők kimeneti teljesítménye, vagyis a szegmensekre kapcsolt VHF vagy UHF jelek amplitúdója úgy van megválasztva, hogy egy következő 3 ultrahang átalakító által keltett ultrahang térben fellépő újradiffrakció hatása elhanyagolható legyen. Ez a hatás elhanyagolható, ha a kilépő új 8 és 11 diffraktált lézersugarak összegzett intenzitásának és az 1 belépő lézersugár intenzitásának hányadosa kisebb, mint 0,4.. .0,5. Ekkor a 8 és 11 diffraktált lézersugarak mindegyike energiáját az 1 beeső lézersugár energiájából nyeri, aminek következtében az 1 beeső lézersugár a bekapcsolt 6 kapcsolókhoz tartozó minden egyes 3 ultrahang átalakító feletti áthaladás során energiájából fokozatosan veszít.
13. Az egyes 3 ultrahang átalakítók átviteli frekvenciasávjai előnyösen azonosak, de egymástól eltérőek is lehetnek;
14. Az 1,2,3 és 5. ábrák szerinti kiviteli példák esetén bármilyen akusztooptikai anyag használható, mint pl. a— H1O ., PoMoO4, ömlesztett kvarc, nehéz ólomüvegek, stb.

Claims (15)

  1. Szabadalmi igénypontok
    1. Kombinált akusztooptikai többsugaras intenzitásmodulátor és sugáreltérítő, térbelileg koherens elektromágneses sugárzásnak, előnyösen lézersugárnak egyidejűleg több, közös síkban elhelyezkedő, intenzitásában modulálható, valamint eltéríthető sugárra bontására, amelyben egy vagy több, egymástól villamosán független, egymással párhuzamos hullámfrontú több ultrahang hullám előállítására szolgáló ultrahang átalakító, valamint sugarat áteresztő, a sugár átbocsátása során az ultrahang hullámokkal való elasztooptikai kölcsönhatásra alkalmas közeg van és egy vagy több VHF vagy UHF oszcillátort tartalmazó egy vagy több vezérlő fokozata van, amely vezérlő fokozat(ok) kimenete(i) egy-egy ultrahang átalakítóhoz van(nak) kötve azzal jellemezve, hogy a közegben (2) ultrahang hullámokat előállító ultrahang átalakító(k)hoz (3) csatlakozó egy vezérlő fokozat esetén legalább egy állandó frekvenciájú oszcillátor (5) és legalább egy változtatható frekvenciájú oszcillátor (10), több vezérlő fokozat esetén vezérlő fokozatonként legalább egy állandó frekvenciájú oszcillátor (5) és/vagy legalább egy változtatható frekvenciájú oszcillátor (10) van elrendezve.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti intenzitásmodulátor és sugáreltérítő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az egyes vezérlő fokozatokban az ultrahang átalakító(k) (3) és az állandó frekvenciájú oszcillátor(ok) (5) és/vagy a változtatható frekvenciájú oszcillátor(ok) (10) közé erősítő(k) (7) van(nak) kötve.
  3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti intenzitásmodulátor és sugáreltérítő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy vezérlő fokozatonként több állandó frekvenciájú oszcillátor (5) és/ vagy több változtatható frekvenciájú oszcillátor (10) van és
    -4180848 az egy fokozathoz tartozó állandó frekvenciájú oszcillátorok) és/vagy a változtatható frekvenciájú oszcillátor(ok) (10) kimenetei közös összegező egység (14) bemenetére csatlakoznak.
  4. 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti intenzitásmo- 5 dulátor és sugáreltérítő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy vezérlő fokozatonként több állandó frekvenciájú oszcillátor (5) és/vagy változtatható frekvenciájú oszcillátor (10) és az ultrahang átalakító (3) között keverő(k) (15) van(nak), továbbá a keverő(k) (15) másik bemenetére(ire) egy vagy több, előnyösen egy közös, vezérelhető frekvenciájú segédoszcillátor (18) kimenete csatlakozik.
  5. 5. A 4. igénypont szerinti intenzitásmodulátor és sugáreltérítő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy vezérlő fokozatonként egy keverő (15) van elrendezve, amely keverő (15) kimenete közvetlenül vagy erősítőn (7), adott esetben sávszűrőn keresztül csatlakozik az ultrahang átalakítóra (3).
  6. 6. Az 5. igénypont szerinti intenzitásmodulátor és sugáreltérítő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a sávszűrő(k) áteresztési sávja(i) megegyezik(nek) az állandó frekvenciájú oszcillátor(ok) (5) és/vagy a változtatható frekvenciájú oszcillátor(ok) (10), valamint a segédoszcillátor (18) frekvenciái különbségének megfelelő frekvenciasávval.
  7. 8. Az 1—7. igénypontok bármelyike szerinti intenzitásmodulátor és sugáreltérítő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az állandó frekvenciájú oszcillátor(ok) (5) frekvenciái (fj,...f ) egymástól egyenlő távolságban vannak és e frekvenciák (flv. ,f ) mindegyike kívül esik a változtatható frekvenciájú oszcillátorok (10) frekvenciasávjainak (f — f ,—,fnl—f ) bármelyikén.
    a2
  8. 9. Az 1—8. igénypontok bármelyike szerinti intenzitásmodulátor és sugáreltéritő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az ultrahang átalakítók (3) a közeg (2) több, egymással párhuzamos síkokból kialakított oldalfelületén vannak elhelyezve.
  9. 10. Az 1—9. igénypontok bármelyike szerinti intenzitás- modulátor és sugáreltérítő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy több ultrahangátalakitó (3) egy közös, piezoelektromos anyagból készült lapkán van elhelyezve és a fedőelektródán az ultrahang átalakítók (3) számának megfelelő számú szegmens van kialakítva.
  10. 11. Az 1—10. igénypontok bármelyike szerinti intenzitásmodulátor és sugáreltérítő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy több azonos, vagy különböző részközegből álló, akusztooptikai kölcsönhatásra alkalmas közege (2) van.
    10
  11. 12. A i 0—11. igénypontok szerinti intenzitásmodulátor és sugáreltérítő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a részközegek mindegyikén egy sík oldalfelületen egy vagy több ultrahang átalakító (3) van elrendezve és az ultrahang átalakítókat hordozó sík oldalfelületek egymással előnyösen párhu15 zamosak.
  12. 13. A 10—12. igénypontok bármelyike szerinti intenzitásmodulátor és sugáreltérítő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a részközegek optikai ablakai közti térrészekben gáz, vagy optikailag átlátszó folyadék, vagy optikailag átlátszó
    20 szilárd anyag van elrendezve.
  13. 14. Az 1—13. igénypontok bármelyike szerinti intenzitásmodulátor és sugáreltéritő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a közeg (2), ill. részközegek és az ultrahang átalakító(k) (3) közé ultrahang csatoló anyag(ok) van(nak) elhelyezve.
    25
  14. 15. Az 1—14. igénypontok bármelyike szerinti intenzitásmodulátor és sugáreltéritő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az ultrahang átalakító(k) (3) egy vagy többféle ferroelektromos egykristályból, vagy ólom-cirkonát-titanát piezoelektromos kerámiából, vagy porlasztott, ill. párologtatott cinkoxid vagy kadmiumszulfid vékonyrétegből van(nak) kialakítva.
  15. 16. Az 1—15. igénypontok bármelyike szerinti intenzitásmodulátor és sugáreltéritő kiviteli alakja, azzal jellemezve, 35 hogy a közeg (2), vagy a részközegek (2*,.. .2N) paratellurit módosulatú tellúrdioxid egykristályból, vagy Hg2Cl2 egykristályból, vagy kis szénatomszámú alkohol és víz keverékéből van(nak) kialakítva.
HU79MA3134A 1979-04-18 1979-04-18 Multiple acoustooptical,multiray intensity modulator and ray deflector HU180848B (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU79MA3134A HU180848B (en) 1979-04-18 1979-04-18 Multiple acoustooptical,multiray intensity modulator and ray deflector
EP80301105A EP0018150B1 (en) 1979-04-18 1980-04-08 Circuit arrangement for controlling a multi-beam acousto-optical cell
US06/138,420 US4371964A (en) 1979-04-18 1980-04-08 Circuit arrangement for controlling a multi-beam acousto-optical cell in which Bragg diffraction is used for the generation of a plurality of outgoing laser beams
AT80301105T ATE4396T1 (de) 1979-04-18 1980-04-08 Schaltungsanordnung zur steuerung einer akustooptischen zelle mit mehreren strahlenbuendeln.
DE8080301105T DE3064475D1 (en) 1979-04-18 1980-04-08 Circuit arrangement for controlling a multi-beam acousto-optical cell
DD80220436A DD150816A5 (de) 1979-04-18 1980-04-14 Steuerschaltung zur erzeugung mehrerer ausgangslaserstrahlen
PL1980223587A PL128757B1 (en) 1979-04-18 1980-04-18 Control system for controlling a multi-beam optical-acoustic modulator utilizing thy bragg diffraction for generating plurality of output laser beams
SU802910501A SU984418A3 (ru) 1979-04-18 1980-04-18 Схема управлени лазерным лучом
JP5154780A JPS55142313A (en) 1979-04-18 1980-04-18 Control circuit for multiibeam acoustic optical cell using bragg angle for generating multiple outgoing laser beam

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU79MA3134A HU180848B (en) 1979-04-18 1979-04-18 Multiple acoustooptical,multiray intensity modulator and ray deflector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HU180848B true HU180848B (en) 1983-04-29

Family

ID=10999076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU79MA3134A HU180848B (en) 1979-04-18 1979-04-18 Multiple acoustooptical,multiray intensity modulator and ray deflector

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4371964A (hu)
EP (1) EP0018150B1 (hu)
JP (1) JPS55142313A (hu)
AT (1) ATE4396T1 (hu)
DD (1) DD150816A5 (hu)
DE (1) DE3064475D1 (hu)
HU (1) HU180848B (hu)
PL (1) PL128757B1 (hu)
SU (1) SU984418A3 (hu)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE33931E (en) * 1981-12-21 1992-05-19 American Semiconductor Equipment Technologies Laser pattern generating system
EP0100238B1 (en) * 1982-07-27 1991-06-26 Hoya Corporation Acoustooptic modulation element and system
EP0135750B1 (en) * 1983-08-26 1988-06-22 Hitachi, Ltd. Optical information recording and reproducing apparatus
FR2557985B1 (fr) * 1984-01-10 1987-04-24 Sfena Deflecteur acousto-optique polychromatique
FR2575840B2 (fr) * 1984-01-10 1987-06-12 Sfena Deflecteur acousto-optique polychromatique
US4636718A (en) * 1984-07-20 1987-01-13 Sperry Corporation Acousto-optical spectrum analyzer with expanded frequency resolution
FR2597987B2 (fr) * 1986-04-25 1991-05-10 Sfena Deflecteur acousto-optique polychromatique
US5208697A (en) * 1990-03-30 1993-05-04 Hughes Aircraft Company Microwave frequency range electro-optic modulator with efficient input coupling and smooth wideband frequency response
US5959702A (en) * 1996-10-04 1999-09-28 Goodman; John Mott Lensless video projector
US5981903A (en) * 1997-03-28 1999-11-09 International Business Machines Corporation Laser system for simultaneous texturing of two sides of a substrate
US5963569A (en) * 1997-03-28 1999-10-05 International Business Machines Corporation Multiple channel acousto-optic modulators
US7003003B2 (en) * 2003-07-21 2006-02-21 Coherent, Inc. Method and apparatus for providing multiple independently controllable beams from a single laser output beam
WO2005121889A2 (en) * 2004-06-07 2005-12-22 Electro Scientific Industries, Inc. Aom modulation techniques for improving laser system performance
GB0617945D0 (en) 2006-09-12 2006-10-18 Ucl Business Plc Imaging apparatus and methods
US20090052010A1 (en) * 2007-08-23 2009-02-26 Raymond Michaud Apparatus for providing multiple independently controllable beams from a single laser output beam and delivering the multiple beams via optical fibers
US7675673B2 (en) * 2008-03-26 2010-03-09 Coherent, Inc. Apparatus for providing multiple time-division multiplexed independently controllable pulsed beams from a single, pulsed laser output-beam
GB201006679D0 (en) 2010-04-21 2010-06-09 Ucl Business Plc Methods and apparatus to control acousto-optic deflectors
GB201106787D0 (en) 2011-04-20 2011-06-01 Ucl Business Plc Methods and apparatus to control acousto-optic deflectors
US10018889B2 (en) * 2013-11-28 2018-07-10 Femtonics Kft. Acousto-optic deflector comprising multiple electro-acoustic transducers
US11187962B2 (en) * 2018-12-14 2021-11-30 Mycronic AB Reducing impact of cross-talk between modulators that drive a multi-channel AOM

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2061694C3 (de) * 1970-12-15 1973-09-13 Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen Akustooptischer Lichtablenker mit erhöhter Bandbreite
US3727062A (en) * 1972-03-10 1973-04-10 Zenith Radio Corp Acousto-optic information translation system with reference beam for control purposes
JPS49134340A (hu) * 1973-04-26 1974-12-24
US3935566A (en) * 1973-10-26 1976-01-27 Zenith Radio Corporation Multiple-channel information translation system and method
US3900851A (en) * 1974-01-07 1975-08-19 Abex Corp Multi-channel wideband oscillograph
JPS5133521A (ja) * 1974-09-14 1976-03-22 Canon Kk Hikarijohokirokusochi

Also Published As

Publication number Publication date
JPS55142313A (en) 1980-11-06
DD150816A5 (de) 1981-09-16
EP0018150A1 (en) 1980-10-29
ATE4396T1 (de) 1983-08-15
US4371964A (en) 1983-02-01
DE3064475D1 (en) 1983-09-08
PL128757B1 (en) 1984-02-29
EP0018150B1 (en) 1983-08-03
SU984418A3 (ru) 1982-12-23
PL223587A1 (hu) 1981-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU180848B (en) Multiple acoustooptical,multiray intensity modulator and ray deflector
US4456338A (en) Electronically tuneable light source
US4346965A (en) Light modulator/deflector using acoustic surface waves
KR19990001454A (ko) 광섬유 가변형 파장필터
KR19980020201A (ko) 각 셀의 개구가 일렬로 접속된 다중 채널 음향 광 변조기
KR100304986B1 (ko) 다중채널음향-광학변조기
EP0329328A2 (en) Accousto-optic tunable filter
US4696551A (en) Acoustooptic modulation element and system for acoustooptically carrying out modulation, of a plurality of parallel beams by the use of a single acoustooptic medium
US20180120600A1 (en) Control system using a phase modulation capable acousto-optic modulator for diverting laser output intensity noise to a first order laser light beam and related methods
GB2096341A (en) Optical switch device
EP0095563B1 (en) Opto-optical light deflector
US7283290B1 (en) Acousto-optic devices having highly apodized acoustic fields and methods of forming the same
JPH0338614A (ja) 音響光学変調装置
US20020141039A1 (en) Spatial light modulation
US4040722A (en) Light beam controller
JP2767635B2 (ja) 多波長光変調器
US3516729A (en) Cylindrical lens compensation of wideaperture bragg diffraction scanning cell
Gao et al. Novel approach to RF photonic signal processing using an ultrafast laser comb modulated by traveling-wave tunable filters
GB2244343A (en) Acousto-optical deflector
US3639775A (en) Acoustically controlled optical devices
US11644699B2 (en) Photonic acousto-optic frequency shifter
JPS60107617A (ja) 光変調器
EP0060072A1 (en) Electronically tuneable light source
JPS58156919A (ja) 音響光学光変調素子
SU1582166A1 (ru) Устройство дл экспонировани голографических дифракционных решеток

Legal Events

Date Code Title Description
HU90 Patent valid on 900628
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee