NL9400934A - Dimer-laser, werkwijze en inrichting voor data-transmissie, werkwijze en inrichting voor het opslaan en uitlezen van gegevens, werkwijze en inrichting voor het detecteren van diatomaire moleculen, en laserprojectiemicroscoop. - Google Patents

Description

Titel: Dimer-laser, werkwijze en inrichting voor data transmissie, werkwijze en inrichting voor het opslaan en uitlezen van gegevens, werkwijze en inrichting voor het detecteren van diatomaire moleculen, en laser-project iemicroscoop.

De uitvinding heeft betrekking op een dimer-laser zoals beschreven in de aanhef van conclusie 1.

Een dimer-laser emitteert licht binnen smalle golflengte-gebieden, welke golflengte-gebieden op afstand van elkaar liggen, althans grotendeels binnen het zichtbare deel van het spectrum. Het door het laser-medium langs een optische as geëmitteerde licht treft één van de genoemde spiegels. Eén van die spiegels is gedeeltelijk doorlaatbaar en fungeert als uitgangsspiegel: het door deze spiegel doorgelaten deel van het laser-licht verlaat de laser en fungeert als uitgangs-bundel, terwijl het door genoemde spiegel gereflecteerde deel van het laser-licht nogmaals het laser-medium doorloopt. De andere spiegel is in hoofdzaak reflecterend voor het laserlicht, zodat in hoofdzaak al het laser-licht dat deze spiegel treft, gereflecteerd wordt en nogmaals het laser-medium doorloopt. De beide spiegels staan daartoe in hoofdzaak loodrecht op de optische as van de laser.

Een tot nu toe bekende dimer-laser is in staat om een uitgangsbundel te leveren met slechts een gering aantal spectraallijnen. Een hoofddoel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een dimer-laser die in staat is een uitgangsbundel te leveren met een aanzienlijk verhoogd aantal spectraallijnen.

Voor het stimuleren van de licht-emissie door het laser-medium wordt het laser-medium aangestraald met een pompbundel van ultra-violet licht. De onderhavige uitvinding is gebaseerd op het inzicht, dat het bovengenoemde doel bereikt kan worden door verhoging van het door middel van de pompbundel ingestraalde vermogen.

Tot nog toe is het gebruikelijk om de pompbundel axiaal in te koppelen in het laser-systeem. Hiermee wordt bedoeld, dat de pompbundel in hoofdzaak loodrecht op de tweede spiegel wordt gericht, en door deze spiegel wordt doorgelaten om het laser-medium te bereiken.

Bij een dergelijke uitvoering moet de tweede spiegel ontworpen zijn om in goede mate doorlaatbaar te zijn voor de ultra-violet pompbundel en tevens in goede mate reflecterend te zijn voor het laser-licht. Dit blijkt in de praktijk moeilijk realiseerbaar, waardoor van het in de richting van de tweede spiegel geëmitteerde laser-licht een deel door transmissie verloren gaat en/of bij het inkoppelen een deel van het vermogen van de ultra-violet pompbundel door reflectie en/of absorptie verloren gaat.

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dimer-laser met een verbeterd uitgangsvermogen.

De onderhavige uitvinding is voorts gebaseerd op het inzicht, dat het relatief eenvoudig is om een spiegel te vervaardigen die voor een betrekkelijk smal golflengtegebied reflecterend is en voor de overige golflengten doorlaatbaar. Dit impliceert, dat het relatief eenvoudig is om een spiegel te vervaardigen die voor het door de dimer-laser geëmitteerde licht in hoofdzaak transparant is en tevens voor het licht van de pompbundel in hoofdzaak reflecterend is.

Gebaseerd op de bovengenoemde inzichten is bij een dimer-laser volgens de onderhavige uitvinding tussen het laser-medium en één van de genoemde spiegels een derde spiegel opgesteld onder een hoek met de optische as om de pompbundel zijdelings in te koppelen, welke derde spiegel zodanig gedimensioneerd is, dat deze voor het door de dimer-laser geëmitteerde licht in hoofdzaak transparant is en tevens voor het licht van de pompbundel in hoofdzaak reflecterend is.

Bij het op een dergelijke wijze inkoppelen van de pompbundel gaat vrijwel geen pomp-vermogen verloren, terwijl ook het verlies in het in de richting van de tweede spiegel geëmitteerde laser-licht bijzonder gering of zelfs verwaarloosbaar is.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze en inrichting voor data-transmissie met behulp van optische signalen.

Het is bekend om ten behoeve van data-transmissie gebruik te maken van gemoduleerd licht, waarbij een laser wordt gebruikt als lichtbron. Om storing van de data-transmissie ten gevolge van obstructies van de lichtbaan te vermijden, wordt als transmissie-medium doorgaans een optische fiber gebruikt. Het succes van deze methode van data-transmissie berust op de toegenomen capaciteit ten opzichte van de conventionele methode door middel van gemoduleerde elektrische signalen.

De uitvinding beoogt een werkwijze en inrichting voor optische data-transmissie met een nog verder vergrote capaciteit te verschaffen.

Volgens de tot nog toe bekende inzichten kan de capaciteit van een optisch data-transmissiestelsel alleen worden vergroot door het verschaffen van meerdere optische transmissiebanen (optische fibers) parallel aan elkaar. Het is echter een bijzonder doel van de uitvinding om een werkwijze en inrichting voor optische data-transmissie met een vergrote capaciteit te verschaffen zonder de noodzaak meerdere optische fibers parallel aan elkaar te verschaffen, waardoor het mogelijk is om te besparen op de kosten van optische fibers. Tevens zal het daardoor mogelijk zijn om de capaciteit van bestaande optisch data-transmissiestelsels te vergroten zonder dat het nodig is om de bestaande infrastructuur van optische fibers uit te breiden.

Om de genoemde doelstellingen te verwezenlijken, wordt volgens de onderhavige uitvinding gebruik gemaakt van licht bij meerdere onderling gescheiden golflengtegebieden. De verschillende lichtbundels, die beschouwd kunnen worden als verschillende optische transmissie-kanalen, kunnen gebruik maken van dezelfde optische fiber zonder dat zijn elkaar beïnvloeden.

Hierbij kan gebruik gemaakt worden van meerdere lichtbronnen, waarbij elke lichtbron wordt gebruikt voor het opwekken van één bundel licht met een voorafbepaalde golflengte. Dit vereist echter een aanzienlijke investering aan lichtbronnen. Volgens de uitvinding wordt derhalve bij voorkeur als lichtbron een dimer-laser gebruikt. Zoals reeds is vermeld, is een dimer-laser in staat om licht op te wekken in meerdere zeer smalle golflengte-gebieden die onderling goed van elkaar te scheiden zijn. Een bijzonder geschikte laser is de volgens de onderhavige uitvinding verbeterde dimer-laser, die in staat is om licht op te wekken in ongeveer 20 smalle golflengte-gebieden die onderling ongeveer gelijke, relatief grote afstanden hebben, en die zijn verdeeld over een relatief groot gedeelte van het zichtbare spectrum. Hierdoor wordt volgens de uitvinding een 20-voudige verhoging van de transissie-capaciteit van een optische fiber bereikt.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het opslaan en uitlezen van gegevens. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een optische gegevensregistratieschijf met een verbeterde opslagcapaciteit.

Het is bekend om ten behoeve van het opslaan/uitlezen van gegevens gebruik te maken van een optische schijf waarvan de reflectie-eigenschap plaatselijk wordt gemanipuleerd voor het verkrijgen van een reflectiepatroon dat representatief is voor de opgeslagen informatie. Het uitlezen geschiedt door de schijf af te tasten met een laserbundel, en door uit de sterkte-variaties van het gereflecteerde licht de opgeslagen informatie af te leiden.

Volgens de uitvinding omvat een optische schijf meerdere registratielagen over elkaar, welke zodanig gekozen zijn, dat de verschillende registratielagen gevoelig zijn voor licht met voorafbepaalde, onderling verschillende golflengten. Door een geschikte keuze van de golflengte van het licht waarmee de schijf wordt uitgelezen, kiest men een voorafbepaalde van de op de schijf aanwezige lagen om daaruit de informatie uit te lezen.

Een belangrijk voordeel hiervan is, dat de hoeveelheid op een enkele schijf registreerbare gegevens evenredig is met het aantal registratielagen op de schijf. Wanneer bijvoorbeeld twintig registratielagen over elkaar worden aangebracht, kan de schijf 20 keer zoveel informatie bevatten als een conventionele optische schijf.

Voor de configuratie van de uitleesapparatuur zijn verschillende varianten denkbaar. In de eerste plaats is het mogelijk om meerdere uitleesapparaten te verschaffen, elk met een laser die een voorafbepaalde van de mogelijke golflengten gebruikt. Voor het uitlezen van informatie uit een bepaalde registratielaag maakt men dan gebruik van een uitleesapparaat met een geschikte, bij de betreffende laag behorende laser. In het genoemde voorbeeld moeten dan twintig uitleesapparaten verschaft worden om uitlezing van de gehele schijf mogelijk te maken. Hoewel hierbij voor elk uitleesapparaat op zich gebruik gemaakt kan worden van bestaande technieken, waarbij dan alleen de gebruikte laser (eenmalig) moet worden aangepast aan de te gebruiken golflengte, heeft deze variant toch het bezwaar dat het geheel betrekkelijk gecompliceerd is. Een ander bezwaar is, dat het niet eenvoudig zal zijn om voor al de noodzakelijke golflengten een laserbron te vinden.

In de tweede plaats is het mogelijk om een uitleesapparaat te verschaffen waarvan het uitgangslicht verstembaar is. Hiertoe kan bijvoorbeeld gebruik gemaakt worden van een dye-laser.

Bij voorkeur wordt echter volgens de uitvinding gebruik gemaakt van een uitleesapparaat met een dimer-laser, waarbij dan de registratielagen van de optische schijf zijn aangepast aan de door die dimer-laser opgewekte golflengten. Een belangrijk voordeel hiervan is niet alleen, dat men de verschillende registratielagen van de schijf kan uitlezen onder gebruikmaking van slechts één apparaat, maar vooral dat men die verschillende registratielagen van de schijf tegelijkertijd kan uitlezen, waardoor een aanzienlijke winst wordt geboekt met betrekking tot de toegangstijd voor de schijf.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het detecteren van de aanwezigheid van bepaalde moleculen, in het bijzonder diatomaire moleculen, in een gasvormige omgeving, en voor het meten van de concentratie daarvan. De door de uitvinding geboden methode is in het bijzonder geschikt voor het detecteren van moleculen zoals CS2, At2 en I2. At is een element dat voorkomt in de reeks van radioactief verval van uranium, dat zich zal vormen tot At2·

De aanwezigheid van At2 in de atmosfeer is een indicatie voor de hoeveelheid uranium in de atmosfeer, en kan gezien worden als een indicator voor het vrijkomen van radioactief uranium bij een kernreactor. Bij sommige typen kernreactoren komt, in het geval van lekkage, radioactief jodium vrij, dat zich in de atmosfeer bindt tot I2·

Het is reeds bekend om, teneinde het optreden van lekkages bij een kernreactor vast te stellen en de mate van lekkage te bepalen, de aanwezigheid van genoemde stoffen vast te stellen door conventionele analyse van luchtmonsters. Een probleem daarbij is, dat de luchtmonsters genomen moeten worden ter plaatse van de mogelijke verontreiniging, hetgeen dus betrekkelijk gevaarlijk werk is, en dat de luchtmonsters onderzocht moeten worden in een laboratorium zodat de monsters naar dat laboratorium vervoerd moeten worden en er betrekkelijk veel tijd verloren gaat tussen de monstername en het beschikbaar komen van het analyse-resultaat.

Het zal duidelijk zijn dat het juist gewenst is om de resultaten van de analyse zo snel mogelijk te verschaffen opdat ingrijpen in het proces van de betreffende kernreactor zo efficient mogelijk kan gebeuren teneinde de mate van eventuele radioactieve verontreiniging van de omgeving zo klein mogelijk te laten zijn. Daarbij is het gewenst dat zo min mogelijk personeel wordt blootgesteld aan de eventuele vrijkomende straling.

De uitvinding verschaft een methode waarmee het mogelijk is om automatisch en/of op afstand bestuurd, dat wil zeggen zonder de aanwezigheid van personeel ter plaatse, de concentratie vast te stellen van diatomaire moleculen in de atmosfeer, en wel met een bijzonder hoge gevoeligheid. De benodigde meetapparatuur kan worden opgesteld ter plaatse van de monstername, en de meetresultaten kunnen in een op afstand gelegen controleruimte worden weergegeven, bijvoorbeeld op een beeldscherm.

Volgens de uitvinding wordt daartoe een gasvormig monster gebruikt als laser-medium in een dimer-laser. Het laser-medium wordt gepompt met licht afkomstig van een geschikt gekozen bron, en wel een bron waarvan het licht een spectraal-lijn bevat die door het laser-medium geabsorbeerd kan worden. De absorptie door het laser-medium veroorzaakt in het laser-licht een absorptie-piek met een lijnbreedte die veel kleiner is dan de breedte van de emissie-piek in het pomp-licht. De absorptie-piek is dus goed herkenbaar op de emissie-piek. Uit de diepte van de absorptie-piek is de hoeveelheid/ concentratie van de te onderzoeken stof te berekenen.

De methode volgens de uitvinding kan worden toegepast door het pomp-licht het laser-medium slechts éénmaal te laten doorlopen. Dit is echter niet ideaal, onder meer omdat dan de diepte van de absorptiepiek afhangt van de lengte van het lasermedium, maar ook omdat dan de reactiesnelheid van de meet inrichting op zich wijzigende omstandigheden relatief laag is. Bij voorkeur wordt derhalve het laser-medium geplaatst tussen spiegels om door meervoudige reflecties de effectieve wegle'ngte van het pomplicht in het lasermedium te vergroten, waardoor een grotere absorptie tot stand wordt gebracht zodat een hogere gevoeligheid wordt bereikt.

In het hiernavolgende zal de uitvinding nader worden verduidelijkt door beschrijving van voorkeursuitvoeringsvormen onder verwijzing naar de tekening. Hierin toont: figuur 1 schematisch een deel van het energieschema van een diatomair molecuul om het werkingsprincipe van een dimer-laser te verklaren; figuur 2 schematisch een conventionele constructie van een dimer-laser; figuur 3 schematisch een dimer-laser volgens de onderhavige uitvinding; figuur 4 schematisch de verbetering van de pompbundel bij een dimer-laser volgens de onderhavige uitvinding; figuur 5 schematisch een inrichting voor data-transmissie volgens de onderhavige uitvinding; figuur 6 schematisch een moduleerinrichting voor toepassing in de inrichting voor data-transmissie van figuur 5; figuur 7 schematisch een ontvanger voor toepassing in de inrichting voor data-transmissie van figuur 5; figuur 8 schematisch een andere ontvanger voor toepassing in de inrichting voor data-transmissie van figuur 5; figuur 9 schematisch een variant van de in figuur 3 getoonde dimer-laser, met twee UV-bronnen; figuur 10 schematisch een variant voor de twee UV-bronnen van de in figuur 9 getoonde dimer-laser; figuur 11 schematisch een variant van de in figuur 8 getoonde ontvanger; figuur 12A schematisch een gedeeltelijke doorsnede van een optische schijf; figuur 12B schematisch een inrichting voor het uitlezen van de optische schijf van figuur 12A; figuur 13A schematisch een analyse-inrichting voor diatomaire moleculen; figuur 13B een absorptie-piek op een spectraallijn van de pompbundel van de in figuur 13A weergegeven analyse-inrichting; figuur 14A schematisch een laser-projectiemicroscoop volgens de onderhavige uitvinding; en figuur 14B een variant van de in figuur 14A geschetste laser-pro jectiemicroscoop .

Thans wordt onder verwijzing naar figuur 1 het werkingsprincipe van een dimer-laser kort verklaard.

In figuur 1 is een deel geschetst van de energieniveaus van een diatomair molecuul. Hierbij is langs de horizontale as de onderlinge afstand R tussen beide atomen uitgezet in willekeurige eenheden, en is langs de verticale as de potentiële energie U van het molecuul uitgezet in willekeurige eenheden. De grondtoestand is aangeduid als X.

Door absorptie van een energie-quant ter grootte hvp0mp uit de pompbundel bereikt het molecuul een aangeslagen elektrontoestand A die gekarakteriseerd wordt door de quantum-getallen V en j', en waarvan de potentiële energie zal worden aangeduid als U(v',j'). Uit deze aangeslagen toestand kan het molecuul terugkeren naar de grondtoestand onder uitzending van een lichtquant met energie hVgen. Daarbij is het echter niet alleen mogelijk om terug te keren naar de oorspronkelijke toestand van waaruit het molecuul werd aangeslagen, maar het molecuul kan terugkeren naar één van meerdere vibratie-niveaus van de grondtoestand. Bijgevolg zal het door de dimer-laser geëmitteerde licht bestaan uit bijdragen met verschillende discrete waarden voor Vgen» welke waarden afhangen van de precieze hoogten van de energieniveaus in de grondtoestand X en van de precieze waarde van U(V',j'). Het zal duidelijk zijn dat die hoogte mede wordt bepaald door de frequentie Vpomp van het licht in de pompbundel.

De onderlinge afstanden tussen de vibratie-niveaus van de grondtoestand zijn in goede benadering aan elkaar gelijk. Bijgevolg zijn de onderlinge afstanden tussen de emissielijnen in het door de dimer-laser geëmitteerde licht, afkomstig van de overgangen vanuit één vibratieniveau van de aangeslagen toestand, in goede benadering aan elkaar gelijk. In het hiernavolgende zal het daaruit resulterende spectrum worden aangeduid als "kam-spectrum". De spectraallijnen daarvan zijn in goede benadering monochromatisch: de lijnbreedte is kleiner dan 0,01 cm-1.

In figuur 2 is een bekende dimer-laser 10 getoond, omvattende een laser-medium 11 en twee aan weerszijden van het laser-medium 11 opgestelde spiegels 12 en 13. Het laser-medium 11 emitteert bij een eerste uiteinde 14 laser-licht 22 dat de eerste spiegel 12 loodrecht treft. De eerste spiegel 12 is gedeeltelijk doorlaatbaar voor het door het laser-medium 11 geëmitteerde licht 22, zodat de eerste spiegel 12 een deel van het licht 22 reflecteert (24) en een ander deel (25) doorlaat.

Het door genoemde spiegel 12 gereflecteerde deel 24 van het laser-licht 22 zal nogmaals het laser-medium 11 doorlopen, terwijl het door genoemde spiegel 12 doorgelaten deel 25 van het laser-licht 22 de uitgangsbundel van de dimer-laser 10 vormt. Aldus fungeert de eerste spiegel 12 als uitgangsspiegel.

Het laser-medium 11 emitteert bij een tweede uiteinde 15 laser-licht 23 dat de tweede spiegel 13 loodrecht treft. De tweede spiegel 13 is in hoofdzaak reflecterend voor het door het laser-medium 11 geëmitteerde laser-licht 23, zodat in hoofdzaak al het laser-licht 23 gereflecteerd wordt (26) en nogmaals het laser-medium 11 doorloopt.

Voor het stimuleren van de emissie in het laser-medium 11 omvat de dimer-laser 10 een bron 30 voor het leveren van een bundel 31 van pomplicht, bij voorkeur ultra-violet licht, zoals een laser. Het door de bron 30 geleverde UV-licht 31 is gericht op de tweede spiegel 13, die voor de gebruikte golflengte van het UV-licht 31 doorlaatbaar is. De doorgelaten bundel 32 fungeert als pompbundel voor het laser-medium 11.

Aldus dient de tweede spiegel 13 tegelijkertijd te voldoen aan twee ontwerpeisen: A) de tweede spiegel 13 moet goed doorlaatbaar zijn voor het pomplicht (UV-licht) 31; B) de tweede spiegel 13 moet goed reflecterend zijn voor het door het laser-medium 11 geëmitteerde laser-licht 23.

Omdat het medium 11 van een dimer-laser licht emitteert in spectraallijnen die verspreid liggen over een relatief groot gebied van het spectrum, is het moeilijk om aan bovengenoemde ontwerpeisen te voldoen. In de praktijk blijkt, dat een spiegel die goed voldoet aan ontwerpeis A, slecht voldoet aan ontwerpeis B waardoor een te groot deel van het door het laser-medium 11 geëmitteerde laser-licht 23 verloren gaat door transmissie door de tweede spiegel 13. Anderzijds blijkt in de praktijk, dat een spiegel die goed voldoet aan ontwerpeis B, slecht voldoet aan ontwerpeis A waardoor een te groot deel van het UV-licht 31 niet bijdraagt tot de pompbundel 32. Bij de opstelling volgens figuur 2 dient derhalve een compromis gezocht te worden waarbij niet optimaal aan ontwerpeis A en niet optimaal aan ontwerpeis B wordt voldaan, waarbij het streven is naar een dusdanige combinatie van niet-volmaaktheid ten aanzien van genoemde ontwerpeisen, dat een zo groot mogelijk uitgangsvermogen in de uitgangsbundel 25 overblijft.

In figuur 3, waarin gelijke of vergelijkbare onderdelen als in figuur 2 zijn aangeduid met dezelfde verwijzings-cijfers, is schematisch een dimer-laser 50 volgens de onderhavige uitvinding^weergegeven. Daarbij is tussen het laser-medium 11 en de tweede spiegel 53 een derde spiegel 51 opgesteld onder een hoek met de optische as, welke derde spiegel 51 zodanig gedimensioneerd is, dat deze voor het door het laser-medium 11 geëmitteerde licht 23 in hoofdzaak transparant is en tevens voor het licht van de pompbundel 31 in hoofdzaak reflecterend is.

Het door het laser-medium 11 bij het tweede uiteinde 15 geëmitteerde licht 23 passeert de derde spiegel 51 vrijwel verliesloos, en treft de tweede spiegel 53 loodrecht om gereflecteerd te worden naar het laser-medium 11, waarbij de gereflecteerde bundel 26 de derde spiegel 51 weer vrijwel verliesloos passeert. De tweede spiegel 53 kan in dit geval een eenvoudige spiegel zijn, ontworpen voor 100% reflectie over het gehele spectrum.

De van de lichtbron 30 afkomstige pompbundel 31 treft de derde spiegel 51 van opzij, gezien ten opzichte van de optische as, en wordt door de derde spiegel 51 vrijwel volledig gereflecteerd (52) naar het laser-medium 11.

In de weergegeven uitvoeringsvorm maakt de derde spiegel 51 een hoek van 45° met de optische as, zodat de pompbundel 31 haaks staat op de optische as. Voorts is, in de weergegeven uitvoeringsvorm, tussen de lichtbron 30 en de derde spiegel 51 een vierde spiegel 54 geplaatst om de pompbundel 31 vanaf de lichtbron 30 te richten naar de derde spiegel 51; deze vierde spiegel 54 kan een eenvoudige spiegel zijn, ontworpen voor 100% reflectie over het gehele spectrum, maar tenminste voor UV-licht.

Zoals uit het voorgaande blijkt, zijn de ontwerpeisen voor de tweede spiegel 53 geminimaliseerd (goede reflectie over het gehele spectrum, oftewel een "gewone" spiegel zoals een op een substraat aangebrachte aluminiumlaag), en dient de derde spiegel 51 te voldoen aan de volgende twee ontwerpeisen: C) de derde spiegel 51 moet goed doorlaatbaar zijn voor het door het laser-medium 11 geëmitteerde laser-licht 23; D) de derde spiegel 51 moet goed reflecterend zijn voor het pomplicht (UV-licht) 31.

In de.praktijk blijkt het niet moeilijk te zijn om een spiegel te vervaardigen die aan deze ontwerpeisen tegelijkertijd in goede mate voldoet. Bij wijze van voorbeeld kan de derde spiegel 51 vervaardigd worden in de vorm van een glazen substraat met daarop één of meerdere diëlectrische lagen, waarvan de dikten en brekingsindices zijn gedimensioneerd voor een goede reflectie binnen een betrekkelijk smal golflengte-gebied dat de golflengte van de pompbundel omvat, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn.

Figuur 4 illustreert grafisch de verbetering die volgens de onderhavige uitvinding wordt bereikt met betrekking tot de pompbundel. In figuur 4 is horizontaal de golflengte λ uitgezet in willekeurige eenheden, en verticaal is de intensiteit (of het spectrale vermogen) I(λ) uitgezet in willekeurige eenheden. Het spectrum van de pompbundel vertoont een zekere spreiding om een centrale golflengte Xc, welke spreiding ter wille van de duidelijkheid in de figuur overdreven breed is weergegeven. De onderste curve vertegenwoordigt de intensiteitsverdeling over het spectrum van de pompbundel 32, terwijl de bovenste curve de intensiteitsverdeling over het spectrum van de volgens de onderhavige uitvinding verbeterde pompbundel 52 vertegenwoordigt, bij gebruik van dezelfde lichtbron 30.

Uit figuur 4 blijkt duidelijk, dat niet alleen de intensiteit I (λς) van de centrale golflengte Xc is verhoogd, maar dat tevens de breedte van het spectrum van de pompbundel is vergroot. Het belang hiervan kan als volgt worden ingezien. Onder verwijzing naar figuur 1 is verklaard, dat voor excitatie van een molecuul een lichtquant met een energie hVpomp wordt geabsorbeerd. Stel, ter vereenvoudiging van de onderhavige discussie, dat νροΠ5> correspondeert met de centrale golflengte Xc van de pompbundel. Het zal dan duidelijk zijn dat licht met een golflengte Xd lager dan Xc een elektron in principe kan exciteren vanuit een lager gelegen vibratie-niveau van de grondtoestand en/of naar een hoger gelegen vibratie-niveau van de aangeslagen toestand, en dat licht met een golflengte X« hoger dan Xc een elektron in principe kan exciteren vanuit een hoger gelegen vibratie-niveau van de grondtoestand en/of naar een lager gelegen vibratie-niveau van de aangeslagen toestand. Bij de bekende dimer-laser 10 heeft de pompbundel echter een dermate smal spectrum met een dermate lage intensiteit bij de golflengten Xd en Xe/ dat genoemde principieel mogelijke excitaties in het geheel niet plaatsvinden, of slechts in een dusdanig geringe mate, dat de voor het opteden van het laser-effect benodigde inversie niet voldoende optreedt. Daarentegen hebben de golflengten Xd en Xe in het spectrum van de volgens de onderhavige uitvinding verbeterde pompbundel 52 wel een voldoende intensiteit om te kunnen bijdragen aan gestimuleerde emissie.

Bij de dimer-laser 50 volgens de onderhavige uitvinding is aldus het aantal door pompwerking "gevulde" vibratie-niveaus in de aangeslagen toestand vergroot, terwijl voorts het aantal door pompwerking "geleegde" vibratie-niveaus van de grondtoestand is vergroot.

Een gevolg van een en ander is, dat het aantal lijnen in het spectrum van de uitgangsbundel 25 van de dimer-laser 50 volgens de onderhavige uitvinding aanzienlijk is vergroot, en dat de dimer-laser 50 een zeer rijk spectrum heeft. Bij wijze van voorbeeld is volgens de principes van de onderhavige uitvinding een S2~laser gebouwd waarbij als lichtbron een XeCl-laser met een golflengte van 308 nm is gebruikt. Het spectrum van de uitgangsbundel van deze dimer-laser bevat ongeveer 600 lijnen over het gebied van 314 nm tot 600 nm. Het

η Π Q T A

geëmitteerd licht van deze laser ziet er voor het menslijk oog uit als wit licht met een geringe groene tint.

Zoals reeds is opgemerkt, zijn de afstanden tussen opeenvolgende vibratieniveaus in de grondtoestand in goede benadering onderling aan elkaar gelijk, hetgeen tot gevolg heeft dat, wanneer één aangeslagen vibratieniveau wordt beschouwd, de overgangen naar de verschillende mogelijke vibratieniveaus in de grondtoestand resulteren in vrijwel equidistante spectraallijnen (kam-spectrum).

Voorts wordt opgemerkt, dat de afstanden tussen opeenvolgende vibratieniveaus in de aangeslagen toestand eveneens in goede benadering onderling aan elkaar gelijk zijn, maar dat deze afstanden een weinig verschillen van die van de grondtoestand. Dit heeft tot gevolg dat, wanneer een tweede aangeslagen vibratieniveau wordt beschouwd, gelegen naast het bovengenoemde ene aangeslagen vibratieniveau, de overgangen vanuit dit tweede aangeslagen vibratieniveau naar de verschillende mogelijke vibratieniveaus in de grondtoestand resulteren in een kam-spectrum dat een weinig is verschoven ten opzichte van het kam-spectrum dat gerelateerd is met het bovengenoemde ene aangeslagen vibratieniveau.

Het bovenstaande is er de oorzaak van dat, in het genoemde voorbeeld, genoemde 600 lijnen zijn gegroepeerd in ongeveer 20 groepen van steeds ongeveer 30 lijnen, waarbij de onderlinge afstand tussen de lijnen in elke groep steeds kleiner is dan de onderlinge afstand tussen de lijngroepen.

Het aantal van genoemde groepen correspondeert met het aantal lijnen van één kam-spectrum; het aantal van genoemde lijnen per groep correspondeert met het aantal geproduceerde kam-spectra.

Anders gezegd: doordat bij de dimer-laser 50 volgens de onderhavige uitvinding het aantal door pompwerking "gevulde" vibratie-niveaus in de aangeslagen toestand is vergroot, is het aantal geproduceerde kam-spectra vergroot, terwijl doordat het aantal door pompwerking "geleegde" vibratie-niveaus van de grondtoestand is vergroot, het aantal lijnen per kam-spectrum is vergroot.

Thans wordt gewezen op figuur 5, waar schematisch een voorkeursuitvoeringsvorm van een optisch transmissiestelsel 60 volgens de onderhavige uitvinding is getoond.

Het weergegeven optisch transmissiestelsel 60 volgens de onderhavige uitvinding omvat een zendgedeelte 61, een transmissiegedeelte 62 en een ontvangstgedeelte 63.

Het zendgedeelte 61 omvat, in de weergegeven uitvoeringsvorm, een dimer-laser 50 zoals in het voorgaande beschreven, voor het opwekken van licht 25 met een groot aantal lichtbundels met onderling verschillende golflengten, bijvoorbeeld twintig, en een moduleerinrichting 70. De door de dimer-laser 50 opgewekte lichtbundels 25 passeren de moduleerinrichting 70, die is voorzien van twintig ingangen 71 voor het ontvangen van even zovele over te dragen signalen. Hierbij correspondeert elke ingang met een voorafbepaalde van de genoemde lichtbundels, waarmee wordt bedoeld dat het elektrische signaal dat ontvangen wordt bij de i-de ingang 71 van de moduleerinrichting 70, wordt gebruikt om de i-de lichtbundel 25 te moduleren.

De gemoduleerde lichtbundels 72 worden toegevoerd naar het transmissiegedeelte 62 om getransporteerd te worden over een bepaalde afstand. Het transmissiegedeelte 62 omvat een optische vezel 64. Eventueel omvat het transmissiegedeelte 62 bij voorafbepaalde plaatsen versterkingsstations om verzwakking van de lichtbundels 72 te compenseren, zoals op zich bekend. Een dergelijk versterkingsstation kan bestaan uit een ontvangstgedeelte 63 zoals hierna wordt omschreven, gevolgd door een zendgedeelte 61 zoals hierboven is beschreven.

Het ontvangstgedeelte 63 omvat een ontvanger 80 voor het ontvangen van de overgedragen gemoduleerde lichtbundels 72, het detecteren en reconstrueren van het op elke lichtbundel gemoduleerde signaal, en twintig uitgangen 85 voor het verschaffen van de gedemoduleerde signalen.

Thans zal een voorbeeld van een moduleerinrichting 70 worden beschreven onder verwijzing naar figuur 6. De moduleerinrichting 70 omvat een scheidingsorgaan 73 om van het door de dimer-laser 50 verschafte licht 25 de individuele lichtbundels, die door de dimer-laser worden verschaft met een gemeenschappelijke baan, van elkaar te scheiden. Hiertoe kan, zoals geïllustreerd, gebruik gemaakt worden van een prisma.

Elke individuele lichtbundel 74 wordt, eventueel onder tussenkomst van verdere optische richtmiddelen, geleid naar een enkelvoudige modulator 75, waarvan de moduleerinrichting 70 er twintig bezit, maar waarvan er in de figuur ter wille van de eenvoud slechts drie zijn weergegeven. Elke modulator 75 heeft een signaalingang 76 die verbonden is met een corresponderende signaalingang 71 van de moduleerinrichting 70, en is ingericht om een daaraan toegevoerde lichtbundel in amplitude te moduleren. Voor het moduleren kan gebruik gemaakt worden van standaard technieken, zodat voor de enkelvoudige modulator 75 gebruik gemaakt kan worden van bekende modulatoren zoals thans reeds worden toegepast op het gebied van de optische datacommunicatie. Aangezien de aard en constructie van een dergelijke modulator geen onderwerp vormen van de onderhavige uitvinding, en kennis daarvan voor een goed begrip van de onderhavige uitvinding niet nodig is voor een deskundige, zullen deze niet nader worden beschreven.

De moduleerinrichting 70 omvat verder een combineerorgaan 78 om de gemoduleerde individuele lichtbundels 77 weer samen te voegen. Hiertoe kan gebruik gemaakt worden van een tweede prisma.

Thans zullen voorbeelden van een ontvanger 80 worden beschreven onder verwijzing naar figuur 7. In een eenvoudige uitvoeringsvariant omvat de ontvanger 80 eerst een scheidingsorgaan 81 om de gemoduleerde lichtbundels 72 van elkaar te scheiden. Dit scheidingsorgaan 81 kan vergelijkbaar zijn met het in het voorgaande onder verwijzing naar figuur 6 besproken scheidingsorgaan 73. Elke individuele gemoduleerde lichtbundel 82 wordt, eventueel onder tussenkomst van verdere optische richtmiddelen, geleid naar een enkelvoudige detector 83, waarvan de ontvanger 80 er twintig bezit, maar waarvan er in de figuur ter wille van de eenvoud slechts drie zijn weer gegeven. Elke detector 83 is ingericht om bij een uitgang 84 daarvan een elektrisch signaal op te wekken dat correspondeert met de amplitudevariaties van een aan die detector 83 toegevoerde lichtbundel. Genoemde uitgang 84 van die detector 83 is verbonden met een corresponderende van de uitgangen 85 van de ontvanger 80.

Voor het demoduleren kan gebruik gemaakt worden van standaard technieken, zodat voor de enkelvoudige detector 83 gebruik gemaakt kan worden van bekende detectoren zoals thans reeds worden toegepast op het gebied van de optische datacommunicatie.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt echter de voorkeur gegeven aan een ontvanger 90 van het type zoals geschetst in figuur 8. In essentie bestaat de voorkeursontvanger 90 volgens de uitvinding uit een multi-laags detector 91, waarbij iedere laag 92 van de detector 91 is ingericht voor het absorberen van licht met slechts één van de genoemde golflengten, en waarbij iedere laag 92 van de detector 91 is verbonden met een corresponderende uitgang 85 van de ontvanger 90. Dit principe is ter wille van de eenvoud in de figuur geïllustreerd voor slechts drie verschillende golflengten. De eerste laag 92(1) van de multilaags detector 91 is ingericht voor het absorberen van licht met golflengte λΐ, en om licht waarvan de golflengte verschilt van λΐ, door te laten. Het door de eerste laag 92(1) doorgelaten licht bevat dus alle golflengten, behalve XI. De tweede laag 92(2) van de multilaags detector 91 is ingericht voor het absorberen van licht met golflengte X2, en om licht waarvan de golflengte verschilt van X2, door te laten. Aldus bevat het licht dat de derde laag 92(3) van de multilaags detector 91 treft, alle golflengten behalve XI en X2. De derde laag 92(3) van de multilaags detector 91 is ingericht voor het absorberen van licht met golflengte X3, en om licht waarvan de golflengte verschilt van X3, door te laten; enzovoort.

Het is hierbij dus niet nodig om middelen te verschaffen om de binnenkomende lichtbundels van elkaar te scheiden; een dergelijke scheiding vindt automatisch plaats dankzij de verschillende absorptiekarakteristieken van de verschillende lagen.

Door absorptie van licht met een voorafbepaalde golflengte verandert de geleidbaarheid van de desbetreffende laag 92, en wel in overeenstemming met de intensiteit van het geabsorbeerde licht. De variërende geleidbaarheid kan op eenvoudige wijze gedetecteerd worden, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn, bijvoorbeeld door de laag 92 via contacten 93 aan te sluiten op een constante stroombron 94 en de.spanningsvariaties over de laag te detecteren, waarbij de gedetecteerde spanningsvariaties representatief zijn voor de lichtsterktevariaties en aldus als gedemoduleerd uitgangssignaal verschaft kunnen worden.

Zoals in het voorgaande reeds is opgemerkt, zijn de exacte waarden van de door de dimer-laser opgewekte golflengten afhankelijk van de exacte waarde van de golflengte van het gebruikte, doorgaans ultra-violet, pomplicht: een verschuiving van de golflengte van het pomplicht zal resulteren in een wijziging van het aangeslagen vibratie-niveau, hetgeen zal resulteren in een verschuiving van de golflengten van de opgewekte lichtbundels omdat de afstand tussen de vibratie-niveaus in de aangeslagen toestand niet exact gelijk is aan de afstand tussen de vibratie-niveaus in de grondtoestand. De hierdoor veroorzaakte verschuiving van de golflengten van de opgewekte lichtbundels is voor alle lichtbundels, uitgedrukt in fréquentie, gelijk. Deze eigenschap kan volgens de uitvinding op verschillende manieren ten nutte worden gemaakt.

In de eerste plaats is het mogelijk om het transmissie-stelsel aan te passen aan zich wijzigende eigenschappen van verschillende componenten zoals de optische vezel of de detector.

In de tweede plaats is het mogelijk om een verveelvoudiging van de transmissiecapaciteit van het transmissie-stelsel tot stand te brengen. Figuur 9 toont daarvan een voorbeeld. De dimer-laser 150 is voorzien van twee bronnen 30, 30' voor ultra-violet licht, waarvan de golflengten zodanig gekozen zijn, dat de als gevolg van de eerste ultra-violet lichtbundel 31, 52 resulterende golflengten van het laserlicht 25 en de als gevolg van de tweede ultra-violet lichtbundel 31', 52' resulterende golflengten van het laserlicht 25 op een dusdanige onderlinge afstand zijn gelegen, dat zij door een detector goed te scheiden zijn. Het aantal golflengte-pieken dat op deze manier binnen een golflengtepakket kan worden bereikt, is, zoals in het voorgaande reeds is opgemerkt, maximaal ongeveer 30, maar het aantal door de detector onderscheidbare golflengte-pieken dat op deze manier binnen een golflengtepakket kan worden bereikt, is afhankelijk van de kwaliteit van de detector.

Uiteraard kunnen op vergelijkbare wijze meerdere lichtbronnen 30 worden toegepast bij één lasermedium 11.

In plaats van, zoals geïllustreerd, twee (of meerdere) lichtbronnen 30, 30' met smalle UV-pieken te gebruiken, is het ook mogelijk om gebruik te maken van een enkele lichtbron 30 met een brede UV-piek, en deze bron 30 te voorzien van een selector 33 die is ingericht om alleen licht binnen twee of meer voorafbepaalde golflengtegebieden door de laten. Een voorbeeld van een dergelijke selector 33 is geïllustreerd in figuur 10, en omvat een scheidingsprisma 34, een diafragma 35 met twee of meerdere spleten, en een combineerprisma 36.

Ook is het mogelijk om gebruik te maken van een UV-bron 30 waarvan het licht juist karakteristiek twee of meerdere emissie-lijnen bezit.

Het zal duidelijk zijn dat de in het voorgaande beschreven ontvanger niet zonder meer in staat is om alle transmissiekanalen te ontvangen. Volgens de uitvindings-gedachte is het echter mogelijk om de ontvanger op eenvoudige wijze aan te passen aan een dergelijke verveelvoudiging van het aantal transmissie-kanalen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van het feit, dat de onderlinge afstanden van de additionele laserlichtlijnen in hoofdzaak gelijk zijn aan de onderlinge afstanden van de oorspronkelijke laserlichtlijnen, en van het inzicht, dat de golflengte-gevoeligheid van de beschreven multilaags detector 91 afhankelijk is van de dikte van de afzonderlijke lagen 92. Zoals in figuur 11 geïllustreerd, omvat een gemodificeerde ontvanger 190 volgens de onderhavige uitvinding twee identieke detectoren 91, 91', die elk zijn ontworpen om de oorspronkelijke laserlichtlijnen te ontvangen. Het ontvangen laser-licht 72 wordt in een bundelsplitser 191 gesplitst in twee bundels 172, 172' met in hoofdzaak gelijke sterkte. Uiteraard is het aantal detectoren en door de bundelsplitser te leveren bundels niet beperkt tot twee.

Een eerste bundel 172 treft de eerste detector 91 in hoofdzaak loodrecht, zoals in het voorgaande besproken, zodat deze eerste detector 91 de oorspronkelijke laserlicht lijnen ontvangt. Een tweede bundel 172' treft de tweede detector 91* onder een voorafbepaalde hoek, waardoor deze bundel 172' de lagen 92' van deze detector 91' niet loodrecht passeert maar onder genoemde hoek, zodat de dikte van de lagen 92' effectief lijkt te zijn toegenomen. Genoemde hoek is nu zodanig gekozen, dat de tweede detector 91' uit de tweede bundel 172' de additionele laserlichtlijnen ontvangt. In de praktijk is het mogelijk om door variatie van genoemde hoek "af te stemmen" op een bepaald stel van laserlichtlijnen.

Op deze manier is het ook mogelijk om te compenseren voor ongewenste variaties in de golflengte van het door de UV-bron 30 geëmitteerde licht.

Voorts biedt de uitvinding de mogelijkheid om op relatief eenvoudige wijze een versleuteling van de overgedragen informatie tot stand te brengen, zoals thans zal worden uitgelegd.

Zoals in het voorgaande reeds is besproken, heeft het door de dimer-laser uitgezonden licht, bij gebruikmaking van een pompbundel met een enkele smalle lijn, een kam-spectrum.

In het voorgaande is ook uitgelegd dat, wanneer de golflengte van het gebruikte pomplicht een weinig verandert, het gehele kam-spectrum van het door de dimer-laser uitgezonden licht een weinig zal verschuiven. Wanneer men nu bij een werkwijze voor gegevensoverdracht zoals besproken onder verwijzing naar figuur 5 de golflengte van het gebruikte pomplicht binnen bepaalde grenzen varieert, zullen de draaggolffrequenties van de gegevensoverdrachtkanalen dienovereenkomstig variëren. Een op een bepaald gegevensoverdrachtkanaal afgestemde ontvanger kan dan alleen dat kanaal blijven ontvangen na een corresponderende verstemming van de ontvanger. Hierdoor is ongeoorloofd meeluisteren onmogelijk geworden, althans aanzienlijk moeilijker gemaakt. Een geautoriseerde ontvanger kan afgestemd blijven op het betreffende kanaal, indien de golflengte van het gebruikte pomplicht wordt gevarieerd volgens een voorafbepaald protocol dat bij die ontvanger bekend is, danwel indien de zender aan de ontvanger gegevens zendt omtrent het tijdstip en de mate van variatie, bijvoorbeeld via een instructiekanaal.

Voor het veranderen van de golflengte van het gebruikte pomplicht zijn verschillende technieken mogelijk. In een eerste uitvoeringsvariant kan door middel van een scheidings-prisma en een diafragma met één (of meerdere) spleten uit een breedbandig spectrum één (of meerdere) smalle pomplijnen worden opgewekt. In een dergelijk geval is veranderen van de golflengte van het gebruikte pomplicht op eenvoudige wijze mogelijk door een geringe verplaatsing van het diafragma en/of een geringe rotatie van het scheidingsprisma. In een tweede uitvoeringsvariant kan het pomplicht worden opgewekt door een verstembare (dye-)laser: verandering van de golflengte van het gebruikte pomplicht is dan op eenvoudige wijze mogelijk door een geringe verstemming van de (dye-)laser.

Het verstemmen van de ontvanger kan gebeuren op een wijze die is aangepast aan de specifieke constructie van de betreffende ontvanger. Bij de in het voorgaande beschreven multilaags detector 91, 91' volgens de uitvinding kan het verstemmen op eenvoudige wijze gebeuren door een verdraaiing van de detector over een geschikte hoek.

Thans zal onder verwijzing naar figuur 12A en 12B een voorkeursuitvoeringsvorm van een werkwijze en een inrichting voor het opslaan en uitlezen van gegevens worden besproken.

Figuur 12A toont schematisch een doorsnede door een optische schijf 100, voorzien van een substraat 101 en een aantal gegevensregistratielagen 102, waarvan er in de figuur ter wille van de eenvoud slechts drie zijn weergegeven.

Elke gegevensregistratielaag 102 is ontworpen om voor licht binnen een voorafbepaald, smal golflengtegebied in hoofdzaak reflecterend te zijn. De met de verschillende gegevensregistratielagen geassocieerde golflengtegebieden zijn onderling verschillend, en corresponderen bij voorkeur met de emissielijngebieden van een dimer-laser. Voorts is elke gegevensregistratielaag 102 ontworpen om voor licht binnen de met de andere gegevensregistratielagen geassocieerde golflengtegebieden in hoofdzaak transparant te zijn.

Aldus is de eerste gegevensregistratielaag 102(1) van de optische schijf 100 ingericht voor het reflecteren van licht met golflengte λΐ van een dimer-laser 50 volgens de uitvinding, en om licht waarvan de golflengte verschilt van λΐ, door te laten. Het door de eerste gegevensregistratielaag 102(1) doorgelaten licht bevat dus alle golflengten, behalve λΐ. De tweede gegevensregistratielaag 102(2) van de optische schijf 100 is ingericht voor het reflecteren van licht met golflengte λ2, en om licht waarvan de golflengte verschilt van λ2, door te laten. Aldus bevat het licht dat de derde gegevensregistratielaag 102(3) van de optische schijf 100 treft, alle golflengten behalve λΐ en X2. De derde gegevensregistratielaag 102(3) van de optische schijf 100 is ingericht voor het reflecteren van licht met golflengte λ3, en om licht waarvan de golflengte verschilt van λ3, door te laten; enzovoort.

Opgemerkt wordt, dat in de figuur de gegevensregistratielagen 102 zijn weergegeven als enkele laag, en dat de lichtstralen getekend zijn als reflecterende aan het oppervlak van de betreffende gegevensregistratielaag 102. Binnen het kader van de onderhavige uitvinding is het echter goed mogelijk dat een gegevensregistratielaag is vervaardigd als een veelvoud van sub-lagen die samenwerken tot reflectie van het licht met een passende golflengte.

Voorts wordt opgemerkt, dat het vervaardigen van een laag die in een betrekkelijk klein golflengtegebied reflecterend is en daarbuiten transparant, beschouwd wordt als standaard techniek en hier niet nader zal worden beschreven. Gemeend wordt, dat een gemiddelde deskundige op dit vakgebied in staat is om door louter gebruik te maken van zijn vakkennis een geschikte laag te ontwerpen op basis van de te reflecteren golflengte.

Voorts is in figuur 12B schematisch een inrichting 110 getoond voor het uitlezen van de op de optische schijf 100 geregistreerde informatie. De uitleesinrichting 110 omvat een dimer-laser 50 zoals beschreven onder verwijzing naar figuur 3; optische middelen 111 om het van de dimer-laser 50 afkomstige licht 25 te richten op de optische schijf 100; optische middelen 112 om het door de optische schijf 100 gereflecteerde licht 113 te richten naar een ontvanger 114, en middelen 115 om de optische schijf 100 te roteren ten opzichte van de laserbundel 25.

De optische richtmiddelen 111, de optische richtmiddelen 112, en de roteermiddelen 115 kunnen gelijk zijn aan of vergelijkbaar zijn met de conventionele voor de genoemde doelen toegepaste middelen, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn, zodat nadere bespreking daarvan voor een goed begrip van de onderhavige uitvinding niet nodig is.

De ontvanger 114 kan gelijk zijn aan de in het voorgaande onder- verwijzing naar figuur 8 besproken ontvanger 90, en is dienovereenkomstig geïllustreerd als omvattende een detector 91, zodat een nadere bespreking daarvan thans overbodig wordt geacht.

In het hiernavolgende zal bij wijze van voorbeeld worden beschreven hoe de uitlezing van de in de tweede registratie-laag 102(2) geregistreerde informatie plaats vindt. Opgemerkt wordt daarbij, dat de uitlezing van de in de andere registratielagen geregistreerde informatie op vergelijkbare wijze plaats vindt, maar dan bij andere golflengten, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn.

Tijdens bedrijf van de uitleesinrichting 110 wordt de optische schijf 100 geroteerd door de roteermiddelen 115, welke een draaitafel 116 en een op geschikte wijze aangedreven motor 117 omvatten, zodat de van de dimer-laser 50 afkomstige lichtbundel 25 de schijf 100 aftast. Het licht in de bundel 25 bevat een spectraallijn met golflengte λ2. Het licht met golflengte λ2 passeert vrijwel ongehinderd de eerste registratie-laag 102(1), wordt gereflecteerd door de tweede registratie-laag 102(2), passeert weer vrijwel ongehinderd de eerste registratielaag 102(1), en bereikt uiteindelijk de detector 91, waar het geabsorbeerd zal worden in de tweede detectielaag 92(2) (zie figuur 8). Zolang de tweede registratielaag 102(2) reflecterend is, behoudt de door het geabsorbeerde licht beïnvloede weerstand van de tweede detectielaag 92(2) een eerste voorafbepaalde waarde, zodat een met deze laag geassocieerde uitgangsspanning een eerste voorafbepaalde spanningswaarde heeft.

Indien bij een positie P lokaal het reflectievermogen van de tweede registratielaag 102(2) is aangetast, bijvoorbeeld doordat de tweede registratielaag 102(2) lokaal geheel verwijderd is, dan zal, wanneer de laserstraal 25 de schijf 100 bij de positie P treft, het licht met golflengte λ2 niet gereflecteerd worden, zodat de tweede detecteerlaag 92(2) geen licht absorbeert, zodat de weerstand daarvan een tweede voorafbepaalde waarde heeft en de met deze laag geassocieerde uitgangsspanning bij een uitgang van de ontvanger 114 (vergelijkbaar met de uitgang 85(2) van de ontvanger 90 zoals besproken onder verwijzing naaar figuur 8) een tweede voorafbepaalde spanningswaarde heeft..

Het beschreven proces beïnvloedt niet de stralengang bij andere golflengten en laat aldus de uitlezing van de overige registratielagen ongemoeid. Evenzo wordt het beschreven proces niet beïnvloed door de stralengang bij andere golflengten.

Het zal nu voor een deskundige duidelijk zijn, dat een in de tweede registratielaag 102(2) aangebracht patroon van reflectieverstoringen zal leiden tot een dienovereenkomstig patroon van uitgangsspanningsvariaties van de tweede detecteerlaag 92(2). Aldus kan informatie, die in de optische schijf 100 (op overigens bekende wijze) is opgeslagen als een patroon van reflectieverstoringen van de tweede registratie-laag 102(2), op de bovenbeschreven manier worden uitgelezen.

Aangezien, zoals reeds vermeld, de uitlezing van de overige registratielagen ongemoeid wordt gelaten, kunnen patronen in de andere lagen tegelijkertijd worden uitgelezen, en verschaft de ontvanger 114 bij zijn (ter wille van de duidelijkheid niet weergegeven) uitgangen parallel (bijvoorbeeld) twintig uitgangssignalen die respectievelijk corresponderen met de in de (bijvoorbeeld) twintig registratielagen 102 van de optische schijf 100 opgeslagen gegevens.

Overigens zal het duidelijk zijn dat het aantal registratielagen en het aantal detectorlagen op elkaar afgestemd zullen zijn, en gerelateerd zullen zijn aan het aantal bruikbare spectraallijnen in het door de dimer-laser opgewekte licht.

Thans wordt verwezen naar figuur 13A, waarin een inrichting 120 voor het detecteren van de aanwezigheid van bepaalde diatomaire moleculen in een gasvormige omgeving schematisch is weergegeven. Bij wijze van voorbeeld is deze inrichting 120 ontworpen voor het meten van de concentratie I2 in de atmosfeer nabij een kerncentrale. De voornaamste onderdelen van de weergegeven voorkeursinrichting 120 zijn een dimer-laser 121 en een speetrumanalyser 122, welke het licht ontvangt dat het laser-medium heeft doorlopen. De dimer-laser 121 kan identiek zijn aan de dimer-laser 50 die in het voorgaande onder verwijzing naar figuur 3 is besproken, met dien verstande, dat het lasermedium 11 een monster van de te onderzoeken atmosfeer bevat. Met de spectrumanalyser 122 is een rekeninrichting 123 geassocieerd, bijvoorbeeld een computer, welke deel kan uitmaken van de spectrumanalyser 122, en die is ingericht om meetresultaten weer te geven op een weergeefapparaat zoals een printer of een beeldscherm 124. Normaliter zijn de dimer-laser 121 en de spectrumanalyser 122 opgesteld ter plaatse van de te onderzoeken atmosfeer, d.w.z. nabij een kerncentrale, en is het beeldscherm 124 opgesteld in een op veilige afstand daarvan gelegen controleruimte. De rekeninrichting 123 en het beeldscherm 124 kunnen door middel van een eenvoudige signaalbaan 125 met elkaar communiceren, bijvoorbeeld een telefoonverbinding. Via die telefoonverbinding kan het controlerend personeel eventueel besturingsopdrachten versturen naar de laser 121 en/of de spectrumanalyser 122 en/of de rekeninrichting 123.

De dimer-laser 121 is voorzien van een lichtbron 126 waarvan het licht 127 een spectraal-lijn bevat die door de te detecteren stof geabsorbeerd kan worden om te fungeren als pompbundel. Het zal duidelijk zijn dat de precieze golflengte van een dergelijke lijn, en dus het type van de te gebruiken lichtbron, afhangt van de te detecteren stof. In het thans besproken voorbeeld, bestemd voor het detecteren van I2, is een koperdamp-laser, waarvan het uitgezonden licht een emissie-lijn heeft bij ongeveer 510,6 nm, een geschikte keus. Indien het niet gemakkelijk is om bij een bepaalde te onderzoeken stof een geschikte lichtbron te vinden, kan als alternatief gebruik gemaakt worden van een afstembare (dye-)laser, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn.

In figuur 13B is een deel getoond van het spectrum van de uitgangslichtbundel 128 van de dimer-laser 121. In dit geval gaat de aandacht uit naar dat deel van het spectrum dat het licht 127 van de lichtbron 126 omvat. Na passage van het lasermedium 11 is op dat spectrumgedeelte een absorptie-piek gesuperponeerd waarvan de lijnbreedte veel kleiner is dan de breedte van de emissie-piek in het pomp-licht 127. In het besproken voorbeeld heeft de absorptielijn van I2 bij ongeveer 510,6 nm een lijnbreedte die ongeveer een factor 10 kleiner is dan die van de genoemde emissie-lijn van de koperdamp-laser.

De diepte D van de absorptie-piek is representatief voor de concentratie van I2 in het te onderzoeken luchtmonster. De berekening daarvan kan automatisch worden uitgevoerd door de met de optische spectrum-analyser 122 geassocieerde computer 123.

Deze door de uitvinding voorgestelde techniek is bijzonder nauwkeurig. Ter illustratie daarvan wordt eerstens opgemerkt dat I2, hoewel het indicatief kan zijn voor het optreden van een lekkage in een kerncentrale, een stof is die in de vrije natuur ook voorkomt, zij het in bijzonder lage concentraties. Het moge duidelijk zijn, dat op zich het detecteren van I2 in een concentratie die overeenkomt met de in de vrije natuur voorkomende concentratie, niet indicatief hoeft te zijn voor het optreden van een lekkage in een kerncentrale. Daarentegen kan, zelfs wanneer de gemeten concentratie van I2 in absolute zin lager is dan de in de vrije natuur voorkomende concentratie, een toename van die gemeten concentratie wel indicatief zijn voor het optreden van een lekkage in een kerncentrale. Het is derhalve gewenst om die concentratie zo nauwkeurig mogelijk te kunnen meten, en zo snel mogelijk te kunnen beschikken over de resultaten. Dit is thans mogelijk met de door de uitvinding voorgestelde methode: de te analyseren stof kan worden aangetoond in concentraties die 100 tot 1000 maal lager zijn dan de thans toegelaten concentraties, en de meetresultaten zijn vrijwel instantaan beschikbaar.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een laser-pro jectiemicroscoop, waarmee het mogelijk is om dynamische beelden van (bijvoorbeeld levende) micro-objecten in vrijwel "natuurlijke" kleuren op grote weergeefschermen weer te geven. Het principe van een dergelijke laser-projectiemicroscoop 130 zal worden uitgelegd onder verwijzing naar figuur 14A. In een lasermedium 131, dat vergelijkbaar kan zijn met het in het voorgaande beschreven lasermedium 11, ontstaat bij het eerste uiteinde 132 relatief zwakke laserstraling 133, die door middel van een lens 134 geconvergeerd wordt op het te bekijken object 135. Via dezelfde optische baan keert het door het object 135 gereflecteerde licht 136, dat aldus representatief is voor de vorm van dat object, terug naar het lasermedium 131, waar de intensiteit daarvan door laserwerking wordt versterkt met een veelvoud. Dank zij het feit dat een dimer- laser volgens de uitvinding een bijzonder hoge gain-factor heeft, tot wel 1 cm-1, kan in dit geval de laser worden bedreven zonder de in figuur 3 met 12 en 53 aangeduide spiegels.

Het versterkte reflectielicht 136 verlaat (138) het lasermedium 11 bij een tweede uiteinde 137, waarna het door middel van een tweede lens 139 wordt geprojecteerd op een scherm 140. Het aldus gevormde beeld van het object 135 is tienduizenden malen vergroot, bijzonder lichtsterk en bijzonder kleurrijk.

Een mogelijke toepassing van de laser-projectiemicroscoop 130 volgens de onderhavige uitvinding is gelegen op het gebied van onderwijs en/of demonstraties ten behoeve van een groot publiek.

Een andere mogelijke toepassing van de laser-projectiemicroscoop 130 volgens de onderhavige uitvinding is gelegen op het gebied van de productie, bijvoorbeeld van micro-elektronica, en biedt de mogelijkheid tot een goede visuele controle tijdens de bewerking van kleine onderdelen. Daarbij wordt volgens de onderhavige uitvinding de mogelijkheid geboden om een object te bewerken bij een eerste golflengte, die door dat object goed wordt geabsorbeerd, en tegelijkertijd het resultaat van het bewerkingsproces te bekijken bij een tweede golflengte, die door dat object goed wordt gereflecteerd.

Een andere mogelijke toepassing van de laser-projectiemicroscoop 130 volgens de onderhavige uitvinding is gelegen op het gebied van de bestudering van dispersie-eigenschappen van snel verlopende fysische, chemische en/of biologische processen in een breed speetrumbereik, inclusief ultraviolet en infrarood. Tot nog toe worden dispersie-metingen verricht met behulp van laser-licht bij één voorafbepaalde golflengte. Een consequentie daarvan is uiteraard, dat de meetgegevens alleen bij die ene golflengte beschikbaar komen. Wanneer het gewenst is om meetgegevens te verkrijgen bij meerdere golflengten, bijvoorbeeld om een karakteristiek als functie van de golflengte te verkrijgen, dan moeten dus de te bestuderen processen worden herhaald, en moeten daarbij de metingen worden herhaald bij andere golflengten. Enerzijds is het reeds een nadeel dat de processen en de metingen diverse malen herhaald moeten worden. Een principieel nadeel daarbij is bovendien, dat de processen nooit exact reproduceerbaar zijn, zodat het moeilijk is om de bij verschillende golflengten verkregen meetgegevens met elkaar te vergelijken.

Deze nadelen worden volgens de uitvinding opgelost doordat, bij gebruk van een dimer-laser als lichtbron, de meetgegevens simultaan worden verkregen bij meerdere, over een groot deel van het spectrum verspreid liggende golflengten, en dus principieel steeds afkomstig zijn van hetzelfde proces.

Weer een andere mogelijke toepassing van de laser-pro jectiemicroscoop 130 volgens de onderhavige uitvinding is bestemd voor privé-gebruik, althans voor een relatief klein publiek. In deze toepassing kan het geprojecteerde beeld worden gewaardeerd vanwege het decoratieve effect daarvan, of vanwege het rustgevende effect dat daardoor op een waarnemer wordt uitgeoefend wanneer deze langdurig naar het geprojecteerde beeld kijkt (vergelijkbaar met het rustgevende effect dat uitgaat van vlammen in een open haard).

Figuur 14B illustreert een variant van de in figuur 14A geschetste laser-projectiemicroscoop 130. In deze variant wordt de relatief zwakke laserstraling 133 via een golflengte-selector 141 gericht op het te bekijken object 135. De golflengte-selector 141 kan bijvoorbeeld een roteerbaar opgestelde spiegel 142 en een roteerbaar opgesteld diffractierooster 143 of een roteerbaar opgesteld prisma omvatten. Door die spiegel en dat diffractierooster of prisma van de golflengte-selector 141 in een geschikte stand te zetten, kan het te bekijken object 135 worden belicht met een geschikte, uitgekozen golflengte.

Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat het mogelijk is de weergegeven uitvoeringsvormen van de uitvinding te veranderen of te modificeren, zonder de uitvindingsgedachte of de beschermingsomvang te verlaten.

Zo is het bijvoorbeeld mogelijk dat de detectiemethode wordt gebruikt voor het vaststellen van de aanwezigheid van andere dan diatomaire stoffen, als die stoffen als dimer-lasermedium kunnen fungeren.

Claims (32)

1. Dimer-laser (50; 150), omvattende een laser-medium (11) en twee aan weerszijden van het laser-medium opgestelde spiegels (12, 53), alsmede een bron (30) voor het leveren van een optische pompbundel (31); mat het kenmerk dat tussen het laser-medium (11) en één van de genoemde spiegels (53) een derde spiegel (51) is opgesteld onder een hoek met de optische as om de pompbundel (31) zijdelings in te koppelen, welke derde spiegel (51) zodanig gedimensioneerd is, dat deze voor het door het laser-medium (11) geëmitteerde licht in hoofdzaak transparant is en tevens voor het licht van de pompbundel (31) in hoofdzaak reflecterend is.

2. Dimer-laser volgens conclusie 1, waarbij de derde spiegel (51) vervaardigd is in de vorm van een glazen substraat met daarop één of meerdere diëlectrische lagen, waarvan de dikten en brekingsindices zijn gedimensioneerd voor een goede reflectie binnen een betrekkelijk smal golflengte-gebied dat de golflengte van de pompbundel (31) omvat.

3. Dimer-laser volgens conclusie 1 of 2, waarbij genoemde ene spiegel (53) een eenvoudige spiegel is, ontworpen voor 100% reflectie.

4. Dimer-laser volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het geproduceerde licht honderden spectraallijnen bevat, verdeeld over een groot deel van het spectrum, bij voorkeur inclusief een deel van het ultraviolet en/of een deel van het infrarood.

5. Dimer-laser volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de lichtbron is ingericht voor het opwekken van twee of meerdere pompbundels met onderling veschillende golflengten .

6. Dimer-laser volgens conclusie 5, waarbij is voorzien in twee of meerdere verschillende lichtbronnen (30/ 30') die elk een pompbundel (31, 31') verschaffen met licht in onderling veschillende, relatief smalle golflengtegebieden, en waarbij voorts is voorzien in optische middelen (51, 51') om de verschillende pompbundels (31) en( 31') samen te voegen.

7. Dimer-laser volgens conclusie 5, waarbij is voorzien in een enkele lichtbron (30) die een pompbundel (31) verschaft met licht in een relatief breed golflengtegebied, en waarbij voorts is voorzien in een selector (33; 34, 35, 36) om uit het relatief brede spectrum van de pompbundel (31) twee of meerdere relatief smalle golflengtegebieden te selecteren.

8. Dimer-laser volgens conclusie 5, waarbij is voorzien in een enkele lichtbron van een type waarvan het spectrum van het uitgangslicht karakteristiek twee of meerdere relatief smalle emissielijnen bezit.

9. Werkwijze voor het overdragen van gegevens met behulp van licht, waarbij meerdere signalen parallel worden overgedragen via een althans gedeeltelijk gemeenschappelijke baan door gebruik te maken van licht bij meerdere, onderling gescheiden golflengtegebieden.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij de verschillende lichtbundels met onderling verschillende golflengten worden opgewekt met behulp van een dimer-laser volgens één der conclusies 1-8.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij de overdracht wordt gecodeerd door verandering van de golflengten van de afzonderlijke lichtbundels door een verandering van de golflengte van het gebruikte pomplicht.

12. Optische zender (61), omvattende: een lichtbron (50) die is ingericht voor het opwekken van een veelvoud van lichtbundels (25); en een moduleerinrichting (70) voorzien van een veelvoud van ingangen (71) voor het ontvangen van elektrische signalen, welke moduleerinrichting (70) is ingericht om het genoemde veelvoud van lichtbundels (25) te ontvangen, elk van de genoemde lichtbundels te moduleren in overeenstemming met het bij een respectieve ingang (71) ontvangen signaal, en een veelvoud van gemoduleerde lichtbundels (72) te verschaffen.

13. Optische zender volgens conclusie 12, waarbij de lichtbron (50) een dimer-laser volgens één der conclusies 1-8 is.

14. Optische zender volgens conclusie 12 of 13, waarbij de moduleerinrichting (70) omvat: een scheidingsorgaan (73), bijvoorbeeld een prisma, voor het ruimtelijk scheiden van de individuele lichtbundels (25); een veelvoud van enkelvoudige modulatoren (75), waarbij elk van die enkelvoudige modulatoren (75) is gekoppeld met een respectieve van de ingangen (71) van de moduleerinrichting (70) en is ingericht om een respectieve van de individuele lichtbundels (25) te ontvangen en te moduleren; en een combineerorgaan (78), bijvoorbeeld een prisma, voor het ruimtelijk samenvoegen van de door de enkelvoudige modulatoren (75) .gemoduleerde lichtbundels (77).

15. Optische ontvanger (80; 90) die is ingericht voor het ontvangen van een veelvoud van gemoduleerde lichtbundels (72), voor het daaruit afleiden van de in elke individuele lichtbundel (72) aanwezige informatie, en voor het verschaffen van de teruggewonnen informatie als een elektrisch uitgangssignaal bij een respectieve van een veelvoud van uitgangen (85).

16. Optische ontvanger (80) volgens conclusie 15, omvattende: een scheidingsorgaan (81) , bijvoorbeeld een prisma, voor het ruimtelijk scheiden van de gecombineerde gemoduleerde lichtbundels (72) tot individuele gemoduleerde lichtbundels (82); en een veelvoud van enkelvoudige detectoren (83), waarbij elk van die enkelvoudige detectoren (83) is gekoppeld met een respectieve van de uitgangen (85) van de ontvanger (80) en is ingericht om een respectieve van de individuele gemoduleerde lichtbundels (82) te ontvangen en de daarin aanwezige informatie te detecteren.

17. Optische ontvanger (90) volgens conclusie 15, omvattende: een multilaags detector (91) voorzien van een veelvoud van over elkaar aangebrachte lagen (92), waarbij iedere laag (92) van de detector (91) is ingericht om licht binnen één voorafbepaald, relatief smal golflengtegebied te absorberen en om licht buiten dat golflengtegebied door te laten, waarbij de bij de verschillende lagen (92) van de detector (91) behorende golflengtegebieden onderling verschillend zijn, en waarbij iedere laag (92) van de detector (91) is verbonden met een corresponderende uitgang (85) van de ontvanger (90).

18. Optisch data-transmissiestelsel (60), omvattende: een zendgedeelte (61) voor het uitzenden van een veelvoud van optische signalen die de over te dragen gegevens representeren; een voor genoemd veelvoud van optische signalen gemeenschappelijk transmissiegedeelte (62); en een ontvangstgedeelte (63) voor het ontvangen van genoemd veelvoud van optische signalen en het daaruit terugwinnen van de overgedragen gegevens.

19. Optisch data-transmissiestelsel volgens conclusie 18, waarbij het zendgedeelte (61) een optische zender volgens één der conclusies 12-14 omvat.

20. Optisch data-transmissiestelsel volgens conclusie 18 of 19, waarbij het transmissiegedeelte (62) een optische vezel (64) omvat.

21. Optisch data-transmissiestelsel volgens één der conclusies 18-20, waarbij het ontvangstgedeelte (63) een ontvanger volgens één der conclusies 15-17 omvat.

22. Optisch data-transmissiestelsel volgens conclusie 21, waarbij het ontvangstgedeelte (63) twee of meerdere in hoofdzaak identieke detectoren (91, 91') omvat, alsmede een bundelsplitser (191) voor het splitsen van de ontvangen lichtbundel (72) in twee of meerdere lichtbundels (172, 172'), en waarbij elk van de door de bundelsplitser (191) geleverde lichtbundels (172, 172') een respectieve van de detectoren (91, 91') treft onder een voorafbepaalde hoek.

23. Werkwijze voor het opslaan van gegevens op een gegevensregistratie-orgaan voorzien van een veelvoud van over elkaar aangebrachte registratielagen, waarbij elke registratielaag reflectief is voor een voorafbepaalde golflengte, en waarbij de gegevens worden geregistreerd in de vorm van een patroon van verstoringen in die reflectie-eigenschap.

24. Gegevensregistratie-orgaan (100), omvattende een substraat (101) met daarop aangebracht een veelvoud van over elkaar aangebrachte registratielagen (102), waarbij elk van die registratielagen (102) in hoofdzaak reflecterend is voor licht binnen een voorafbepaald, relatief smal golflengte-gebied, waarbij de bij de verschillende registratielagen (102) behorende golflengtegebieden onderling verschillend zijn, en waarbij elk van die registratielagen (102) in hoofdzaak transparant is voor de overige, niet bij die registratielaag (102) behorende golflengtegebieden.

25. Inrichting (110) getoond voor het uitlezen van de op een gegevensregistratie-orgaan (100) volgens conclusie (24) geregistreerde informatie, omvattende: een lichtbron (50) die is ingericht voor het opwekken van een veelvoud van lichtbundels (25); optische richtmiddelen (111) om het van de lichtbron (50) afkomstige licht (25) te richten op het gegevensregistratie-orgaan (100); optische richtmiddelen (112) om het door het gegevensregistratie-orgaan (100) gereflecteerde licht (113) te richten naar een ontvanger (114); en aandrijfmiddelen (115) om het gegevensregistratie-orgaan (100) te verplaatsen ten opzichte van de lichtbundel (25).

26. Uitleesinrichting volgens conclusie 25, waarbij de lichtbron (50) een verstembare laser is.

27. Uitleesinrichting volgens conclusie 25, waarbij de lichtbron (50) een dimer-laser volgens één der conclusies 1-8 is.

28. Uitleesinrichting volgens één der conclusies 25-27, waarbij de ontvanger (114) een ontvanger volgens één der conclusies 15-17 omvat.

29. Werkwijze voor het detecteren van de aanwezigheid van diatomaire moleculen in een gasvormige omgeving, waarbij een gasvormig monster wordt gebruikt als laser-medium in een dimer-laser, waarbij het laser-medium wordt gepompt met een spectraallijn die door het laser-medium geabsorbeerd kan worden, waarbij het pomplicht na het passeren van het laser-medium wordt onderzocht, en waarbij uit de diepte van de op genoemde spectraallijn gesuperponeerde absorptiepiek de concentratie van genoemde diatomaire moleculen wordt berekend.

30. Werkwijze volgens conclusie 29, waarbij de meetresultaten ten behoeve van controlerend personeel direct worden weergegeven in een op afstand van het laser-medium gelegen controleruimte.

30. Werkwijze volgens conclusie 29, waarbij de meetresultaten ten behoeve van controlerend personeel direct worden weergegeven in een op afstand van het laser-medium gelegen controleruimte.

31. Inrichting (120) voor het detecteren van de aanwezigheid van diatomaire moleculen in een gasvormige omgeving, omvattende: een dimer-laser (50; 121), voorzien van een geschikt gekozen pomplichtbron (126) waarvan het pomplicht (127) een door de te detecteren diatomaire moleculen absorbeerbare spectraallijn bevat; een spectrumanalyser (122) voor het ontvangen en analyseren van het de dimer-laser (121) verlatende pomplicht (128); een met de spectrumanalyser (122) geassocieerde rekeninrichting (123) die is ingericht om uit door de spectrumanalyser (122) verschafte gegevens met betrekking tot de door de te detecteren diatomaire moleculen veroorzaakte absorptie-piek de concentratie van die diatomaire moleculen te berekenen; en een weergeefapparaat (124) dat met de rekeninrichting (123) gekoppeld kan worden om de door de rekeninrichting (123) verschafte resultaten weer te geven.

31. Inrichting (120) voor het detecteren van de aanwezigheid van diatomaire moleculen in een gasvormige omgeving, omvattende: een dimer-laser (50/ 121), voorzien van een geschikt gekozen pomplichtbron (126) waarvan het pomplicht (127) een door de te detecteren diatomaire moleculen absorbeerbare spectraallijn bevat; een spectrumanalyser (122) voor het ontvangen en analyseren van het de dimer-laser (121) verlatende pomplicht (128); een met de spectrumanalyser (122) geassocieerde rekeninrichting (123) die is ingericht om uit door de spectrumanalyser (122) verschafte gegevens met betrekking tot de door de te detecteren diatomaire moleculen veroorzaakte absorptie-piek de concentratie van die diatomaire moleculen te berekenen; en een weergeefapparaat (124) dat met de rekeninrichting (123) gekoppeld kan worden om de door de rekeninrichting (123) verschafte resultaten weer te geven.

32. Laser-projectiemicroscoop (130), omvattende: een lasermedium (11; 131); een eerste lens (134) voor het convergeren van bij een eerste uiteinde (132) van het lasermedium (131) uitgezonden laserlicht (133) naar een te beschouwen object (135), en voor het richten van door dat object (135) gereflecteerd licht (136) naar het lasermedium (131); een tweede lens (139) voor het ontvangen van bij een tweede uiteinde (137) van het lasermedium (131) uitgezonden versterkt reflectielicht (138) en voor het projecteren daarvan op een scherm (140).

33. Laser-projectiemicroscoop volgens conclusie 32, waarbij tussen het eerste uiteinde (132) en het te bekijken object (135) een golflengte-selector (141) is opgesteld, teneinde het te bekijken object (135) te belichten met een geschikte, uitgekozen golflengte.

34. Laser-projectiemicroscoop volgens conclusie 33, waarbij de golflengte-selector (141) een roteerbaar opgestelde spiegel (142) en een roteerbaar opgesteld diffractierooster (143) of een roteerbaar opgesteld prisma omvat.

35. Werkwijze voor het bewerken van objecten, waarbij met behulp van een laser-projectiemicroscoop volgens één der conclusies 32-34 het object wordt bewerkt bij een eerste golflengte, die door dat object goed wordt geabsorbeerd, en tegelijkertijd het resultaat van het bewerkingsproces wordt bekeken bij een tweede golflengte, die door dat object goed wordt gereflecteerd.

36. Werkwijze voor het bestuderen van een fysisch, chemisch en/of biologisch proces in een breed spectrumbereik, teneinde de karakteristiek van een bepaalde procesparameter te bepalen als functie van de golflengte, waarbij gebruik wordt gemaakt van een dimer-laser als lichtbron teneinde de gewenste gegevens simultaan te verkrijgen. Titel: Dimer-laser, werkwijze en inrichting voor data transmissie, werkwijze en inrichting voor het opslaan en uitlezen van gegevens, werkwijze en inrichting voor het detecteren van diatomaire moleculen, en laser-project iemicroscoop. De uitvinding heeft betrekking op een dimer-laser zoals beschreven in de aanhef van conclusie 1. Een dimer-laser emitteert licht binnen smalle golflengte-gebieden, welke golflengte-gebieden op afstand van elkaar liggen, althans grotendeels binnen het zichtbare deel van het spectrum. Het door het laser-medium langs een optische as geëmitteerde licht treft één van de genoemde spiegels. Eén van die spiegels is gedeeltelijk doorlaatbaar en fungeert als uitgangsspiegel: het door deze spiegel doorgelaten deel van het laser-licht verlaat de laser en fungeert als uitgangs-bundel, terwijl het door genoemde spiegel gereflecteerde deel van het laser-licht nogmaals het laser-medium doorloopt. De andere spiegel is in hoofdzaak reflecterend voor het laserlicht, zodat in hoofdzaak al het laser-licht dat deze spiegel treft, gereflecteerd wordt en nogmaals het laser-medium doorloopt. De beide spiegels staan daartoe in hoofdzaak loodrecht op de optische as van de laser. Een tot nu toe bekende dimer-laser is in staat om een uitgangsbundel te leveren met ongeveer 5 spectraallijnen. Een hoofddoel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een dimer-laser die in staat is een uitgangsbundel te leveren met een verhoogd aantal spectraallijnen. Voor het stimuleren van de licht-emissie door het laser-medium wordt het laser-medium aangestraald met een pompbundel van ultra-violet licht. De onderhavige uitvinding is gebaseerd op het inzicht, dat het bovengenoemde doel bereikt kan worden door verhoging van het door middel van de pompbundel ingestraalde vermogen. potentiële energie ü van het molecuul uitgezet in willekeurige eenheden. De grondtoestand is aangeduid als X. Door absorptie van een energie-quant ter grootte hvp0mp uit de pompbundel bereikt het molecuul een aangeslagen elektrontoestand A die gekarakteriseerd wordt door de quantum-getallen V en j', en waarvan de potentiële energie zal worden aangeduid als U(V', j'). Uit deze aangeslagen toestand kan het molecuul terugkeren naar de grondtoestand onder uitzending van een lichtquant met energie hVgen· Daarbij is het echter niet alleen mogelijk om terug te keren naar de oorspronkelijke toestand van waaruit het molecuul werd aangeslagen, maar het molecuul kan terugkeren naar één van meerdere vibratie-niveaus (v", j") van de grondtoestand. Bijgevolg zal het door de dimer-laser geëmitteerde licht bestaan uit bijdragen met verschillende discrete waarden voor Vgen/ welke waarden afhangen van de precieze hoogten van de energieniveaus (V", j") in de grondtoestand X en van de precieze waarde van U(V',j1). Het zal duidelijk zijn dat die hoogte mede wordt bepaald door de frequentie vp0mp van het licht in de pompbundel. De onderlinge afstanden tussen de vibratie-niveaus van de grondtoestand zijn in goede benadering aan elkaar gelijk. Bijgevolg zijn de onderlinge afstanden tussen de emissielijnen in het door de dimer-laser geëmitteerde licht, afkomstig van de overgangen vanuit één vibratieniveau van de aangeslagen toestand, in goede benadering aan elkaar gelijk. In het hiernavolgende zal het daaruit resulterende spectrum worden aangeduid als "kam-spectrum". De spectraallijnen daarvan zijn in goede benadering monochromatisch: de lijnbreedte is kleiner dan 0,01 cm-1. In figuur 2 is een bekende dimer-laser 10 getoond, omvattende een laser-medium 11 en twee aan weerszijden van het laser-medium 11 opgestelde spiegels 12 en 13. Het laser-medium 11 emitteert bij een eerste uiteinde 14 laser-licht 22 dat de eerste spiegel 12 loodrecht treft. De eerste spiegel 12 is gedeeltelijk doorlaatbaar voor het door het laser-medium 11 geëmitteerde licht 22, zodat de eerste spiegel 12 een deel van het licht 22 reflecteert (24) en een ander deel (25) doorlaat. Zoals uit het voorgaande blijkt, zijn de ontwerpeisen voor de tweede spiegel 53 geminimaliseerd (goede reflectie over het gehele spectrum, oftewel een "gewone" spiegel zoals een op een substraat aangebrachte aluminiumlaag), en dient de derde spiegel 51 te voldoen aan de volgende twee ontwerpeisen: C) de derde spiegel 51 moet goed doorlaatbaar zijn voor het door het laser-medium 11 geëmitteerde laser-licht 23; D) de derde spiegel 51 moet goed reflecterend zijn voor het pomplicht (UV-licht) 31. In de praktijk blijkt het niet moeilijk te zijn om een spiegel te vervaardigen die aan deze ontwerpeisen tegelijkertijd in goede mate voldoet. Bij wijze van voorbeeld kan de derde spiegel 51 vervaardigd worden in de vorm van een glazen substraat met daarop één of meerdere diëlectrische lagen, waarvan de dikten en brekingsindices zijn gedimensioneerd voor een goede reflectie binnen een betrekkelijk smal golflengte-gebied dat de golflengte van de pompbundel omvat, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn. Figuur 4 illustreert grafisch de verbetering die volgens de onderhavige uitvinding wordt bereikt met betrekking tot de pompbundel. In figuur 4 is horizontaal de golflengte λ uitgezet in willekeurige eenheden, en verticaal is de intensiteit (of het spectrale vermogen) I(λ) uitgezet in willekeurige eenheden. Het spectrum van de pompbundel vertoont een zekere spreiding om een centrale golflengte \Cf welke spreiding ter wille van de duidelijkheid in de figuur overdreven breed is weergegeven. De onderste curve vertegenwoordigt de intensiteitsverdeling over het spectrum van de pompbundel 32, terwijl de bovenste curve de intensiteitsverdeling over het spectrum van de volgens de onderhavige uitvinding verbeterde pompbundel 52 vertegenwoordigt, bij gebruik van dezelfde lichtbron 30. Voorts is in figuur 4 met een horizontale stippellijn een laserdrempel aangeduid; laseremissie kan alleen optreden indien de intensiteit van de betreffende spectraallijn deze drempel overschrijdt. Het boven genoemde laserdrempel gelegen gedeelte van de beide curven is ter wille van de duidelijkheid met een relatief dikke lijn weergegeven. Uit figuur 4 blijkt duidelijk, dat niet alleen de intensiteit I (Xc) van de centrale golflengte \c is verhoogd, maar dat tevens de breedte van het spectrum van de pompbundel is vergroot. Het belang hiervan kan als volgt worden ingezien. Onder verwijzing naar figuur 1 is verklaard, dat voor Deze door de uitvinding voorgestelde techniek is bijzonder nauwkeurig. Ter illustratie daarvan wordt eerstens opgemerkt dat 12/ hoewel het indicatief kan zijn voor het optreden van een lekkage in een kerncentrale, een stof is die in de vrije natuur ook voorkomt, zij het in bijzonder lage concentraties. Het moge duidelijk zijn, dat op zich het detecteren van I2 in een concentratie die overeenkomt met de in de vrije natuur voorkomende concentratie, niet indicatief hoeft te zijn voor het optreden van een lekkage in een kerncentrale. Daarentegen kan, zelfs wanneer de gemeten concentratie van I2 in absolute zin lager is dan de in de vrije natuur voorkomende concentratie, een toename van die gemeten concentratie wel indicatief zijn voor het optreden van een lekkage in een kerncentrale. Het is derhalve gewenst om die concentratie zo nauwkeurig mogelijk te kunnen meten, en zo snel mogelijk te kunnen beschikken over de resultaten. Dit is thans mogelijk met de door de uitvinding voorgestelde methode: de te analyseren stof kan worden aangetoond in concentraties die 100 tot 1000 maal lager zijn dan de thans toegelaten concentraties, en de meetresultaten zijn vrijwel instantaan beschikbaar. Een andere mogelijke toepassing van de dimer-laser 50 volgens de onderhavige uitvinding is gelegen op het gebied van de bestudering van dispersie-eigenschappen van snel verlopende fysische, chemische en/of biologische processen in een breed spectrumbereik, inclusief ultraviolet en infrarood. Tot nog toe worden dispersie-metingen verricht met behulp van laserlicht bij één voorafbepaalde golflengte. Een consequentie daarvan is uiteraard, dat de meetgegevens alleen bij die ene golflengte beschikbaar komen. Wanneer het gewenst is om meetgegevens te verkrijgen bij meerdere golflengten, bijvoorbeeld om een karakteristiek als functie van de golflengte te verkrijgen, dan moeten dus de te bestuderen processen worden herhaald, en moeten daarbij de metingen worden herhaald bij andere golflengten. Enerzijds is het reeds een nadeel dat de processen en de metingen diverse malen herhaald moeten worden. Een principieel nadeel daarbij is bovendien, dat de processen nooit exact reproduceerbaar zijn, zodat het moeilijk is om de bij verschillende golflengten verkregen meetgegevens met elkaar te vergelijken. Deze nadelen worden volgens de uitvinding opgelost doordat, bij gebruik van een dimer-laser als lichtbron, de meetgegevens simultaan worden verkregen bij meerdere, over een groot deel van het spectrum verspreid liggende golflengten, en dus principieel steeds afkomstig zijn van hetzelfde proces. De uitvinding heeft voorts betrekking op een laser-pro jectiemicroscoop, waarmee het mogelijk is om dynamische beelden van (bijvoorbeeld levende) micro-objecten in vrijwel "natuurlijke" kleuren op grote weergeefschermen weer te geven. Het principe van een dergelijke laser-projectiemicroscoop 130 zal worden uitgelegd onder verwijzing naar figuur 14A. In een lasermedium 131, dat vergelijkbaar kan zijn met het in het voorgaande beschreven lasermedium 11, ontstaat bij het eerste uiteinde 132 relatief zwakke laserstraling 133, die door middel van een lens 134 geconvergeerd wordt op het te bekijken object 135. Via dezelfde optische baan keert het door het object 135 gereflecteerde licht 136, dat aldus representatief is voor de vorm van dat object, terug naar het lasermedium 131, waar de intensiteit daarvan door laserwerking wordt versterkt met een veelvoud. Dank zij het feit dat een dimer-laser volgens de uitvinding een bijzonder hoge gain-factor heeft, tot wel 1 cm-1, kan in dit geval de laser worden bedreven zonder de in figuur 3 met 12 en 53 aangeduide spiegels. Het versterkte reflectielicht 136 verlaat (138) het lasermedium 11 bij een tweede uiteinde 137, waarna het door middel van een tweede lens 139 wordt geprojecteerd op een scherm 140. Het aldus gevormde beeld van het object 135 is tienduizenden malen vergroot, bijzonder lichtsterk en bijzonder kleurrijk. Een mogelijke toepassing van de laser-projectiemicroscoop 130 volgens de onderhavige uitvinding is gelegen op het gebied van onderwijs en/of demonstraties ten behoeve van een groot publiek. Een andere mogelijke toepassing van de laser-projectie-microscoop 130 volgens de onderhavige uitvinding is gelegen op het gebied van de productie, bijvoorbeeld van micro-elektronica, en biedt de mogelijkheid tot een goede visuele controle tijdens de bewerking van kleine onderdelen. Daarbij wordt volgens de onderhavige uitvinding de mogelijkheid geboden om een object te bewerken bij een eerste golflengte, die door dat object goed wordt geabsorbeerd, en tegelijkertijd het resultaat van het bewerkingsproces te bekijken bij een tweede golflengte, die door dat object goed wordt gereflecteerd. Weer een andere mogëlijke toepassing van de laser-pro jectiemicroscoop 130 volgens de onderhavige uitvinding is bestemd voor privé-gebruik, althans voor een relatief klein publiek. In deze toepassing kan het geprojecteerde beeld worden gewaardeerd vanwege het decoratieve effect daarvan, of vanwege het rustgevende effect dat daardoor op een waarnemer wordt uitgeoefend wanneer deze langdurig naar het geprojecteerde beeld kijkt (vergelijkbaar met het rustgevende effect dat uitgaat van vlammen in een open haard). Figuur 14B illustreert een variant van de in figuur 14A geschetste laser-projectiemicroscoop 130. In deze variant wordt de relatief zwakke laserstraling 133 via een golflengte-selector 141 gericht op het te bekijken object 135. De golflengte-selector 141 kan bijvoorbeeld een roteerbaar opgestelde spiegel 142 en een roteerbaar opgesteld diffractierooster 143 of een roteerbaar opgesteld prisma omvatten. Door die spiegel en dat diffractierooster of prisma van de golflengte-selector 141 in een geschikte stand te zetten, kan het te bekijken object 135 worden belicht met een geschikte, uitgekozen golflengte. Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat het mogelijk is de weergegeven uitvoeringsvormen van de uitvinding te veranderen of te modificeren, zonder de uitvindingsgedachte of de beschermingsomvang te verlaten.

32. Laser-projectiemicroscoop (130), omvattende: een dimer-lasermedium (11; 131); een eerste lens (134) voor het convergeren van bij een eerste uiteinde (132) van het lasermedium (131) uitgezonden laserlicht (133) naar een te beschouwen object (135), en voor het richten van door dat object (135) gereflecteerd licht (136) naar het lasermedium (131); een tweede lens (139) voor het ontvangen van bij een tweede uiteinde (137) van het lasermedium (131) uitgezonden versterkt reflectielicht (138) en voor het projecteren daarvan op een scherm (140).