NO167615B - Fremgangsmaate og innretning for filtrering av elektromagnetisk straaling. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en innretning for filtrering av elektromagnetisk stråling, med en anordning for dirigering av elektromagnetisk stråling i en forutbestemt optisk konfigurasjon. Videre angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for filtrering av elektromagnetisk stråling, og en fremgangsmåte for generering av elektromagnetisk stråling.

Den kjente teknikk benytter optiske hulrom for å filtrere elektromagnetisk stråling. Optiske hulrom benyttes også i forbindelse med optiske forsterkere for å generere . koherent stråling. Mer spesielt kan optiske hulromjsf iltre .av ringtypen filtrere og generere stråling med en øyeblikksfrekvens som skifter eller endrer seg med tiden. Endring av hulrommets optiske veilengde forårsaker at hulrommets resonansmodi skifter eller forskyver seg i frekvens med den samme endringshastighet (time rate) som den ønskede frekvensforskyv-ningshastighet for den stråling som skal filtreres eller genereres. Den optiske veilengde av et hulrom endres med elektro-optiske anordninger, såsom roterende Brewster-plater, slik som i den ringhulromslaser av modell nr. 699-05 som produseres av Coherent Corporation, eller ved hjelp av elektro-optiske krystallanordninger, såsom de fase/frekvensmodulatorer av serie: nr. 620 som produseres av Interactive Radiation, Inc., Northvale, New Jersey. Den optiske veilengde av et hulrom

kan også endres ved at man mekanisk eller piezoelektrisk be-veger det ene av de speil som danner hulrommet. Elektro-optiske anordninger er for tiden ikke i stand til å forårsake veilengdeendringer på mer enn ca. 0,01 % i et typisk hulrom. De mekaniske og piezoelektriske anordninger er vanskelige å konstruere med tilstrekkelig presisjon for å bevirke en hulroms-veilengdeendring som svarer til en frekvensforskyvning på mer enn ca. 100 resonansmodimellomrom for et 1 meter langt hulrom. Forskyvning eller skifting av et hulroms resonansmodi ved endring av hulromslengden endrer dessuten også forskjellen i frekvens mellom to forskjellige modi.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt en innretning av den innledningsvis angitte type som er kjennetegnet ved at den omfatter en anordning for forskyvning av frekvensen av elektromagnetisk stråling og som er anbrakt i den nevnte konfigurasjon slik at når en diffraksjonsbegrenset stråle av elektromagnetisk stråling dirigeres mot den frekvensforskyvende anordning, blir en del av strålingen fra den nevnte stråle som kommer fra den frekvensforskyvende anordning og får sin frekvens forskjøvet, også dirigert mot den frekvensforskyvende anordning ved hjelp av den dirigerende anordning langs i hovedsaken den samme konfigurasjon og i hovedsaken i den samme retning som den nevnte stråle, slik at den har i hovedsaken

den samme polarisasjon som den nevnte stråle.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebrakt en fremgangsmåte for filtrering av elektromagnetisk stråling, og som er kjennetegnet ved at den omfatter de trinn å dirigere en en stråle av elektromagnetisk stråling i en forutbestemt ringhulromskonfigurasjon, å forskyve frekvensen av en del av den elektromagnetiske stråling, og å dirigere den frekvensfor-skjøvne del av den elektromagnetiske stråling langs i hovedsaken den samme konfigurasjon og i hovedsaken den samme retning som den nevnte stråle, slik at den har i hovedsaken den samme polarisasjon som den nevnte stråle.

Ifølge oppfinnelsen er det videre tilveiebrakt en fremgangsmåte for generering av elektromagnetisk stråling, og som er kjennetegnet ved at den omfatter de trinn å dirigere elektromagnetisk stråling i en forutbestemt ringhulromskonfigurasjon, å forskyve frekvensen av en del av den elektromagnetiske stråling, å dirigere den frekvensforskjøvne del av den elektromagnetiske stråling langs i hovedsaken den samme konfigurasjon og med i hovedsaken den samme polarisasjon som den nevnte stråle, og å forsterke den forskjøvne del av den elektromagnetiske stråling i den nevnte konfigurasjon for å forårsake oscillasjon av en hulromsmodus.

Ved hjelp av oppfinnelsen er det tilveiebrakt et frekvensforskjøvet hulrom hvis stasjonære modusløsninger i virkeligheten har øyeblikksfrekvenser som endrer seg med tiden, slik at man eliminerer behovet for å endre den optiske veilengde i hulrommet og også eliminerer endringen i forskjell i frekvens mellom to forskjellige resonansmodi. I den foretrukne utførelse er den hastighet med hvilken øyeblikksfrekvensen endrer seg, bestemt av frekvensen av en akustisk bølge inne i en elektromagnetisk bølgefrekvensskifter. Det frekvens forskjøvne hulrom ifølge oppfinnelsen er nyttig ved kon-struksjonen av optiske forsterkere, hulromsfiltre for elektromagnetiske bølger, avsøkende lasere og andre elektro-optiske anordninger. Det elektromagnetiske strålingsspektrum over hvilket innretningen ifølge oppfinnelsen kan bringes til å virke, er begrenset bare av de komponenter som er innlemmet i innretningen. Forbedringer av komponentene ville utvide det område av elektromagnetisk stråling som kan filtreres og/eller genereres ved hjelp av oppfinnelsen.

I en utførelse av innretningen ifølge oppfinnelsen varieres utgangskoplingen ved å variere intensiteten av den akustiske bølge inne i den elektromagnetiske frekvensskifter, eller ved å variere dennes orientering.

I en annen utførelse er det sørget for midler for å korrigere endringen i frekvensskifterens avbøyningsvinkel slik den forårsakes ved en endring av den akustiske bølges frekvens. Dette tillater avstemning av endringshastigheten av hulromsmodusens øyeblikksfrekvens uten i vesentlig grad å endre hulrommets Q-verdi eller godhetsfaktor.

I en ytterligere utførelse av innretningen er det tilveiebrakt en anordning for undertrykkelse av én eller flere spesielle hulromsmodi ved innføring av et spesielt optisk filter i hulrommet.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med foretrukne utførelsesformer under henvisning til tegningene, der fig. IA viser den optiske frekvens, wopt, som funksjon av tiden for noen resonansmodi i et optisk hulrom som er konstruert i overensstemmelse med den kjente teknikk, fig. IB viser den optiske frekvens, w ^, som funksjon av tiden for noen resonansmodi i de optiske hulrom som er dannet ved hjelp av oppfinnelsen, fig. 2 viser en skjematisk fremstilling av en utførelse av oppfinnelsen, fig. 3 viser den akusto-optiske anordning på fig. 2 mer detaljert, fig. 4 viser en skjematisk fremstilling av en alternativ utførelse og optisk hulromsgeometri ifølge oppfinnelsen, fig. 5 viser en skjematisk fremstilling av en utførelse av oppfinnelsen hvor en optisk fiber danner det optiske hulrom, fig. 6 viser en skjematisk fremstilling av en annen utførelse av oppfinnelsen som omfatter en optisk diode, en optisk forsterker og en såkalt "etalon", fig. 7A viser en akusto-optisk anordning som har evne til strålestyring, fig. 7B viser den akusto-optiske anordning på fig. 7A mer detaljert, fig. 8 viser et monteringsarrangement for den akusto-optiske Bragg-celle som tilveiebringer en anordning for endring av Bragg-cellens orientering, fig. 9 viser et grunnriss av fig. 8, fig. 10 viser en skjematisk fremstilling av oppfinnelsen som videre omfatter en ytterligere akusto-optisk celle, og fig. 11 viser et parti av fig. 10 i forstørret målestokk for å vise den ytterligere Bragg-cellé.

Oppfinnelsen omfatter en frekvensskifter for elektromagnetiske bølger, såsom en akusto-optisk Bragg-celle,

og et optisk hulrom som er"avgrenset av anordninger som dirigerer elektromagnetiske bølger, såsom speil, foldeprismer, optiske fibrer og liknende. Hulrommet er geometrisk utformet på en slik måte at når en diffraksjonsbegrenset stråle av elektromagnetisk stråling, heretter kalt stråle I, dirigeres eller rettes mot den nevnte skifter, blir en del av strålingen fra stråle I som kommer fra skifteren, heretter kalt stråle II, og som får sin frekvens forskjøvet med et beløp w radianer pr. sekund, også til slutt rettet mot den nevnte skifter i hovedsaken langs den samme geometriske bane som stråle I og har samme polarisasjon som stråle I. Likeledes vil stråle II få en del forskjøvet og rettet langs den samme geometriske bane.

Nytten av oppfinnelsen kan forstås ved at den anses for å danne et resonanshulrom for elektromagnetiske bølger, idet hulrommet er det geometriske rom som opptas av stråle II. De således dannede hulrom ifølge oppfinnelsen vil ha et diskret sett av modi eller løsninger hvis elektriske eller magnetiske feltkomponenter kan angis matematisk ved hjelp av den etterfølgende likning 1:

hvor

B er feltets amplitude,

T er tiden,

c er iyshastigheten i vakuum,

w er det beløp med hvilket vinkelfrekvensen av stråle I

forskyves ved hjelp av frekvensskifteren,

x er den optiske veilengde til det punkt i hvilket FM(x,T) utvikles. Denne kan måles langs stråle II med utgangspunkt i skjæringspunktet mellom de geometriske forlengelser av stråle I og stråle II. x er positiv når den måles i utbredelsesretningen for stråle II,

og negativ når den måles i den motsatte retning,

L er den totale optiske veilengde målt langs stråle II

for én rundtur av hulrommet. Denne er alltid positiv,

M er nummeret på den diskrete hulromsmodus og er et helt

tall,

t er den tid det tar for lys å foreta én rundtur av hulrommet langs banen for stråle II. Denne er lik L/c,

p er et vilkårlig faseledd. Dette forblir konstant for

alle verdier av x og T,

fi er en konstant som er bestemt av fasen for den akustiske bølge ved T=0, og

exp er en forkortelse som angir at den etterfølgende størrelse innenfor parentesene skal betraktes som eksponenten av e (grunntallet for den naturlige logarit-me) .

De modi som er representert ved FM(x,T), har en frekvens som endrer seg lineært med tiden og lineært langs den optiske veilengde. Dette kan uttrykkes matematisk ved neden-stående likning 2:

hvor 39 —^ 9 er den momentane vinkelfrekvens som betegnes som w t og kan uttrykkes i radianer pr. sekund.

Det viktigste trekk ved den foreliggende oppfinnelse som adskiller seg fra den kjente teknikk, er inneholdt i en betraktning av wopt« Fig. IA illustrerer variasjonen av wDpt med tiden for noen resonansmodi i ett eller annet stasjonært, geometrisk punkt i et resonanshulrom som er konstruert i overensstemmelse med den kjente teknikk.

På fig. IA er w . konstant i tid for hver resonans-opt

modus av hulrommet, slik som vist ved de horisontale linjer. Tidsvariasjonen av uopt for en spesiell verdi av x, for de resonansmodi som frembringes ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse, er vist på fig. IB. Det betydningsfulle trekk er at co for hver modus øker etter hvert som tiden øker.

opt

Det skal dessuten bemerkes at forskjellen i vinkelfrekvens mellom tilstøtende modi for spesifikke verdier av x og T for hvert tilfelle er:

som er konstant når man ser bort fra materialspredning.

Oppfinnelsen kan benyttes til å filtrere elektromagnetisk stråling ved å rette en inngangsstråle av elektromagnetisk stråling som skal filtreres, i hovedsaken langs banen for stråle I. For eksempel er en utførelse av oppfinnelsen som et frekvensforskjøvet hulrom vist som 2-0 på fig.

2 og fig. 3. På fig.. 2 og/eller 3 betegner 2-1 de anordninger som dirigerer elektromagnetisk stråling, såsom speil. Passende speil er tilgjengelige fra Spectra Physics, Laser Instrument Division,, Montainview, California. En frekvensskifter, f.eks. en akusto-optisk Bragg-celle, er betegnet som 2-2. Uttrykkene akusto-optisk Bragg-celle og Bragg-celle, slik de her benyttes, er synonyme. En passende Bragg-celle er en modell H-211, et produkt fra Harris Coporation, Melbourne, Florida. En alternativ akusto-optisk anordning er vist i US patentskrift 4 265 517. Den akustiske bølge i Bragg-cellen er betegnet med 2-3. Bragg-cellens transducer eller omvandler er betegnet med 2-4. 2-5 betegner den optiske bane av den nevnte stråle I som også er den samme bane som den nevnte inngangsstråle 2-6 av elektromagnetisk stråling som skal filtreres. Inngangsstrålen 2-6 kommer inn i ringhulrommet gjennom et. delvis reflekterende speil 2-8. 2-7 betegner banen for stråling som kommer fra en ikke-null-diffraksjonsorden av Bragg-cellen 2-2. 2-9 betegner banen for den del av strålingen som kommer fra Bragg-cel-

len i null-diffraksjonsordenen. 2-16, 2-17 og 2-18 betegner forskjellige deler av den optiske bane inne i hulrommet. 2-12 betegner en optisk utgangskopler som kan være et delvis reflekterende speil. 2-13 betegner den elektro-

niske vekselstrømkraftforsyning for Bragg-cellens 2-2 omvandler 2-4. 2-14 betegner elektriske ledere. 2-15 betegner en valgfri, variabel motstand som er elektrisk seriekoplet med strømforsyningen 2-13 og omvandleren 2-4 og som kan 5 benyttes til å variere intensiteten av den akustiske bølge. Dersom det er nødvendig, kan polarisasjonen av den elektromagnetiske stråling innstilles med sådanne anordninger som Soleil Babinet kompensatorer, produkter fra Karl Lambrecht

Corp., Chicago, Illinois, eller bølgeplater og liknende.

io I denne utførelse er den utsendte utgangss tråle fra filteret 2-0 strålingen langs banen 2-9 som er den del av strålingen fra stråle I og stråle II som kommer fra Bragg-cellen 2-2 i null-diffraksjonsordenen. Bragg-cellen 2-2 kan

derfor tjene som utgangskopler. Alternativt kan den utsendte is utgangsstråle være en stråle som er utviklet fra stråle II

hvor som helst inne i hulrommet. For eksempel kan den utsendte utgangsstråle være strålen 2-11 på fig. 2 som er ut-trukket fra hulrommet ved hjelp av det delvis reflekterende

speil 2-12 som tjener som utgangskopler. Alternativt kan

2o utgangsstrålen være strålen 2-10 som kommer fra det delvis reflekterende speil 2-8 og er den reflekterte eller avviste stråling fra filteret 2-0.

Oppfinnelsen tillater at intensiteten av den akustiske bølge 2-3 kan varieres for å variere den del av strå-25 lingen fra stråle I og stråle II som kommer fra Bragg-cellen 2-2 i null-diffraksjonsordenen. Da stråling som forenes i null-ordenen, utmates fra hulrommet, vil variasjon av den akustiske intensitet ha den virkning å variere hulrommets Q-verdi eller godhetsfaktor.

30 Det elektriske eller magnetiske felt for den utsendte utgangsstråling kan betegnes matematisk som

hvor Y er målt langs den optiske bane for inngangs- og

35 utgangsstrålen og er null i det samme geometriske punkt hvor x = 0, dvs. skjæringspunktet mellom den geometriske forlen-gelse av stråle I og stråle II. Videre er Y negativ i punkter langs strålen 2-6 og positiv i punkter langs strålen 2-9. Når den utsendte utgangsstråle er Bragg-cellens null-diffrak-

sjonsorden, f.eks. strålen 2-9 på fig. 2, kan F'(T-Y/c) spe-sifiseres ytterligere uttrykt ved inngangsstrålen som er representert matematisk ved funksjonen

Dette kan gjøres på følgende måte:

La

Man får da

Transformer F(6) til det matematiske M-rom i overensstemmelse med forskriften: hvor G<X>(6,M) er nettopp den komplekse konjugerte til formelen for hulrommets modi som for dette eksempel er:

hvor imidlertid M kan være jevnt varierende.

Deretter multipliseres T( M) med M-rommets overføringsfunksjon for filteret, nemlig:

Til slutt tillates M å være en reelt tall som varierer jevnt, slik at følgende inverse transformasjon kan utføres:

hvor

G(6,M) er den komplekse konjugerte til G<X>(i>,M) og H (M) er nettopp M-rommets filteroverføringsfunksjon for hulrommet og er gitt ved uttrykket:

hvor

Lq er det relative tap eller fall i amplitude som en eneste stråle av stråling ville bli utsatt for ved å tilbakelegge bare den optiske bane som direkte forbin-der inngangs- og utgangsanordningene,

og

LT er det relative tap eller fall i amplitude som en eneste stråle av stråling ville bli utsatt for for én fullstendig rundtur av hulrommet.

Likning 6 har den samme form som overføringsfunk-sjonen for et vanlig Fabry-Perot-interferometer og et vanlig ringhulrom. I den utførelse :som er vist på fig. 2, gjelder likning 6 dersom Bragg-cellen benyttes som utgangskopler. Når videre likning 4 benyttes i analysen av den oppfinnelses-utforming som er vist på fig. 2, kan w i likning 4 erstattes med w N hvor w er vinkelfrekvensen av den akustiske bølge

a a

og N er nummeret på ikke-null-diffraksjonsordenen. Fortegnet til N velges slik at det er positivt dersom Bragg-cellen hever frekvensen, og negativt dersom den senker frekvensen av stråling som vandrer i den viste retning.

Dersom en annen anordning enn en Bragg-celle benyttes som utgangskopler, må Y slik den fremtrer i

defineres på nytt for å ta i betraktning den ytterligere optiske veilengde som den utsendte utgangsbølge må tilbakelegge i hulrommet før den når frem til utgangskopleren. For eksempel er den optiske bane som er betegnet som 2-6, 2-5 og 2-9 på fig. 2, den bane langs hvilken Y måles dersom Bragg-cellen er utgangskopler. Dersom imidlertid utgangskopleren 2-12 benyttes, må Y måles langs den optiske bane som er betegnet som 2-6, 2-5, 2-7, 2-16, 2-17 og 2-11 på fig. 2. Dersom dessuten utgangskopleren er en Bragg-celle og er beliggende inne i hulrommet, slik at den nevnte ytterligere veilengde strekker seg inn i Bragg-cellen og strekker seg derfra i en

ikke-null-diffraksjonsorden n, må M-rommets filteroverførings-funksjon i likning 6 multipliseres med

Denne multiplikasjon vil ta hensyn til den ytterligere frekvensforskyvning, nw . som utgangsstrålen vil bli utsatt for. Fortegnet til n er positivt dersom den ytterligere veilengde strekker seg gjennom Bragg-cellen, slik at den optiske frekvens heves, og negativ dersom utgangsstrålens optiske frekvens senlkes.

Som et alternativ til å benytte likning 6, kan den nøyaktige M-rora-filteroverføringsfunksjon alltid bestemmes empirisk ved faktisk å montere det spesielle filter og inn-føre stråling med en kjent fase og amplitude og en øyeblikksfrekvens som endrer verdien av w/t.

Oppfinnelsen kan ha andre utforminger enn den som er vist på fig. 2. Fig. 4 viser en utførelse i hvilken ringhulrommet 4-0 er dannet av tre banesegmenter i stedet for fem som vist på fig. 2. I utførelsen på fig. 4 er 4-1 et speil, 4-2 er frekvensskifteren eller frekvensforskyveren, i dette tilfelle en Bragg-celle, og 4-8 er et delvis reflekterende speil som kan tjene som inngangs- og utgangskopler. Inngangsstrålen 4-6 kommer inn i hulrommet via det delvis reflekterende speil 4-8. Strålen 4-9 er den del av inngangsstrålen som kommer ut fra Bragg-cellen i null-diffraksjonsordenen, og kan være den utsendte utgangsstråle. Strålen 4-7 er den del av strålen som kommer fra Bragg-cellen i en ikke-null-dif f raks jonsorden og som er rettet mot speilet 4-1. En del av denne stråle kan rettes eller dirigeres ut av hulrommet inn i strålen 4-10 ved at den ledes gjennom det delvis reflekterende speil 4-8. Strålen 4-10 er den reflekterte eller avviste stråling fra filteret 4-0. En del av resten av strålen 4-7 vil også bli rettet mot Bragg-cellen 4-2 i hovedsaken langs den samme bane og retning som strålen 4-6, og har i hovedsaken den samme polarisasjon som strålen 4-6. De to systemer 2-0 og 4-0 er topologisk like, og de vil derfor oppføre seg på liknende måte.

Den på fig. 5 viste utførelse består av en optisk fiber .5-1, en fokuserende linse 5-19 og en Bragg-celle 5-2. Den optiske fiber leder den elektromagnetiske stråling og utfører den samme funksjon som de på fig. 2 viste reflektorer 2-1 ved dannelse av ringhulrommet. 5-20 er et delvis reflekterende speil som benyttes som inngangskopler for en inngangsstråle 5-6. Linsen 5-19 benyttes til å fokusere stråling som kommer ut av den ene ende av fiberen, slik at den kan gå inn

i fiberens andre ende. Den foretrukne type av optisk fiber for benyttelse i oppfinnelsen er en optisk enkeltmodusfiber. Ytterligere mekanisk stabilitet kan oppnås dersom denne nevnte fiber er en polarisasjonsopprettholdende fiber slik den er tilgjengelig fra Andrew Corporation, Orland Park, Illinois. Når det benyttes optiske fibrer som har høye nume-riske aperturer eller åpninger, >0,08, til å danne hulrommet, kan det være nødvendig å benytte to linser. Den første linse kan benyttes til å kollimere det lys som forlater fiberens ene ende, slik at hele dette lys kan gå inn i den akusto-optiske Bragg-celle nærmere Bragg-vinkelen. Den andre linse kan benyttes til å fokusere det lys som forlater Bragg-cellen i en ikke-null-diffraksjonsorden, slik at det kan gå inn gjennom fiberens andre ende.

Andre frekvensskiftere enn en Bragg-celle kan benyttes i den foreliggende oppfinnelse. Alternativt kunne man benytte den frekvensskifter som er beskrevet i US patentskrift 3 834 790. Noen frekvensskiftere avbøyer ikke den frekvens forskjøvne stråle. Disse skiftere kan benyttes i en konfigurasjon i hvilken utgangsstrålen uttrekkes fra ringhulrommet ved hjelp av for eksempel den utgangskopler 2-12 som er vist på fig. 2. Uttrykket frekvensskifter (frekvensforskyver) omfatter de anordninger som når de innføres i hulrommet, forårsaker at resonansmodusfrekvensene skifter eller forskyver seg ved endring av hulrommets totale optiske veilengde. Dette er på grunn av at disse anordninger også vil endre forskjellen i optisk frekvens mellom resonansmodi.

Oppfinnelsen kan benyttes til å filtrere utgangssignalet fra en avsøkende fargelaser. I sådanne tilfeller vil filteret forsøke bare å overføre det laserlys som avsøker med den riktige hastighet og har en momentan vinkelfrekvens som svarer til den momentane vinkelfrekvens for én av oppfinnelsens modi. Dette likner virkemåten for et normalt multi-overføringsfilter bortsett fra at oppfinnelsens modi har vinkelfrekvenser som endrer seg i tid mens frekvensene for et normalt hulroms modi er konstante i tid. Når et normalt hulrom benyttes til å filtrere lys fra en avsøkende laser, må den optiske veilengde inne i hulrommet endres. Dette oppnås normalt ved å benytte mekaniske systemer som er vanskelige å konstruere med den nødvendige presisjon. Den foreliggende oppfinnelse eliminerer behovet for sådanne mekaniske systemer.

Oppfinnelsen tilveiebringer også en utførelse i hvilken en optisk forsterker befinner seg i hulrommet. Fig.

6 viser et frekvensforskjøvet hulrom som omfatter en optisk forsterker 6-13 i hvilken kombinasjonen danner en frekvens-forskjøvet, avsøkende laser 6-0. På fig. 6 betegner 6-1 et antall speil, og 6-2 betegner den akusto-optiske Bragg-celle. Dersom forsterkerens forsterkning er tilstrekkelig høy til å overvinne de optiske tap i hulrommet på grunn av hulromskomponentene, dvs. Bragg-celle, speil, etc, vil det opptre en liknende oscillasjon som den som opptrer i kommersielt tilgjengelige lasere. I stedet for oscillasjonen som opptrer i modi med konstant frekvens, slik som i kommersielle lasere, opptrer imidlertid oscillasjonen i innretningen iføl-ge oppfinnelsen i de modi som er beskrevet i likning 1. Utgangssignalet fra det oscillerende hulrom kan være langs de samme baner som for det ikke-oscilie rende hulrom. Utgangsstrålen fra hulrommet under oscillasjon vil være en modus eller modi med en frekvens som endrer seg i tid. I tilfeller hvor to eller flere modi oscillerer, forblir forskjellen i optisk frekvens mellom tre oscillerende modi konstant. Et eksempel på en optisk forsterker 6-13 kan være en fargestråle slik det benyttes i den fargelaser av typen 6 99-05 som fremstilles av Coherent Inc., Palo Alto, California. Fargen kan være LD700 som er tilgjengelig fra Exciton Chemical Company, Dayton, Ohio. Fargen er oppløst i etylenglykol eller andre passende løsningsmidler. Fargen kan pumpes med en krypton-laser av modell nr. 3000K, et produkt fra Coherent Inc. Kryptonlaseren må innstilles til å arbeide på 64 7 nm. Noen av speilene 6-1 kan ha buede overflater for å fokusere medi-enes energifordeling til det pumpede område av fargestrålen, og/eller for å redusere hulromsdiffraksjonstap, slik som for hulrom ifølge den kjente teknikk. Endelig kan Bragg-cellen 6-2 være en modell 1205 modulator som fremstilles av Isomet Corporation, Springfield, Virginia. En forsterker kan selv-sagt plasseres i andre hulromsformer, såsom utførelsen 4-0 som er vist på fig. 4, i hvilket tilfelle utgangsstrålen må ligge langs banen 4-9.

Den hastighet med hvilken vinkelfrekvensen for utgangsstrålen ifølge oppfinnelsen endrer seg, er den samme som endringshastigheten for modiene. Denne endringshastighet er bestemt av den akustiske frekvens ved hjelp av likning 2. Som et eksempel benyttes følgende verdier:

wa = 211 «IO8 radianer/sek.

CL

L = 1 meter

o

c =3*10 meter/sek.

N =1

Man får da:

Dette betyr at den momentane vinkelfrekvens av utgangssignalet for hver oscillasjonsmodus vil endre seg med en hastighet på 1,8 x 10 17 (radsek —2). Oscillasjonen for hvilken som helst modus kan åpenbart ikke fortsette ubegrenset, da den optiske frekvens til slutt ville falle utenfor spektralområdet av den optiske forsterkers forsterkning og/eller Bragg-cellens Bragg-område. Dersom dette skulle skje, ville det føre til modushopping. Når da en spesiell oscillasjonsmodus fortsetter utenfor spektralområdet for den optiske forsterkers forsterkning, vil hulrommet begynne å oscillere i en annen modus med en frekvens som går inn i forsterkerens spektralområde.

I alternative utførelser kan ett eller flere bølge-lengdefiltre innføres i hulrommet. Et bølgelengdefilter kan f.eKs. være en vanlig Fabry-Perot-etalon 6-15 på fig. 6.

En etalon kan defineres som en anordning for å hindre oscillasjon av uønskede aksialmodi i hulromskonfigurasjonen. Passende etaloner er tilgjengelige fra Burleigh Instruments, Inc., Flshers, New York. Hensikten med bølgelengdefilteret er å begrense antallet av oscillerende hulromsmodi. Med tilføyelse av en etalon er for eksempel de eneste hulromsmodi som kan oscillere, de som har. en momentan vinkelfrekvens som ligger ved eller meget nær en spektral transmisjons- eller over-førings topp for etalonen. Da hulrorasmodiene har vinkelfrekvenser som endrer seg i tid, vil det være nødvendig å avsøke etalonens overføringstopper slik at de vil følge hulromsmodienes frekvenser dersom de oscillerende hulromsmodi skal forbli i oscillasjon. Etalonen 6-15 kan avsøkes på den ene eller den andre av de måter som benyttes for avsøkning av intrahulromsetalonene i fargelaseren av modell nr. 6 99-05 fra Coherent, Inc. For eksempel kan adskillelsen mellom étalon-speilene endres ved å benytte piezoelektrisk materiale til å bevege det ene av etalonspeilene i forhold til det andre, eller selve etalonen kan vippes.

Oppfinnelsen sørger for at Bragg-cellen 6-2, 5-2, 4-2 og 2-2 som benyttes som frekvensforskyver i hulrommet, også kan benyttes som bølgelengdefilter i hulrommet for å begrense den grad i hvilken øyeblikksfrekvensen for én modus kan endres. Slik som tidligere omtalt, vil øyeblikksfrekvensen for en modus, etterhvert som frekvensen endres, til slutt falle utenfor Bragg-spektralområdet for den akusto-optiske Bragg-celle. Som et resultat av dette vil Bragg-cellens diffraksjonseffektivitet for denne modus avta, slik at mer energi koples ut av hulrommet. Dette vil ha den virkning at Q-verdien eller godhetsfaktoren for denne modus senkes.

I utførelser som benytter optiske forsterkere, dvs. lasere, kan det begrensede Bragg-spektralområde derfor benyttes til å undertrykke oscillasjonen av én eller flere hulromsmodi.

Oppfinnelsen sørger også for at Bragg-spektralområdets spektralsenter varieres ved styring av den akustiske bølge, en prosess som kalles strålestyring. Strålestyring benyttes i noen kommersielt tilgjengelige Bragg-celler, for eksempel i modellen LS 110 som produseres av Isomet Corporation, Springfield, Virginia. I den kjente teknikk benyttes strålestyring til å vippe den akustiske bølge slik at Bragg-området for forskjellige akustiske frekvenser flyttes spektralt. Den oppnådde virkning tillater at den akustiske frekvens kan endres samtidig som utgangsstrålingen holdes inne

i Bragg-spektralområdet for en i hovedsaken konstant inngangs-frekvens. Den foreliggende oppfinnelse benytter imidlertid strålestyring til å tillate inngangsstrålingens optiske frekvens å endre seg samtidig som inngangsstrålingen holdes innenfor Bragg-spektralområdet. Dette kan oppnås ved å for-sinke fasen for den vekslende elektriske energi til én eller flere av de strålestyrende elektroder sammenliknet med fasen for den vekslende elektriske energi til hver annen av de to eller flere strålestyrende elektroder. Denne forsinkelse forårsaker en vipping i den akustiske bølges bølgefront. Graden av vipping og retningen av vippingen er bestemt av forsinkelsen. ved å variere forsinkelsen kan vippingen varieres for å variere Bragg-spektralområdets spektrale beliggenhet for en spesiell geometrisk bane for inngangs-stråling. Den akustiske Bragg-celle kan derfor benyttes som et bølgelengdefilter i hulrommet, og strålestyring kan benyttes til å innstille eller justere den spektrale beliggenhet for dette således dannede bølgelengdefilter.

Spesielt kan strålestyring slik den er beskrevet foran, benyttes til å bringe Bragg-spektralområdet til å være spektralt sammenfallende med, dvs. følge, den momentane optiske frekvens for én eller flere hulromsmodi, og til å undertrykke én eller flere andre hulromsmodi. Fig. 7A og 7B illustrerer skjematisk et eksempel på en Bragg-celle 7-2 med strålestyring som kan benyttes som frekvensskifter i for eksempel hulrommene 6-0, 4-0 eller 2-0 til å følge øyeblikksfrekvensen for én eller flere hulromsmodi. Bragg-cellen 7-2 kan benyttes i forbindelse med eller i stedet for Bragg-cellen 6-2 på fig. 6.

Idet det henvises til fig. 7A og/eller 7B, betegner 7-2 Bragg-cellen. Linjene 7-3A og 7-3B angir plan for til-nærmet lik akustisk fase, f.eks. akustiske bølgefronter.

7-4 betegner den akustiske omvandler. 7-20 og 7-21 betegner elektroder som benyttes for strålestyring. 7—^5 betegner banen for inngangsstrålingen. ØB betegner Bragg-vinkelen.

9A betegner vinkelen mellom inngangsstrålingens bane og om-vandlerens plan. 7-13 betegner en elektrisk vekselstrøm-

kraftforsyning som tilfører effekten direkte til elektroden 7-20 og indirekte til elektroden. 7-21 via en fasemodulator 7-18. 7-19 betegner en annen elektrisk vekselstrømkraftfor-syning som har variabel frekvens og hvis utgangssignal til-føres til modulatoren 7-18 som modulerer fasen for veksel-strømmen som tilføres til elektroden . Ir. Zl.

På fig. 7A er det i hovedsaken ingen faseforskjell mellom det elektriske signal til elektroden 7-20 og signalet til elektroden 7-21. Linjene 7-3A som angir konstant akustisk fase, er derfor i hovedsaken parallelle med planet for grense-flaten mellom omvandleren 7-4 og elektrodene 7-20 og 7-21. Bragg-vinkelen ØB er i denne situasjon lik vinkelen ØA.

Dersom den optiske frekvens av inngangsstrålen 7-5 endrer seg, slik det vil inntreffe f°<r> stråling i de modi som er beskrevet ved hjelp av likning 1, vil også Bragg-vinkelen endre seg. Ved innføring av et signal i modulatoren 7-18 vil bølgefronten for den akustiske bølge bli vippet i forhold til inngangsbanen 7-5. Fig. 7B viser Bragg-cellen med den vippede akustiske bølgefront. Oppfinnelsen benytter denne anordning for vipping av den akustiske bølgefront slik at inngangsstrålingen langs banen 7-5 kan inntre i Bragg-cellen i Bragg-vinkelen, selv om inngangsstrålingens skiftende optiske frekvens forårsaker at Bragg-vinkelen endrer seg.

I en annen foretrukket utførelse kan en optisk diode innføres i det frekvensforskjøvne hulrom. Dioden benytter Faraday-virkningen på en slik måte at hulromsoscilla-sjon i én retning undertrykkes. Som et eksempel kan dioden 6-20 være innført i hulrommet 6-0 som vist på fig. 6. Passende optiske dioder er tilgjengelige fra Coherent Inc.,

Palo Alto, California. Dersom elektromagnetisk stråling i

en spesiell modus vandrer i retningen A med urviseren på

fig. 6, vil laserens 6-0 utgangsstråle ligge langs banen 6-14 på fig. 6. Dersom den elektromagnetiske stråling vandrer rundt hulrommet i retningen B mot urviseren på fig. 6, vil utgangsstrålen ligge langs banen 6-9. Plassering av den optiske diode 6-20 i hulrommet kan undertrykke oscillasjon i den ene eller den andre av disse to retninger, slik at oppfinnelsen bringes til å ha bare én utgangsstråle, dvs.

enten 6-9 eller 6-14. Tilføyelsen av dioden vil også redusere eller eliminere stående optiske bølger i den optiske forsterker. Slik det er kjent i teknikken, kan stående bølger i forsterkeren forårsake modus-instabiliteter i hulrommet og dessuten redusere forsterkerens effektive forsterkning. For tiden tilgjengelige, optiske dioder virker bare

for begrensede områder av optiske frekvenser, og det må derfor velges en diode som har et optisk område som har tilnær-met den samme spektrale beliggenhet som den optiske forsterkers forsterkning.

Den utførele av oppfinnelsen som omfatter en optisk forsterker som eristand til å oppnå oscillasjon i hulrommet, dvs. laseren 6-0, vil ha et optisk utgangssignal hvis øye-blikksf rek vens vil endre seg med tiden. Denne utførelse av oppfinnelsen kan benyttes til å erstatte kommersielt tilgjengelige, avsøkende utgangslasere, såsom fargelaseren av modell nr. 699-05 fra Coherent Inc. Coherent-laseren har et totalt, kontinuerlig avsøkningsområde som er begrenset til mindre enn ~60 GHz. Dette er på grunn av at laserens hulromsmodi må avsøkes mekanisk ved hjelp av en roterende Brewster-plate. Laserutførelsen ifølge oppfinnelsen har hulromsmodi som avsøkes uten bruk av en Brewster-plate, og kan derfor benyttes til å tilføre laserlys som kan avsøkes over mer enn 100 GHz og fortrinnsvis mer enn 1000 GHz kontinuerlig.

Fig. 8 og 9 viser en anordning 8-0 for endring av Bragg-cellens orientering slik at utgangskoplingen endres. På fig. 8 og/eller 9 betegner 8-2 Bragg-cellen, 8-4 betegner Bragg-cellens omvandler, 8-3 betegner den akustiske bølge i Bragg-cellen, 8-5 betegner en bane av stråling som inntrer

i Bragg-cellen ved eller nær Bragg-vinkelen, 8-9 betegner den strålingsbane som opprinnelig lå i banen 8-5 og som forlater Bragg-cellen i null-diffraksjonsordenen, 8-7 betegner den strålingsbane som opprinnelig lå i banen 8-5 og som forlater Bragg-cellen i en ikke-null-diffraksjonsorden, 8-22 betegner et mekanisk monteringsunderlag, 8-23 betegner en mekanisk monteringsbrakett, 8-24 betegner en tapp om hvilken braketten 8-2 3 vil rotere, 8-A betegner aksen for den nevnte stråling, og piler betegnet med 8-B illustrerer den nevnte

rotasjon. 8-25 og 8-26 er senterlinjer hvis skjæringspunkt er sentrum for den nevnte rotasjon på fig. 9, braketten 8-23 kan roteres om aksen 8-A for hånd, slik at det forårsakes en endring i utgangskoplingen fra det frekvensforskjøvne hulrom ifølge oppfinnelsen når anordningen 8-0 på fig. 8 innsettes i stedet for Bragg-cellen i hvilke som helst av utførelsene ifølge oppfinnelsen, såsom Bragg-cellen 2-2, 4-2, 5-2 og 6-2.

En andre Bragg-celle kan også innsettes i det fre-kvensforskjøvne hulrom ifølge oppfinnelsen. Den andre Bragg-celle anbringes slik at den kompenserer for endringen i ikke-null-dif f raks jonsordenens avbøynings vinkel som skriver seg fra en endring i frekvensen av den akustiske bølge i den første Bragg-celle. Denne andre Bragg-celle tillater derfor at hulromsmodienes frekvensavsøkningshastighet kan endres med større letthet. Fig. 10, av hvilken en del er vist i forstørret målestokk på fig. 11, viser en skjematisk fremstilling av en utførelse av oppfinnelsen som omfatter den andre Bragg-celle 10-16 med en omvandler 10-14 festet til denne. Det frekvensforskjøvne hulrom 10-0 har en første Bragg-celle 10-2 som omfatter en omvandler 10-4. Hulrommet 10-0 er dannet av speil 10-1 og Brag-cellene 10-2 og 10-16. Inn-gan gskopleren kan være et delvis reflekterende speil 10-8. Strålen av elektromagnetisk stråling inne i hulrommet er vist ved 10-7, 10-18, 10-19, 10-20 og 10-5. Inngangssignalet kan ligge langs strålebanen 10-6, og det overførte eller utsendte utgangssignal kan ligge enten langs strålebanen 10-17 eller strålebanen 10-9 som er de null-diffraksjonsordensstråler som forlater Bragg-cellene 10-2 hhv. 10-16. Alternativt kan utgangssignalet ligge langs strålebanen 10-21 som kommer fra det delvis reflekterende speil 10-8 og er det reflekterte eller avviste utgangssignal fra filteret 10-0. Oppfinnelsen sørger for benyttelse av en andre Bragg-celle som er plassert, slik at den kompenserer for den nevnte endring i avbøynings-vinkel, i alle utførelser av det frekvensforskjøvne hulrom iberegnet 2-0, 4-0, 5-0 og 6-0.

I utførelsen ifølge fig. 10 og 11 er Bragg-cellene 10-16 og 10-2 orientert slik at stråling i strålebanen 10-5 inntrer i Bragg-cellen 10-2 ved eller nær Bragg-vinkelen, og den elektromagnetiske stråling som opprinnelig kom fra strålebanen 10-5 og forlater Bragg-cellen 10-2 i en ikke-null-diffraksjonsorden, inntrer i Bragg-cellen 10-16 ved ellerj nær Bragg-vinkelen, og den del av strålingen som forlater Bragg-cellen 10-16 i en ikke-null-diffraksjonsorden, rettes eller dirigeres langs strålebanen 10-5 og inn i Bragg-cellen 10-2. Når den akustiske frekvens, W , i Bragg-cellen 10-2

er lik den akustiske frekvens for Bragg-cellen 10-16, vil strålebanen 10-5 være parallell med strålebanen 10-7 og således redusere behovet for gjeninnretting av speilene 10-1

for å opprettholde eksistensen av et hulrom for en skiftende akustisk frekvens. Modiene for utførelsene på fig. 10 og 11 kan representeres matematisk ved hjelp av den samme formel som i likning 1 dersom W, erstattes med 2W,.

A A

Claims (24)

1. Innretning for filtrering av elektromagnetisk stråling, med en anordning (2-1, 2-8) for dirigering av elektromagnetisk stråling i en forutbestemt optisk konfigurasjon (2-16, 2-17, 2-18), KARAKTERISERT VED at den omfatter en anordning (2-2) for forskyvning av frekvensen av elektromagnetisk stråling og som er anbrakt i den nevnte konfigurasjon slik at når en diffraksjonsbegrenset stråle (2-6) av elektromagnetisk stråling dirigeres mot den frekvensforskyvende anordning (2-2), blir en del (2-7) av strålingen fra den nevnte stråle som kommer fra den frekvensforskyvende anordning og får sin frekvens forskjøvet, også dirigert mot den frekvensforskyvende anordning (2-2) ved hjelp av den dirigerende anordning (2-1,

2-8) langs i hovedsaken den samme konfigurasjon (2-16, 2-17, 2-18) og i hovedsaken i den samme retning som den nevnte stråle (2-6), slik at den har i hovedsaken den samme polarisasjon som den nevnte stråle.

2. Innretning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den dirigerende anordning (2-1, 2-8) avgrenser et optisk hulrom (2-0) i hvilket hulrommets geometriske konfigurasjon har et diskret sett av modi som er representert ved hvor x er den optiske veilengde til det punkt i hvilket FM(x,T) utvikles og kan måles langs den frekvensfor-skjøvne stråle, B er feltets amplitude, T er tiden, c er lyshastigheten i vakuum, w er det beløp med hvilket vinkelfrekvensen av den diffraksjonsbegrensede stråle forskyves ved hjelp av den frekvensforskyvende anordning, L er den totale optiske veilengde målt langs den frek vens forskjøvne stråle for én rundtur av hulrommet, Sl er en konstant som er bestemt av fasen for den akus tiske bølge ved T=0, M er nummeret på den diskrete hulromsmodus og er ét helt tall, x er den tid det tar for lys å foreta én rundtur av hulrommet langs banen for den frekvensforskjøvne stråle, og er lik L/c, p er et vilkårlig faseledd som forblir konstant for alle verdier av x og T, og exp er en forkortelse som angir at den etterfølgende størrelse innenfor parentesene skal betraktes som eksponenten av e (grunntallet for den naturlige loga-ritme ).

3. Innretning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at anordningen for dirigering av elektromagnetisk stråling er valgt fra den gruppe som består av speil (2-1, 2-8), foldeprismer, optiske fibrer (5-1) eller blandinger av disse.

4. Innretning ifølge krav 1 eller 3, KARAKTERISERT VED at den frekvensforskyvende anordning er en akusto-optisk Bragg-celle (2-2).

5. Innretning ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at den omfatter en anordning (8-0) for innstilling av graden av utgangskopling ved hjelp av Bragg-cellen (8-2).

6. Innretning ifølge krav 1 eller 5, KARAKTERISERT VED at den omfatter en optisk forsterker (6-13) som er anbrakt i banen for den elektromagnetiske stråling, idet den optiske forsterker er valgt slik at den har tilstrekkelig optisk forsterkning til å forårsake oscillasjon av en hulromsmodus.

7. Innretning ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at den omfatter en etalon (6-15) som er plassert i det dannede optiske hulrom for å undertrykke eksitering av minst én hulromsmodus .

8. Innretning ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED at den omfatter en andre Bragg-celle (10-16) som er beliggende i banen for elektromagnetisk stråling og er anbrakt for å kom-pensere for endringen i ikke-null-diffraksjonsordenens av-bøyningsvinkel som skriver seg fra en endring i frekvensen av den akustiske bølge i Bragg-cellen (10-2).

9. Innretning ifølge ett av kravene 4-8, KARAKTERISERT VED at den omfatter en strålestyrende anordning (7-20, 7-21) for opprettholdelse av inngangsstrålen innenfor Bragg-cellens (7-2) spektralområde.

10. Innretning ifølge krav 4 og 6, KARAKTERISERT VED at den forutbestemte optiske konfigurasjon er en ringhulromskonfigurasjon (5-1; 6-0) hvor den akusto-optiske Bragg-celle (5-2; 6-2) er anbrakt i konfigurasjonen på en slik måte at når en diffraksjonsbegrenset stråle av elektromagnetisk stråling (5-6) rettes mot Bragg-cellen (5-2; 6-2), blir en del av den nevnte stråling som kommer -fra Bragg-cellen i en ikke-null-dif f raks jonsorden og får sin frekvens forskjøvet, også dirigert mot Bragg-cellen ved hjelp av den dirigerende anordning (5-1; 6-1) langs i hovedsaken den samme bane og i hovedsaken den samme retning som den nevnte stråle, slik at den har i hovedsaken den samme polarisasjon som den nevnte stråle.

11. Innretning ifølge krav 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 eller 10, KARAKTERISERT VED at den dirigerende anordning omfatter minst to speil (6-1, 6-1).

12. Innretning ifølge krav 11, KARAKTERISERT VED at den omfatter minst én etalon (6-15) i den nevnte konfigurasjon for å undertrykke eksitering av minst én hulromsmodus.

13. Innretning ifølge krav 12, KARAKTERISERT VED at etalonen (6-15) er avstembar for å undertrykke én eller flere forskjellige hulromsmodi.

14. Innretning ifølge krav 6, 7 eller 12, KARAKTERISERT VED at den omfatter en optisk diode (6-20) i den nevnte konfigurasjon for å undertrykke oscillasjonen av hulromsmodi med stråling som vandrer i den ene av retningene inne i konfigurasjonen.

15. Innretning ifølge krav 14, KARAKTERISERT VED at den omfatter en anordning (8-0) for innstilling av graden av utgangskopling ved hjelp av Bragg-cellen (8-2).

16. Innretning ifølge krav 5 eller 15, KARAKTERISERT VED at anordningen (8-0) for innstilling av graden av utgangskopling ved hjelp av Bragg-cellen innstiller orienterin-gen av Bragg-cellen.

17. Innretning ifølge krav 5 eller 15, KARAKTERISERT VED at anordningen for innstilling av graden av utgangskopling ved hjelp av Bragg-cellen innstiller intensiteten av den akustiske bølge i Bragg-cellen.

18. Fremgangsmåte for filtrering av elektromagnetisk stråling, KARAKTERISERT VED at den omfatter de trinn å dirigere en stråle av elektromagnetisk stråling i en forutbestemt ringhulromskonf igurasj on, å forskyve frekvensen av en del av den elektromagnetiske stråling, og å dirigere den frekvensforskjøvne del av den elektromagnetiske stråling langs i hovedsaken den samme konfigurasjon og i hovedsaken den samme retning som den nevnte stråle, slik at den har i hovedsaken den samme polarisasjon som den nevnte stråle.

19. Fremgangsmåte for generering av elektromagnetisk stråling, KARAKTERISERT VED at den omfatter de trinn å dirigere elektromagnetisk stråling i en forutbestemt ringhulromskonf igurasj on, å forskyve frekvensen av en del av den elektromagnetiske stråling, å dirigere den frekvensforskjøvne del av den elektromagnetiske stråling langs i hovedsaken den samme konfigurasjon og med i hovedsaken den samme polarisasjon som den nevnte stråle, og å forsterke den forskjøvne del av den elektromagnetiske stråling i den nevnte konfigurasjon for å forårsake oscillasjon av en hulromsmodus.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 18 eller 19, KARAKTERISERT VED at utgangsdelen av den elektromagnetiske stråling fra ringhulrommet innstilles med en akusto-optisk Bragg-celle.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, KARAKTERISERT VED at eksitasjonen av minst én hulromsmodus undertrykkes.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 21, KARAKTERISERT VED at det foretas kompensering for endringen i ikke-null-diffraksjonsordenens avbøyningsvinkel som skriver seg fra en endring i frekvensen av den akustiske bølge i Bragg-cellen.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 22, KARAKTERISERT VED at den omfatter strålestyring av den akustiske bølge i Bragg-cellen.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 23, KARAKTERISERT VED at de hulromsmodi som har stråling som vandrer i den ene av retningene i den nevnte konfigurasjon, undertrykkes.