PL128757B1 - Control system for controlling a multi-beam optical-acoustic modulator utilizing thy bragg diffraction for generating plurality of output laser beams - Google Patents

Control system for controlling a multi-beam optical-acoustic modulator utilizing thy bragg diffraction for generating plurality of output laser beams Download PDF

Info

Publication number
PL128757B1
PL128757B1 PL1980223587A PL22358780A PL128757B1 PL 128757 B1 PL128757 B1 PL 128757B1 PL 1980223587 A PL1980223587 A PL 1980223587A PL 22358780 A PL22358780 A PL 22358780A PL 128757 B1 PL128757 B1 PL 128757B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
frequency
output
acousto
generators
laser beams
Prior art date
Application number
PL1980223587A
Other languages
English (en)
Other versions
PL223587A1 (pl
Inventor
Attila M Lenk
Andras Podmaniczky
Szabolos Tokes
Original Assignee
Magyar Tudomanyos Akademia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magyar Tudomanyos Akademia filed Critical Magyar Tudomanyos Akademia
Publication of PL223587A1 publication Critical patent/PL223587A1/xx
Publication of PL128757B1 publication Critical patent/PL128757B1/pl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/11Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
    • G02F1/113Circuit or control arrangements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/33Acousto-optical deflection devices
    • G02F1/332Acousto-optical deflection devices comprising a plurality of transducers on the same crystal surface, e.g. multi-channel Bragg cell

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)

Description

Opis patentowy opublikowano: 1986 03 20 128 757 Int. Cl.3 G02F 1/ 33 H01S 3/101 G06K 15/ 12 C2YTLLNIA Ur/edu Patentowego *'"¦ ii |? Twórcywynalazku: Attila Markus Lenk, Andras Podmaniczky, Szabolcs Tókes Uprawniony z patentu: Magyar Tudomanyos Akademia Szamitastechnikai es Automatizalasi Kutató Intezet, Budapeszt (Wegry) Uklad sterowania wielowiazkowym modulatorem akustyczno-optycznym, w którym wykorzystuje sie dyfrakcje Bragga do wytwarzania wielu wychodzacych wiazek laserowych Wynalazek dotyczy modulatora akustyczno-optycznego, a zwlaszcza ukladu sterowania wie¬ lowiazkowym modulatorem akustyczno-optycznym, w którym wykorzystuje sie dyfrakcje Bragga do wytwarzania wielu wyjsciowych wiazek laserowych.W opisie wylozeniowym RFN nr DE-OS 2 755 575 jest opisany laserowy generator znaków, w którym wiazki laserowe piszace znaki sa wytwarzane w jednym modulatorze akustyczno- opty¬ cznym, przy czym katy dyfrakcji wiazek sa niezmienne w czasie. W modulatorach akustyczno- optycznych opisanych w tej publikacji zastosowano generatory wielkiej czestotliwosci zakresu UKF i kazdy z generatorów jest sprzezony przez przyporzadkowany mu stopien sterujacy z odpowiednim przetwornikiem ultradzwiekowym modulatora akustyczno-optycznego. Czestotli¬ wosc kazdego z generatorów wyznacza kat ugiecia odpowiedniej wiazki wychodzacej, a amplituda jego sygnalu wyznacza natezenie tej wiazki. Sygnaly sterujace doprowadzane do wejsc sterujacych stopni sterujacych zezwalaja lub zabraniaja przejscie napiecia wyjsciowego przyporzadkowanych generatorów do odpowiednich przetworników ultradzwiekowych.W urzadzeniach wykorzystujacych modulatory akustyczno-optyczne to znaczy w laserowych generatorach znaków, wytwarzane sa wyjsciowe wiazki laserowe o stalym kacie ugiecia i te wiazki sa odchylane pod katem prostym wzgledem wspólnej plaszczyzny ich generacji za pomoca oddziel¬ nych urzadzen odchylajacych, to jest takich, jak obrotowe lustra lub dodatkowe modulatory akustyczno-optyczne. Regulacje polozenia wiazek laserowych w ich wspólnej plaszczyznie genera¬ cji prowadzi sie zwykle za pomoca dodatkowego lustra obrotowego. Taka korekta polozenia wiazek nie moze byc zastosowana dla skompensowania fluktuacji predkosci obrotowej cylindra zapisujacego.Stwierdzono, ze istnieje mozliwosc rozszerzenia zakresu stosowania modulatorów akustyczno-optycznych, jezeli rozwiaze sie problem generowania, poza wiazkami laserowymi wychodzacymi z modulatora pod stalym katem ugiecia, dodatkowych wiazek wyjsciowych, kto-2 128 757 rych kat ugiecia moze byc zmieniany zgodnie z ustalonym z góry programem sterowania bez potrzeby stosowania jakiegokolwiek urzadzenia optycznego.Stwierdzono ponadto, ze korzystnym bedzie, jezeli ogólna korekcja polozenia wyjsciowych wiazek laserowych w ich wspólnej plaszczyznie propagacji bedzie zrealizowana na drodze elektro¬ nicznej w tym modulatorze akustyczno-optycznym, co uczyni zbednym stosowanie luster obroto¬ wych, regulujacych polozenie wiazek.Wspomniane wyzej wymagania nie moga zostac spelnione za pomoca znanych urzadzen akustyczno-optycznych.Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie ukladu sterowania modulatorem akustyczno- optycznym, który spelnialby wyzej podane warunki bez potrzeby zastosowania dodatkowego aktywnego urzadzenia optycznego.Zadanie zostalo rozwiazane poprzez opracowanie ukladu sterowania wielo wiazkowym modulatorem akustyczno-optycznym, w którym defrakcja Bragga wykorzystuje sie do wytwarza¬ nia wielu wychodzacych wiazek laserowych i w którym element akustyczno optyczny zawiera co najmniej jeden przetwornik ultradzwiekowy, a wyjsciowe wiazki laserowe leza w jednej plaszczy¬ znie, który to uklad zawiera generatory wielkiej czestotliwosci, których czestotliwosci mieszcza sie w zakresie KF lub UKF, przy czym generatory te polaczone sa poprzez odpowiednie przyporzad¬ kowane stopnie sterujace co najmniej z jednym przetwornikiem ultradzwiekowym. Przy tym czestotliwosc kazdego zgeneratorów wyznacza kat ugieciajednej z wyjsciowych wiazek laserowych elementu akustyczno-optycznego, a amplitudy wytwarzanych przez nich sygnalów wyjsciowych wplywaja na natezenie wiazek wyjsciowych. Kazdy ze stopni sterujacych ma wejscie sterujace, od którego stanu uzaleznione jest przeslanie napiecia z przyporzadkowanego mu generatora i/lub poziom przesylanego napiecia.Zgodnie z wynalazkiem co najmniej jeden ze stopni sterujacych jest dolaczony do kazdego z przetworników ultradzwiekowych i co najmniej jeden z generatorów wielkiej czestotliwosci jest generatorem o regulowanej czestotliwosci majacym wejscie sterujace, do którego doprowadzony sygnal sterujacy wyznacza czestotliwosc generowanego sygnalu. Kilka stopni sterujacych sa dola¬ czone poprzez wspólny linearny sumator do kazdego z przetworników ultradzwiekowych. Co najmniej jeden generator o regulowanej czestotliwosci jest przyporzadkowany kazdemu wspól¬ nemu sumatorowi linearnemu. Miedzy kazdym z sumatorów linearnych a przyporzadkowanym przetwornikiem ultradzwiekowym wlaczony jest wzmacniacz.Zakres czestotliwosci generatora o regulowanej czestotliwosci rózni sie od czestotliwosci sygnalów generowanych przez generatory o stalej czestotliwosci.Miedzy kazdym ze wzmacniaczy a przyporzadkowanym sumatorem linearnym wlaczony jest mieszacz, przy czym pierwsze wejscie mieszacza jest polaczone z wyjsciem sumatora linearnego, a drugie wejscie mieszacza jest polaczone z wyjsciem generatora pomocniczego o regulowanej czestotliwosci.Wzmacniacz jest wzmacniaczem pasmowym. Uklad wedlug wynalazku moze znalezc ogólne zastosowanie w dziedzinie modulatorów akustyczno-optycznych tam, gdzie istnieje potrzeba równoczesnego wytwarzania wiazek laserowych pochodzacych ze wspólnego zródla punktowego i majacych stale i regulowane katy ugiecia.Wynalazek zostal objasniony w przykladzie wykonania w oparciu o zalaczony rysunek, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy pierwszego przykladu wykonania ukladu wedlug wynalazku, fig. 2 — schemat blokowy drugiego przykladu wykonania wynalazku, fig. 3 — schemat blokowy ukladu wedlug trzeciego przykladu wykonania wynalazku, fig. 4 — wykresy czasowe procesów zachodzacych w ukladach wedlug fig. 1 do 3 przedstawiajace katy ugiecia wiazek wyjsciowych w przypadku programowanego sterowania generatorami, fig. 5 udoskonalony uklad z fig. 3, zgodnie z którym katy ugiecia wszystkich wiazek wyjsciowych moga byc równiez regulowane jednoczesnie, oraz fig. 6 przedstawia krzywe zaleznosci kata dyfrakcji od czasu analogiczne do przedstawionej na fig. 4 a obrazujaca prace ukladu przedstawionego na fig. 3.Na figurze 1 przedstawiono modulator akustyczno-optyczny skladajacy sie z elementu akustyczno-optycznego 2 wykonanego z optycznie przezroczystego materialu, majacego w przed¬ stawionym przykladzie wykonania ksztalt prostopadloscianu oraz przetworników ultradzwieko¬ wych 3. Zadaniem elementu akustyczno-optycznego 2jest generowanie wielu oddzielnych wyjscio-128 757 3 wych wiazek laserowych 8,11 z padajacej na element glównej wiazki laserowej 1 zgodnie z zadanym programem sterowania. Glówna wiazka laserowa 1 wchodzi przez mniejsza powierzchnie czolowa wydluzonego graniastoslupa elementu akustyczno-optycznego 2, która to powierzchnia jest rów¬ nolegla do plaszczyzny propagacji fal ultradzwiekowych w elemencie. Glówna wiazka 1 tworzy kat 4, tak zwany kat Bragga, z osia wzdluzna elementu.Przetworniki ultradzwiekowe 3 sa wzajemnie odseparowane elektrycznie i sa umieszczone jeden za drugim na dolnej powierzchni elementu akustyczno-optycznego 2 wzdluz kierunku propagacji glównej wiazki laserowej 1. Dlugosc przetworników ultradzwiekowych 3 mierzona wzdluz kierunku propagacji wiazki laserowej 1 jest dostatecznie duza, aby zapewnic mozliwosc generowania przez kazdy z przetworników 3 pola ultradzwiekowego w elemencie akustyczno- optycznym 2, to jest w osrodku, który powinien byc zastosowany dla zapewnienia akustyczno- optycznej dyfrakcji swiatla typu Bragga.Jezeli osrodkiem akustyczno optycznym jest material, w którym predkosc rozchodzenia sie fal ultradzwiekowych jest mala, na przyklad woda lub plytka krysztalu TeC2, o orientacji wyznaczonej przez wskazniki Nillera [1, 1, 0] lub plytka krysztalu Mg2Ch zwanego kalomelem o orientacji wyznaczonej przez wskazniki [1, 1,0] wówczas dlugosc przetworników ultradzwiekowych 3 moze byc niewielka i miescic sie w zakresie od 1 do 3 mm.Dla elementu akustyczno-optycznego 2 spelniajacego wyznaczone wyzej warunki chartaktery- styczne jest to, ze jesli jego przetworniki ultradzwiekowe 3 zasilane sa sygnalami wyjsciowymi generatora wielkiej czestotliwosci mieszczacej sie w odpowiednim zakresie czestotliwosciowym, to na skutek dyfrakcji, jaka zachodzi w osrodku akustyczno-optycznym, z padajacej glównej wiazki laserowej 1 wytworzone zostana wiazki wyjsciowe 8, 11. Przy tym tory wiazek wyjsciowych 8,11 beda odchylone wzgledem wiazki 1, a wartosc dyfrakcji katowej bedzie zalezna od czestotliwosci odpowiedniego sterujacego sygnalu wielkiej czestotliwosci doprowadzonego do przetwornika ultradzwiekowego 3, a w przypadku sygnalu sterujacego o ustalonej z góry czestotliwosci natezenie odpowiedniej wiazki wyjsciowej 8 lub 11, której kat dyfrakcji jest wyznaczony przez ustalona uprzednio czestotliwosc sygnalu, uzaleznione bedzie od amplitudy tego sygnalu, sterujacego. Jest to sluszne dla kazdego przetwornika ultradzwiekowego 3 co oznacza, ze kazdy przetwornik ultradzwiekowy moze byc pobudzony przez jeden lub kilka generatorów wielkiej czestotliwosci, przy czym w pewnych granicach uwzgledniajacych efekt generacji wiazek wyjsciowych sygnaly sterujace spelniaja role niezalezne. To, ze przetworniki ultradzwiekowe nie wplywaja ife prace liniowa elementów wytwarzajacych wiazki wyjsciowe, stwarza mozliwosc pobudzenia wiecej niz jednego przetwornika 3 w przypadku generatorów majacych wspólna czestotliwosc.I w tym przypadku kazdy z tych przetworników ultradzwiekowych 3 wywoluje w srodowisku akustyczno-optycznym 2 odpowiednia dyfrakcje, w której wyniku kazda z wytworzonych wyjscio¬ wych wiazek 8,11 ma taki sam kat dyfrakcji wyznaczony przez wspólna czestotli w osc, co oznacza, ze w rzeczywistosci wytworzona bedzie jedna wspólna wyjsciowa wiazka laserowa, której natezenie jest wyznaczone przez laczna energie poszczególnych sygnalów sterujacych.Poniewaz przetworniki ultradzwiekowe 3 sa zasadniczo równowazne z punktu widzenia wytwarzania wyjsciowych wiazek 8, 11 poddanych dyfrakcji, element akustyczno-optyczny 2 przedstawiony na zalaczonym rysunku moze byc rozpatrywany jako modulator wyposazony w jeden tylko przetwornik ultradzwiekowy o zwiekszonej mocy, do którego dolaczone sa generatory wielkiej czestotliwosci majace niezalezny wplyw na generacje odchylonych wiazek laserowych. W rzeczywistosci jest konieczne odseparowanie przetworników ultradzwiekowych 3 poniawaz ze wzgledu na ograniczone elektryczne charakterystyki robocze elementów obwodu na skutek wytwo¬ rzenia skladowych znieksztalcen intermodulacyjnych i tlumienia w ukladach sumujacych tylko ograniczona liczba generatorów wielkiej czestotliwosci o ograniczonej mocy wyjsciowej moze byc dolaczona do przetwornika ultradzwiekowego.Powyzsze uwagi odnosza sie nie tylko do przypadku modulatorów akustyczno-optycznych przedstawionych na fig. 1 do 3 i 5, w których przetworniki ultradzwiekowe 3 uksztaltowane sa na wspólnej plaszczyznie na powierzchni bocznej bloku w postaci graniastoslupa tworzacego element akustyczno-optyczny lecz takze do przypadku, gdy przetworniki uksztaltowane sa w róznych plaszczyznach równoleglych lub gdy element akustyczno-optyczny 2 sklada sie z wielu elementów4 128 757 sprzezonych ze soba optycznie. Budowa elementu akustyczno-optycznego 2 nie stanowi przed¬ miotu niniejszego wynalazku. Takwiec w przypadku niniejszego wynalazku moze byc zastosowany dowolny element akustyczno-optyczny, który ma jeden lub wieksza liczbe przetworników ultradz¬ wiekowych, jezeli spalnione sa wyzej podane warunki dotycznace wytwarzania wyjsciowych wia¬ zek laserowych.Nalezy zaznaczyc, ze moc wyjsciowa generatorów wielkiej czestotliwosci, które wysterowuja przetworniki ultradzwiekowe powinna byc tak dobrana, aby dodatkowa dyfrakcja poddanych juz dyfrakcji wiazek laserowych spowodowana polami ultradzwiekowymi wytwarzanymi przez inne przetworniki wewnatrz srodowiska akustyczno-optycznego elementu byla bardzo mala. Warunek ten jest spelniony, gdy wynikowe natezenie od wszystkich poddanych dyfrakcji wiazek laserowych jest mniejsza od 40% do 50% natezenia wyjsciowej wiazki laserowej 1. W tym przypadku kazda wyjsciowa poddana dyfrakcji wiazka laserowa czerpie swa energie z glównej wiazki laserowej 1.Figury 1, 2, 3 i 5 przedstawiaja inne przyklady wykonania ukladu sterowania elementem akustyczno-optycznym 2. Na tych figurach te elementy, które sa zasadniczo równowazne z punktu widzenia spelnienia funkcji sterowania elementem akustyczno-optycznym zaznaczone jako odpo¬ wiednie bloki ujete w ramki z linii kreskowanych. Teelementy biora udzial w sterowaniu róznymi przetwornikami ultradzwiekowymi 3 i sa elektrycznie niezalezne od siebie. Umieszczenie ich we wspólnej ramce kreskowanej oznacza, ze maja one identyczne funkcje do spelnienia.Na figurze 1 przedstawiono kilka generatorów wielkiej czestotliwosci 5 wytwarzajace sygnaly o ustalonych z góry stalych czestotliwosciach oraz kilka generatorów 10 wielkiej czestotliwosci wytwarzajacych sygnaly o czestotliwosciach regulowanych. W czasie pracy czestotliwosc kazdego generatora 5 jest stala i rózna od czestotliwosci jakiegokolwiek innego generatora 5. Czestotliwosc odpowiednich generatorów 5 oznaczono symbolami fi, f2 fn. Generatory 10 o regulowanych czestotliwosciach sa tak zbudowane, ze ich czestotliwosci moga byc zmieniane w pewnych grani¬ cach w zaleznosci od sygnalów napieciowych doprowadzanych do wejsc 13 przyporzadkowanych generatorów 10.Korzystne jest, gdy robocze zakresy czestotliwosci generatorów regulowanych 10 sa tak dobrane, ze nie zachodza na siebie i gdy pierwszy generator 10 ma pasmo czestotliwosciowe, którego granicami dolna i górna sa czestotliwosci fa1 i fa2, a ostatni n-ty generator ma górna i dolna czestotliwosci graniczna fni i fn2. Znaczenie odpowiedniego dobrania pasem czestotliwosciowych zostanie wyjasnione w dalszej czesci opisu.Kazdy ze stopni sterujacych 6 polaczony jest z generatorami wielkiej czestotliwosci 5 i 10. W korzystnym przykladzie wykonania stopnie sterujace 6 sa wylacznikami elektronicznymi, które w odpowiedzi na sygnal doprowadzony do wyjscia sterujacego 9 zatrzymuja lub przepuszczaja sygnal z wyjsc generatorów do przetworników ultradzwiekowych. Stopnie sterujace 6 moga byc równiez tak zbudowane, ze prócz funkcji przepuszczania-zatrzymywania sygnalu lub zamiast niej moga zmieniac poziom napiecia wyjsciowych sygnalów z generatorów doprowadzanych do przetworni¬ ków ultradzwiekowych. Wejscia sterujace stopni sterujacych sprzeznych z generatorami 10 wytwa¬ rzajacymi sygnaly o czestotliwosciach regulowanych oznaczono jako 12.Kazdy ze stopni sterujacych 6 jest polaczony przez odpowiedni wzmacniacz 7 z jednym z przetworników ultradzwiekowych 3. Wzmacniacze 7 wzmacniaja do odpowiedniego poziomu sygnaly wyjsciowe z generatorów i spelniaja role stopni buforowych zalaczonych miedzy generato¬ rami i przetwornikami ultradzwiekowymi.W czasie pracy ukladu przedstawionego na fig. 1 kazdy z generatorów 5 przeznaczonych do wytwarzania sygnalów o stalej czestotliwosci wytwarza wyjsciowa wiazke laserowa 8, przy czym kat ugiecia a tej wiazki wyjsciowej 8 zalezy od uprzednio ustalonej stalej czestotliwosci odpowied¬ niego generatora. Gdy generatory 10 przeznaczone do wytwarzania sygnalów o czestotliwosci regulowanej pracuja w pasmach nie zachodzacych na siebie i nie obejmujacych czestotliwosci, na których pracuja inne genratory, wówczas kazdy z generatortów 10 wytwarza odpowiednia wyjs¬ ciowa wiazke laserowa 11 majaca regulowany kat ugiecia inny, niz kat ugiecia wiazek poddawa¬ nych dyfrakcji ze stalym katem. W czasie pracy katy ugiecia wiazek laserowych 11 sa zmieniane w zakresach katowych odpowiadajacych pasmom czestotliwosciowym odpowiednich generato¬ rów 10.Z powyzszego wynika, ze kat ugiecia kazdej wiazki wyjsciowej 8 i 11 bedzie inny, tojest, drogi propagacji wiazek wyjsciowych nie beda sie przecinac. Sygnaly sterujace doprowadzone do stopni128 757 5 sterujacych 6 oraz do wejsc sterujacych 13 wspólnie wyznaczaja tory wyjsciowych wiazek lasero¬ wych, zgodnie z wymaganiami roboczymi.Figura 2 przedstawia uklad podobny do ukladu z fig. 1 rózniacy sie wlaczeniem linearnych sumatorów 14 miedzy stopniami sterujacymi 6 i wzmacniaczami 7. Linearne sumatory 14 sa linearnymi ukladami sumujacymi o kilku wejsciach, przy czym kazde z wejsc jest polaczone z wejsciem odpowiedniego stopnia sterujacego 6. Poprzez zastosowanie sumatorów 14 mozna zwiekszyc liczbe genratorów podlaczonych do przetwornika ultradzwiekowego 3 odpowiednio do liczby wejsc sumatora. W przykladzie przedstawionym na fig. 2 kazdy sumator 14 zawiera m wejsc, a liczba genratorów o stalej czestotliwosci wynosi n, dlatego czestotliwosc ostatniego generatora bedzie wynosila fM, gdzie M = n m.Wejscia ostatniego przetwornika ultradzwiekowego 3 polaczone sa z wyjsciami stopni steruja¬ cych 6 pobudzanych generatorami 10 o regulowanej czestotliwosci. Dzieki temu, ze sumatory 14 sa elementami linearnymi oraz na skutek tego, ze zachowany jest warunek dotyczacy elementu akustyczno-optycznego 2, który to warunek zada, aby kazdy z przetworników ultradzwiekowych 3 mial taki sam wplyw na wytworzenie ugietej wiazki wyjsciowej, dzialanie ukladu przedstawionego na fig. 1 nie rózni sie od dzialania ukladu wedlug fig. 1 natomiast zapewnia mozliwosc zastosowa¬ nia wiekszej liczby generatorów.Figura 3 przedstawia nastepny przyklad wykonania wynalazku. Tu róznica w stosunku do fig. 2 polega na tym, ze generatory 10 o regulowanej czestotliwosci nie sa podlac2'.one do jednego wspólnego sumatora 14, lecz jedno wejscie kazdego sumatora 14 polaczone jest z odpowiednim jednym genratorem 10. Dokladniej liczba wejsc sumatorów 14 przedstawionych na fig. 3 jest o jedno wejscie wieksza od liczby wejsc sumatorów 14 na fig. 2.Ze wspomnianego wyzej warunku linearnosci wynika, ze mozna zbudowac równiez uklady w innej kombinacji niz przedstawiony na fig. 1 do 3, tojest kazdy sumator 14 moze odbierac sygnaly z wiekszej liczby generatorów 10 o regulowanej czestotliwosci itp. W najprostszym rozwiazaniu element akustyczno-optyczny 2 moze zawierac tylko dwa przetworniki ultadzwiekowe 3, z których jeden jest polaczony z generatorem 5 o stalej czestotliwosci a drugi z generatorem 10 o czestotli¬ wosci regulowanej zgodnie z ukladem przedstawionym na fig. 1.W innym równie prostym rozwiazaniu element akustyczno-optyczny 2 moze zawierac tylko jeden przetwornik ultradzwiekowy 3 polaczony z linearnym sumatorem 14. przy czym pierwsze wejscie tego sumatora polaczone jest z generatorem o stalej czestotliwosci 5, a drugie z generatorem o czestotliwosci regulowanej 10. Jednakze w praktyce liczba generatorów o stalej czestotliwosci wynosi siedem lub jest wieksza.Figura 4 przedstawia wykresy czasowe katów ugiecia laserowych wiazek wyjsciowych 8 o stalych katach i wiazek 11 o regulowanych katach ugiecia. Sterowanie moze byc zrealizowane za pomoca dowolnego z ukladów przedstawionych na fig. 1 do 3.Figura 4 przedstawia wykres jedenastu wyjsciowych wiazek laserowch majacych stale katy ugiecia i trzech wiazek wyjsciowych majacych regulowane katy ugiecia. Na lewej osi pionowej oznaczone sa katy ugiecia a, na prawej pionowej osi — czestotliwosci odpowiednich generatorów.Czestotliwosci generatorów 5 podzielone sa na dwie grupy. Pierwsza grupa obejmuje czestotliwosci fi do f4, które odpowiadaja zakresowi ugiecia 8b. Druga grupa obejmuje czestotliwosci fsdo fu odpowiadajace zakresowi ugiecia 8a. W zakresach 8a i 8b kazda wyjsciowa wiazka laserowa ma staly katy ugiecia, a odpowiednie stopnie sterujace 6 maja wplyw tylko na wytwarzanie lub zatrzymanie wiazek na danych torach.Na figurze 4 widac, ze kazda (w tym przypadku kazda z trzech) wiazka wyjsciowa 11 o regulowanym kacie ugiecia zajmuje odpowiednia przestrzen ograniczona katami ugiecia lla, llb, lub lic. W przykladzie przedstawionym na fig. 4 doprowadzane sa trójkatne sygnaly napieciowe o róznych czestotliwosciach.Jezeli wszystkie wyjsciowe wiazki laserowe sa odchylone tak, iz sa równolegle do poziomej osi czasowej z fig. 4, to odpowiednia krzywa bedzie równiez stanowic tor tych wiazek. Jezeli czestotli¬ wosc trójkatnego sygnalu napieciowego bedzie dostatecznie duza, wówczas wiazki laserowe 11 o regulowanych katach ugiecia oswietla calkowicie odpowiednie paski, i cecha ta jest korzystna w pewnych zastosowaniach, na przyklad, przy pokrywaniu przestrzeni miedzy liniami lub pelnymi paskami. Oczywiscie istnieje mozliwosc regulacji poszczagólnych pasków tak, aby zachodzily na siebie lub aby pozostala wolna przestrzen miedzy nimi.6 128757 Figura 5 przedstawia dalszy przyklad wykonania ukladu wedlug wynalazku. To rozwiazanie jest zasadniczo rozwinieciem rozwiazania wedlug fig. 3, przy czym róznica polega na tym, ze miedzy linearnymi sumatorami 14 i wzmacniaczami 7 wlaczone sa mieszacze 15. Kazd) z mieszaczy 15 ma wejscie pierwsze i drugie 16 i 17. Kazde pierwsze wejscie 16 polaczone jest z wyjsciem sumatora przyporzadkowanego odpowiedniemu mieszaczowi. Drugie wejscia 17 sa polaczone ze soba i przylaczone do wyjscia pomocniczego generatora 18 o regulowanej czestotliwosci. Czestotli¬ wosc pomocniczego generatora 18 moze byc regulowana w zakresie czestotliwosciowym ograni¬ czonym czestotliwosciami Fi i F2 przez doprowadzenie odpowiedniego napiecia do jego wejscia sterujacego 19. Mieszacze 15 wytwarzaja sygnaly bedace suma lub róznica sygnalów wielkiej czestotliwosci doprowadzanych do ich wejsc pierwszego i drugiego 16 i 17 i tak uzyskane sygnaly wynikowe pobudzaja przetworniki ultradzwiekowe 3 elementu akustyczno-optycznego2.Korzystne jest, gdy wzmacniacze 7 przepuszczaja tylko skladowe o czestotliwosciach mie¬ szczacych sie w pozadanym zakresie czestotliwosciowym do przetworników ultradzwiekowych 3, które same maja charakterystyke paskowa. Korzystnym jest, gdy czestotliwosci sa tak dobrane, aby czestotliwosci róznicowe miescily sie w zakresie roboczym przetworników ultradzwieko¬ wych 3.Figura 6 przedstawia wykres czasowy kata ugiecia wyjsciowych wiazek laserowych analogi¬ czny do wykresu z fig. 4 i bedacy ilustracja dzialania ukladu z fig. 5, przy czym do wejscia sterujacego 19 generatora pomocniczego 18 doprowadzony jest okreslony sygnal napieciowy tak, ze czestotliwosc sygnalu na wyjsciu tego generatora odpowiada temu sygnalowi napieciowemu. Na fig. 6 widac, ze ksztalt krzywych z fig. 4jest odwzorowaniem ksztaltu napiecia sterujacego genera¬ tora pomocniczego 18, to jest wszystkie wiazki wyjsciowe beda odchylane zgodnie i jednoczesnie.Uzyskane w ten sposób odchylenie wiazek (przesuniecia) moze byc wykorzystane do ogólnej korekcji wyjsciowych wiazek laserowych, lub do ostatecznej regulacji ich polozen. Jezeli modulator akustyczno-optyczny jest stosowany w laserowym generatorze znaków alfanumerycznych wówczas wiazki wyjsciowe wyznaczaja na przyklad pionowe punkty symbou lub znaku a odchyle¬ nie wiazek laserowych prostopadle do kierunku ich propagacji sluzy do wypisywania linii znaków.Sterowanie generatorem pomocniczym 18 pozwala precyzyjnie skorygowac elementy znaków prostopadle do kierunku odchylenia linii (na przyklad ich pozycje w pionie).Z figury 4 i 6 wynika, ze uklad wedlug wynalazku umozliwia generowanie poza laserowymi wiazkami wyjsciowymi wychodzacymi z modulatora 2 akustyczno-optycznego pod stalymi katami ugiecia, takze dodatkowych wiazek rozchodzacych sie w tej samej plaszczyznie co wiazki o stalych katach ugiecia, lecz majacych zmienny kat ugiecia. Wynalazek zapewnia równiez wspólna korekcje polozenia wszystkich wyjsciowych wiazek laserowych w tej samej plaszczyznie propagacji. Oba rozwiazania moga miec liczne zastosowania w wiekszosci modulatorów akustyczno-optycznych, zwlaszcza w generatorach laserowych znaków alfanumerycznych. PL

Claims (7)

  1. Zastrzezenia patentowe 1. Uklad sterowania wielowiazkowym modulatorem akustyczno-optycznym, w którym wykorzystuje sie dyfrakcje Bragga do wytwarzania wielu wychodzacych wiazek laserowych i w którym element akustyczno-optyczny zawiera co najmniej jeden przetwornik ultradzwiekowy a wyjsciowe wiazki laserowe leza we wspólnej plaszczyznie, zawierajacy generatory wielkiej czestot¬ liwosci, których czestotliwosci mieszcza sie w zakresie KF lub UKF i które polaczone sa poprzez odpowiednie przyporzadkowane stopnie sterujace co najmniej z jednym przetwornikiem ultradz¬ wiekowym, przy czym czestotliwosc kazdego z generatorów wyznacza kat ugiecia jednej z wyjscio¬ wych wiazek laserowych elementu akustyczno-optycznego, a amplitudy ich sygnalów wyjsciowych wplywaja na natezenie wiazek wyjsciowych, kazdy ze stopni sterujacych ma wejscie sterujace, od którego stanu uzaleznione jest przeslanie napiecia z przyporzadkowanego mu generatora i/lub poziom przesylanego napiecia znamienny tym, ze co najmniej jeden ze stopni sterujacych (6) jest dolaczony do kazdego z przetworników ultradzwiekowych (3) i co najmniej jeden z generatorów wielkiej czestotliwosci (5,10) jest generatorem (10) o regulowanej czestotliwosci majacym wejscie sterujace (13), do którego doprowadzony sygnal sterujacy wyznacza czestotliwosc generowanego sygnalu.128 757 7
  2. 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kilka stopni sterujacych (6) sa dolaczone poprzez wspólny linearny sumator (14) do kazdego z przetworników ultradzwiekowych (3).
  3. 3. Uklad wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze co najmniej jeden generator (10) o regulowanej czestotliwosci jest przyporzadkowany kazdemu wspólnemu sumatorowi linearnemu (14).
  4. 4. Uklad wedlug zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, ze miedzy kazdym z sumatorów linearnych (14) a przyporzadkowanym przetwornikiem ultradzwiekowym wlaczony jest wzmacniacz(7).
  5. 5. Uklad wedlug zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, ze zakres czestotliwosci generatora (10) o regulowanej czestotliwosci rózni sie od czestotliwosci sygnalów generowanych przez generatory (5) o stalej czestotliwosci.
  6. 6. Uklad wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze miedzy kazdym ze wzmacniaczy (7) a przypo¬ rzadkowanym sumatorem linearnym (14) wlaczony jest mieszacz (15), przy czym pierwsze wejscie (16) mieszacza (15) jest polaczone z wyjsciem sumatora linearnego (14), a drugie wejscie (17) mieszacza (15) jest polaczone z wyjsciem generatora pomocniczego (18) o regulowanej czestotliwosci.
  7. 7. Uklad wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze wzmacniacz (7) jest wzmacniaczem pasmowym. %*128 757 ftg.2 il e 9 R5.3128 757 óa fe lAMAAAAA^ i -fi 'a, fial rz/yi p///;i—pw^ iv/^j—EZ2—UZZI %5128757 ty PracowniaPoligraficzni UP PRL. Naklad 100 cgz. Cena 100 zl PL
PL1980223587A 1979-04-18 1980-04-18 Control system for controlling a multi-beam optical-acoustic modulator utilizing thy bragg diffraction for generating plurality of output laser beams PL128757B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL223587A1 PL223587A1 (pl) 1981-02-27
PL128757B1 true PL128757B1 (en) 1984-02-29

Family

ID=10999076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1980223587A PL128757B1 (en) 1979-04-18 1980-04-18 Control system for controlling a multi-beam optical-acoustic modulator utilizing thy bragg diffraction for generating plurality of output laser beams

Country Status (9)

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

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE33931E (en) * 1981-12-21 1992-05-19 American Semiconductor Equipment Technologies Laser pattern generating system
EP0100238B1 (en) * 1982-07-27 1991-06-26 Hoya Corporation Acoustooptic modulation element and system
DE3472322D1 (en) * 1983-08-26 1988-07-28 Hitachi Ltd Optical information recording and reproducing apparatus
FR2575840B2 (fr) * 1984-01-10 1987-06-12 Sfena Deflecteur acousto-optique polychromatique
FR2557985B1 (fr) * 1984-01-10 1987-04-24 Sfena Deflecteur acousto-optique polychromatique
US4636718A (en) * 1984-07-20 1987-01-13 Sperry Corporation Acousto-optical spectrum analyzer with expanded frequency resolution
FR2597987B2 (fr) * 1986-04-25 1991-05-10 Sfena Deflecteur acousto-optique polychromatique
US5208697A (en) * 1990-03-30 1993-05-04 Hughes Aircraft Company Microwave frequency range electro-optic modulator with efficient input coupling and smooth wideband frequency response
US5959702A (en) * 1996-10-04 1999-09-28 Goodman; John Mott Lensless video projector
US5963569A (en) * 1997-03-28 1999-10-05 International Business Machines Corporation Multiple channel acousto-optic modulators
US5981903A (en) * 1997-03-28 1999-11-09 International Business Machines Corporation Laser system for simultaneous texturing of two sides of a substrate
US7003003B2 (en) * 2003-07-21 2006-02-21 Coherent, Inc. Method and apparatus for providing multiple independently controllable beams from a single laser output beam
DE112005001324T5 (de) * 2004-06-07 2007-08-23 Electro Scientific Industries, Inc., Portland AOM-Modulationstechniken zur Verbesserung von Lasersystemleistung
GB0617945D0 (en) 2006-09-12 2006-10-18 Ucl Business Plc Imaging apparatus and methods
US20090052010A1 (en) * 2007-08-23 2009-02-26 Raymond Michaud Apparatus for providing multiple independently controllable beams from a single laser output beam and delivering the multiple beams via optical fibers
US7675673B2 (en) * 2008-03-26 2010-03-09 Coherent, Inc. Apparatus for providing multiple time-division multiplexed independently controllable pulsed beams from a single, pulsed laser output-beam
GB201006679D0 (en) 2010-04-21 2010-06-09 Ucl Business Plc Methods and apparatus to control acousto-optic deflectors
GB201106787D0 (en) 2011-04-20 2011-06-01 Ucl Business Plc Methods and apparatus to control acousto-optic deflectors
EP3074814B1 (en) * 2013-11-28 2019-10-23 Femtonics Kft. Acousto-optic deflector comprising multiple electro-acoustic transducers
US11187962B2 (en) * 2018-12-14 2021-11-30 Mycronic AB Reducing impact of cross-talk between modulators that drive a multi-channel AOM

Family Cites Families (6)

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

Also Published As

Publication number Publication date
SU984418A3 (ru) 1982-12-23
EP0018150A1 (en) 1980-10-29
PL223587A1 (pl) 1981-02-27
DD150816A5 (de) 1981-09-16
US4371964A (en) 1983-02-01
ATE4396T1 (de) 1983-08-15
DE3064475D1 (en) 1983-09-08
HU180848B (en) 1983-04-29
EP0018150B1 (en) 1983-08-03
JPS55142313A (en) 1980-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL128757B1 (en) Control system for controlling a multi-beam optical-acoustic modulator utilizing thy bragg diffraction for generating plurality of output laser beams
US11409184B2 (en) Acousto-optic deflector with multiple output beams
EP3319017A1 (en) Multi-channel laser system including an acousto-optic modulator (aom) and related methods
EP3319185B1 (en) Multi-channel phase-capable acousto-optic modulator (aom) and related methods
US20150338718A1 (en) Acousto-optic deflector with multiple transducers for optical beam steering
US3799652A (en) Optical deflection system with acousto optical cell and associated prisms
US4206347A (en) Acousto-optic multiplexing and demultiplexing
US9958711B1 (en) Control system using a phase modulation capable acousto-optic modulator for diverting laser output intensity noise to a first order laser light beam and related methods
US3691483A (en) Phased array laser source
US3906393A (en) Acoustically controlled distributed feedback laser
US3424906A (en) Light-sound interaction system with acoustic beam steering
US3502879A (en) Light scanning device
US6111686A (en) Optical fiber amplifier
DE2006475A1 (de) Vorrichtung zum Ablenken eines einfallenden Licnttaünciels in eine von zwei divergierenden Richtungen
US4960322A (en) Kerr-Bragg agile beam steering device
CN100365471C (zh) 光学相控阵器
EP0361653B1 (en) Optical scanning system
Antonov et al. Highly effective acoustooptic diffraction of light by multifrequency sound using a nonaxial deflector
CN114637154B (zh) 一种用于光学相控阵的级联周期性极化电光晶体结构
US3810199A (en) High speed optical printer
JPS6388529A (ja) 多機能光信号処理システム構成可能の光偏向器
RU2031426C1 (ru) Способ сканирования светового пучка
SU701322A1 (ru) Акустооптическое устройство дл отклонени оптического излучени и сдвига его частоты
RU2085983C1 (ru) Многоэлементный электроакустический преобразователь
JPS6347738A (ja) 弾性表面波光偏向器