SU48540A1

SU48540A1 - Device for modulating light

Info

Publication number: SU48540A1
Application number: SU173441A
Authority: SU
Inventors: С.Я. Соколов
Original assignee: С.Я. Соколов
Priority date: 1935-07-22
Filing date: 1935-07-22
Publication date: 1936-08-31

Description

Насто щее изобретение касаетс устройства дл модул ции света с использованием принципа образовани дифракционной решетки иод вли нием внешних механических колебаний. В данном случае свет проходит через пьезоэлектрический кристалл, который возбужден в упругих колебани х, а изменение интенсивности света в этом случае получаетс вследствие образовани дифракционной динамической решетки.The present invention relates to a device for modulating light using the principle of forming a diffraction grating by the influence of external mechanical vibrations. In this case, the light passes through a piezoelectric crystal, which is excited in elastic oscillations, and the change in light intensity in this case is obtained due to the formation of a diffraction dynamic grating.

Использование влени дифракции света под действием ультраакустических колебаний дл целей модул ции света было известно раньше (проф. Королюс. „Телефункен).The use of light diffraction under the action of ultrasonic vibrations for the purpose of modulating light was known before (by Prof. Korolyus. Telefunken).

После целого р да исследований по вопросам дифракции света установлено, что вышеуказанное предложение фирмы „Телефункен не может и.меть практического применени , так как оно предусматривает образование дифракционной решетки ультраакустическими волнами в жидкой среде. Использование жидкой среды дл указанных целей нецелесообразно по следующим соображени м:After a series of studies on the diffraction of light, it was found that the aforementioned proposal of the company Telefunken could not be used for practical purposes, since it provided for the diffraction grating to be formed by ultraacoustic waves in a liquid medium. The use of a liquid medium for these purposes is impractical because of the following considerations:

1.Ультраакустические колебани в жидкой среде при значительной мощности их имеют нелинейный характер. Следовательно, модул ци света также будет нелинейной.1. Ultraacoustic oscillations in a liquid medium with a considerable power are non-linear in nature. Consequently, the modulation of light will also be non-linear.

2.Дл образовани дифракционной2. To form a diffraction

решетки в жидкости, обеспечивающей необходимую глубину модул ции света, необходимо создать ультраакустические колебани значительной интенсивности, что поведет к увеличенной электрической мощности, питающей пьезоэлектрическую пластину.grids in a fluid that provides the necessary depth of light modulation, it is necessary to create ultra-acoustic oscillations of considerable intensity, which will lead to increased electrical power feeding the piezoelectric plate.

3.Дл образовани ультраакустических колебаний в жидкости необходимо кварцевую пластину, генерирующую ультраакустические колебани , ставить в такие услови , что декремент затухани ее становитс настолько велик, что необходимо подводить значительную электрическую мощность дл питани пьезоэлектрической пластины.3. To form ultra-acoustic oscillations in a liquid, a quartz plate that generates ultra-acoustic oscillations is necessary, put in such conditions that its damping factor becomes so large that it is necessary to supply considerable electrical power to power the piezoelectric plate.

Таким образом, соображени , указанные в ЯП. 2 и 3, приведут к большим размерам всей электрической аппаратуры , что практически неприемлемо.Thus, the considerations mentioned in the PP. 2 and 3, will lead to large sizes of all electrical equipment, which is practically unacceptable.

4.Способность жидкости измен ть физические свойства в широких пределах от воздействи температуры также определ ет целесообразность использовани дифракционной решетки в жидкости .4. The ability of a fluid to change its physical properties over a wide range of temperature effects also determines the appropriateness of using a diffraction grating in a fluid.

На основании вышеизложенного практически наиболее пригодным способом модул ции света вл етс способ, при котором свет проходит непосредственно через колеблющийс кварцевый кристалл .Based on the foregoing, a practically suitable way of modulating light is the way in which light passes directly through an oscillating quartz crystal.

На прилагаемом чертеже изображенаThe attached drawing shows

принципиальна схема устройства согласно изобретению.schematic diagram of the device according to the invention.

Сущность предлагаемого устройства заключаетс в следующем. Кварцева пластина с перпендикул рными или параллельными срезами возбуждаетс от генератора высокой частоты.The essence of the proposed device is as follows. A quartz plate with perpendicular or parallel cuts is excited by a high frequency generator.

Электроды у кварца должны на его поверхность прилегать вплотную или, еще лучше, быть нанесенными распыленным металлол( непосредственно на его поверхность.The electrodes of quartz must lie flush on its surface or, better yet, be sprayed with metal (directly on its surface).

Кварцева пластина может быть возбуждена как в основном тоне, так и в обертонах.The quartz plate can be excited both in the basic tone and in overtones.

Картина дифракции света наблюдаетс тогда, когда через возбужденную кварцевую пластину пропускать параллельный луч света, направленный перпендикул рно к направлению возбуждени .A light diffraction pattern is observed when a parallel beam of light directed perpendicular to the direction of the excitation passes through the excited quartz plate.

Согласно прилагаемому чертежу от источника 7 через щель 2 и оптику 3 свет параллельным пучком проходит через кварцевую пластину 4 и, выйд из нее и пройд оп ть таки через оптику и щель, попадает на светочувствительную поверхность, например пленку 5.According to the attached drawing, from the source 7, through the slit 2 and the optics 3, the light passes through a quartz plate 4 in a parallel beam and, coming out of it and passing through the optics and the slit again, hits the photosensitive surface, for example, the film 5.

В момент возбуждени кварца на щели у пленки наблюдаетс картина дифракции , вследствие чего интенсивность спектра нулевого пор дка, прошедшего через щель, уменьшаетс . Следовательно, модулиру генератор высокой частоты, удаетс получить соответствующее изменение интенсивности света в щели дл спектра нулевого пор дка.At the moment of quartz excitation on the slit of the film, a diffraction pattern is observed, as a result of which the intensity of the zero-order spectrum passing through the slit decreases. Consequently, the high frequency generator is able to obtain a corresponding change in the intensity of light in the slit for the zero-order spectrum.

Таким способом можно получить глубину модул ции светового потока до 90 %. Примен несколько кварцевых пластин, можно иметь возможность модулировать неограниченной интенсивности световые потоки.In this way, the modulation depth of the light flux up to 90% can be obtained. By using several quartz plates, one can be able to modulate unlimited intensity light streams.

Вместо спектра нулевого пор дка можно пропустить через щель свет дифракционных спектров, собранный линзой на щели, причем спектр нулевого пор дка не должен попадать на щель.Instead of the zero-order spectrum, the light of the diffraction spectra collected by the lens on the slit can be passed through the slit, and the zero-order spectrum should not fall on the slit.

Этот способ дает глубину модул ции до 80 %.This method gives modulation depths up to 80%.

В р де случаев целесообразно использовать пространственную дифракционную картину. Дл этой цели кварцева пластина должна быть возбуждена с помощью двух или трех пар электродов, расположенных взаимно перпендикул рно . Частотную характеристику при таком способе модул ции света можно получить достаточно пр молинейной в диапазоне частот от нул до нескольких дес тков тыс ч. При этом способе модул ции света из.менение температуры кварца сказываетс очень мало на качестве частотной характеристики.In some cases it is advisable to use the spatial diffraction pattern. For this purpose, a quartz plate must be excited using two or three pairs of electrodes arranged mutually perpendicularly. With this method of modulating light, the frequency response can be obtained fairly straightforward in the frequency range from zero to several tens of thousands of hours. With this method of modulating light from changing the temperature of the quartz, the quality of the frequency response is very small.

Модул ци света указанным путем может быть использована дл целей записи звука, телевидени и оптической св зи.The modulation of light in this way can be used for sound recording, television and optical communications.

Предмет изобретени .The subject matter of the invention.

Claims

1. A device for modulating light based on the principle of forming a diffraction grating in the path of the light beam under the influence of externally applied mechanical vibrations, characterized in that a piezoelectric transparent crystal is used as an elastic medium and carrier of the diffraction grating in the state of forced or free oscillations.

2. Change the device pop. 1, characterized by the use of a diffraction grating in an oscillating crystal in one, two, or three dimensions.

3. The form of the device according to I paragraphs. 1 and 2, characterized in that for 1 modulation of the light beam passing through the crystal I in any direction i, a three-dimensional diffraction is applied

lattice.

4. In the device according to claims. 1-3 application of a piezoelectric crystal in the form of a cube, plate, ring or

i spheres.