DE1285531B - Elektrooptische Abtastanordnung - Google Patents
Elektrooptische AbtastanordnungInfo
- Publication number
- DE1285531B DE1285531B DEW42419A DEW0042419A DE1285531B DE 1285531 B DE1285531 B DE 1285531B DE W42419 A DEW42419 A DE W42419A DE W0042419 A DEW0042419 A DE W0042419A DE 1285531 B DE1285531 B DE 1285531B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- radiation
- source
- signals
- binary
- crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 47
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 34
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 61
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 32
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 241000931526 Acer campestre Species 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- NYZGMENMNUBUFC-UHFFFAOYSA-N P.[S-2].[Zn+2] Chemical compound P.[S-2].[Zn+2] NYZGMENMNUBUFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000005338 frosted glass Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229940125730 polarisation modulator Drugs 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
Wie alle übrigen Abtastsysteme ist ein optisches io 41,42, 43 und 44 übertragen wird, die durch die
Abtastsystem nur dann praktikabel, wenn es eine Signalquellen 31,32,33 und 34 gesteuert werden,
hohe Rasterdichte im Ausgangsfeld, d. h. eine hohe Die von den erwähnten Quellen gelieferten Signale
Dichte der diskreten, jeweils anzusteuernden Aus- sind vorzugsweise binär, da die Erfindung insbesongangsstellen,
ermöglicht. Versuche, mit den bekann- dere für Systeme geeignet ist, bei denen sowohl die
ten Analogabtastsystemen — gleichgültig, ob hierbei 15 Eingangs- als auch die Ausgangssignale in binärer
ein Lichtstrahl oder ein Elektronenstrahl vorgesehen oder digitaler Form vorliegen, jedoch ist die Anist
— eine hohe Rasterdichte zu erhalten, waren Wendung der Erfindung nicht auf derartige Systeme
bisher nicht erfolgreich, und zwar hauptsächlich beschränkt.
wegen ernster Registrierungs- und Adressierfehler- Die Quelle 1 liefert einen gerichteten Lichtstrahl,
Probleme. Bei den bekannten Systemen war es 20 der in der Richtung der X-Achse linear oder eben
notwendig, komplizierte und kostspielige Fehler- polarisiert ist und einen Träger für die übertragenen
korrektur- und Rückkopplungsschaltungen zu ver- Informationen darstellt. Die Quelle 1 kann einen
wenden, um sicherzustellen, daß der umzusetzende optischen Maser enthalten, der einen intensiven,
Lichtstrahl tatsächlich auf die gewünschte Stelle des phasenkohärenten Lichtstrahl liefert. Die Kohärenz
Ausgangsfeldes abgelenkt wird. Da des weiteren die 25 vergrößert die Lichtwirkung, welche ihrerseits die
Adressensignale selbst regelmäßig digitaler Natur Auflösung vergrößert, die an der Ausgangsmatrix 22
sind, war es bisher notwendig, einen Digital-Analog-Umsetzer vorzusehen, um diese Signale in die
entsprechenden analogen Ablenksignale für die Ablenkeinrichtung umzusetzen.
Alle diese Notwendigkeiten sind für eine digitale Abtastanordnung der einleitend beschriebenen Art
erfindungsgemäß beseitigt durch die Kombination einer Quelle eines engen Strahlenbündels polarisierter
erhalten werden kann. Die Frequenz der Quelle 1 braucht nicht in dem Bereich zu liegen, der mit
sichtbarem Licht bezeichnet wird, sie kann eine höhere oder niedrigere Frequenz der elektromagnetischen
Wellenenergie sein, die von den nachfolgenden binären Ablenkstufen 41, 42, 43 und 44
ohne übermäßige Dämpfung durchgelassen wird. Im allgemeinen wächst die Auflösung, die man an der
elektromagnetischer Strahlung, einer im Strahlengang 35 Ausgangsmatrix 22 erhält, mit zunehmender Freilegenden
digitalen Lichtablenkeinrichtung, die unter quenz der Wellenenergie des Strahls der Quelle 1.
der Steuerung von Signalen einer äußeren Quelle das In den binären Ablenkeinheiten oder Stufen
Strahlenbündel in einer Mehrzahl binärer Schritte 41,42, 43 und 44 wird je die Polarisationsebene des
auf eine Ausgangsstellung hin als Funktion der Strahls der Quelle 1 gedreht, ferner wird in jeder
Polarisation des Strahlenbündels ablenkt und einer 40 Stufe der Strahl in Abhängigkeit von seiner Polarisa-Mehrzahl
strahlungsempfindlicher Elemente zum tion in binärer Weise abgelenkt. Die Einheiten sind
Auffangen des abgelenkten Strahlenbündels und zum in der angegebenen Reihenfolge hintereinander in
Erzeugen eines elektrischen Signals auf ihre selektive den Strahlengang gestellt.
Anregung hin. Die Polarisationsmodulatoren 2,7,12 und 17 in
Diese Anordnung hat, wie vorstehend erwähnt, 45 den binären Ablenkeinheiten 41, 42, 43 bzw. 44
zahlreiche Vorteile. können z. B. Faraday-Rotationen sein, in denen ein
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet; in der Zeichnung zeigt
Fi g. 1 in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäß
ausgebildetes Ablenksystem,
F i g. 2 eine schematische Darstellung der Ausgangsmatrix 22 der F i g. 1,
F i g. 3 eine Tabelle, in der die Entsprechungen zwischen den Kreuzpunkten der Ausgangsmatrix
magneto-optischer Effekt ausgenutzt wird. Weiterhin können sie Halbwellenplatten sein, welche einen
elektro-optischen Effekt ausnutzen, der unter dem Einfluß von Halbwellenspannungen der binären
Signalquellen 31, 32, 33 und 34 induziert wird. Im letzteren Fall, der in F i g. 1 dargestellt ist, können
die Teile 3,8,13 und 18 der Dreheinrichtungen
2,7,12 und 17 in vorteilhafter Weise Kristalle aus
nach den F i g. 1 und 2 und den verschiedenen 55 Kaliummonophosphat (KDP) oder Ammoniummono-Permutationen
und Kombinationen der Signale der phosphat (ADP) sein. Ihre normalen optischen
Achsen liegen auf der Z-Achse, welche die Fortpflanzungsrichtung des Strahls der Quelle 1 in F i g. 1
ist, während ihre induzierten optischen Achsen in der XF-Ebene unter einem Winkel von 45° zur Polarisation
des Strahls der Quelle 1 liegen,
vier Quellen der F i g. 1 dargestellt sind,
Fig. 4 eine vereinfachte Ansicht einer Ausgangsmatrix bei Anwendung als Speicher hoher Arbeitsgeschwindigkeit mit beliebigem Zugriff,
F i g. 5 einen Schaltkreuzpunkt einer Ausgangsmatrix bei Anwendung in einem schnell arbeitenden
elektronischen Fernsprechvermittlungssystem,
Fig. 6 ein Blockschema eines Systems zur Erzeugung sichtbarer Schaubilder,
F i g. 7 eine Ausgangsmatrix bei Anwendung auf Nachrichtenübertragungssysteme und
F i g. 8 einen Kristall sowie Lichtstrahlwege zur
um eine
Drehung der Richtung der Polarisation des Strahls zwischen zueinander senkrechten Richtungen zu
ermöglichen. Diese induzierten optischen Achsen werden unter dem Einfluß von Halbwellenspannungen
der Quellen 31, 32, 33 und 34 durch elektrische Felder parallel zur Z-Achse induziert. Die induzierte
Anisotropie ist als linearer Pockel-Effekt bekannt.
An gegenüberliegenden großen Flächen des Kristalls 3 sind die Elektroden 4 und 5 befestigt, die
so aufgebaut sind, daß sie den Durchgang von Licht zulassen. Sie können transparente metallische Filme
sein, z. B. aus Gold mit einer Dicke von 50 bis 100 Ängström. Das Verfahren zur Herstellung
derartiger aufgedampfter metallischer Elektroden ist eingehend im Kapitel IV von »Procedures in
Experimental Physics« von John Strong, Prentice Hall, 1939, beschrieben. Andererseits können die
Elektroden die Form annehmen, wie sie in F i g. 5 der USA.-Patentschrift 2 467 325 vom 12. April 1949
dargestellt ist, wo sie aus zwei Gittern aus leitendem Material bestehen, z. B. metallischen Maschen oder
Drähten oder aus einem metallischen Überzug, der an den großen Flächen des Kristalls 3 befestigt ist.
Die Elektroden 4 und 5 sind durch elektrische Leiter mit der binären Signalquelle 31 verbunden.
Für die Dreheinrichtungen 7, 12 und 17 sind in gleicher Weise Elektroden vorgesehen, die durch ao
elektrische Leiter mit den binären Signalquellen 32, 33 und 34 verbunden sind.
Die Mittel für das binäre Ablenken des Strahls in jeder Ablenkeinheit bestehen aus den Kristallen
6,11,16 und 21 in den Einheiten 41, 42,43 und 44.
Die Kristalle 6,11,16 und 21 sind doppelbrechende Kristalle, die durch einachsige polarisationsempfindliche
Anisotropie gekennzeichnet sind. Vorzugsweise haben die Kristalle 6,11,16 und 21 parallele große
Flächen, die senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung des Strahls der Quelle 1 liegen. Die optischen Achsen
der Kristalle 6 und 11 sind innerhalb der YZ-Ebene nach oben geneigt, d. h. in der positiven Y-Richtung
in der Fortpflanzungsrichtung des Strahls. Innerhalb der ATZ-Ebene, die senkrecht zur FZ-Ebene liegt,
sind die optischen Achsen der Kristalle 16 und 21 in der positiven AT-Richtung in der Fortpflanzungsrichtung
des Strahls geneigt. Es werden gleiche schiefe Winkel zur Fortpflanzungsrichtung des Strahls
benutzt, um die Größe der Ablenkung entsprechend der Polarisation des Strahls und der Dicke der verschiedenen
Kristalle veränderlich zu machen. Es sei jedoch bemerkt, daß die Erfindung nicht auf die
Anwendung von gleichen schiefen Winkeln beschränkt ist.
Die Bedeutung der optischen Achsen und ihrer in F i g. 1 dargestellten speziellen Orientierungen sind
später vollständiger erklärt. Diese Orientierungen sind für einen negativen einachsigen Kristall, wie
Calcit, geeignet, wenn der Weg des nicht abgelenkten Strahls der Quelle 1 das Element d der Ausgangsmatrix 22 schneidet, wie es in F i g. 2 angegeben ist.
Die Dicke der Kristalle, z. B. der Kristalle 6 und 11, mit ihren optischen Achsen in der YZ-Ebene
nimmt geometrisch zur Quelle 1 hin zu, während die Dicke der Kristalle, z. B. der Kristalle 16 und 21,
mit ihren optischen Achsen in der ATZ-Ebene geometrisch zur Quelle 1 hin in der anderen
Progression zunimmt, d. h. der Kristall 6 hat die doppelte Dicke wie der Kristall 11, während der
Kristall 16 die doppelte Dicke des Kristalls 21 hat. Diese Anordnung ermöglicht eine Änderung der
Signale der Quellen 31,32,33 und 34, die zur Hervorbringung
einer fernsehartigen Abtastung der Ausgangsmatrix 22 am wirtschaftlichsten ist, wobei
die Abtastung später vollständiger beschrieben wird. Jede andere Anordnung der Kristalle 6,11,16 und
21 ist ebenfalls zur Durchführung der Erfindung brauchbar. Es sei dabei bemerkt, daß ähnliche
Ablenkungen durch aufeinanderfolgende Unterschiede in den Winkeln der schiefen optischen
Achsen der Kristalle und nicht in ihren Dicken erreicht werden können.
Die binäre Signalquelle 31 ist in der Lage, wenigstens zwei Signalwerte zu liefern, von denen der eine
eine Polarisation des Strahls an der Ausgangsseite des Modulators 2 erzeugt, die senkrecht zur durch
den anderen Wert erzeugten Polarisation liegt. Bei der Ausführung der F i g. 1 sind diese beiden Signalwerte, F0 und V1, 0 Volt bzw. die Halbwellenspannung,
die für Kaliummonophosphat etwa 7 kV angelegt in der Richtung der Z-Achse, beträgt. Die
Quellen 32,33 und 34 sind in der Lage, Signale der gleichen Größe zu liefern. Die binären Signalquellen
31, 32, 33 und 34 können die in ihren Signalen enthaltene Information von getrennten Quellen
oder von einer gemeinsamen Eingangssignalquelle erhalten.
Die Ausgangsmatrix 22 besteht aus einer Anordnung lichtempfindlicher Elemente in Zeilen und
Spalten, wie sie von der Quelle 1 aus gesehen in F i g. 2 dargestellt ist. Obwohl diese lichtempfindlichen
Elemente nicht sämtlich in derselben ATY-Ebene zu liegen brauchen, wie dies in F i g. 2
dargestellt ist, empfängt jedes Element den Strahl der Quelle 1 an einer bestimmten der Positionen, auf die
die binären Ablenkstufen 41, 42, 43 und 44 den Strahl ablenken können. Die Elemente können getrennte
Informationsausgänge darstellen; sie können bei einigen Anwendungen auch zu einem gemeinsamen
Informationsausgang kombiniert werden. Spezielle Formen für die Ausgangsmatrix 22 werden
später beschrieben.
Beim Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Ausführung wird ein eben polarisierter Lichtstrahl mit
einer Polarisation parallel zur A*-Achse von der Quelle 1 emittiert und schreitet in Z-Richtung fort.
Der Strahl gelangt durch die hintereinandergeschalteten binären strahlablenkenden Einheiten 41,42,43
und 44, wo er den binären Signalen der Quellen 31,32,33 und 34 ausgesetzt wird und gelangt schließlich
zur Ausgangsmatrix 22. Wenn er nicht abgelenkt wird, gelangt er zur Position d der Ausgangsmatrix 22
(Fig. 2).
Um den grundsätzlichen Mechanismus der Ablenkung zu verstehen, sei auf Fig. 8 hingewiesen.
Der doppelbrechende anisotrope Calcit-Kristall 26 wird so geschnitten, daß er den Kristallen 6 und 11
in Fig. 1, von der dem Beobachter zugewandten Seite betrachtet, gleicht. Der Kristall 26 gleicht
ferner den Kristallen 16 und 21 der Fig. 1, wenn man sie in F i g. 1 von unten betrachtet. Zwei eben
polarisierte Lichtstrahlen, die nach rechts gehen, sind an der linken großen Fläche des Kristalls 26
koinzident. Die Polarisationsrichtung des ersten Strahls liegt in Papierebene, wie es durch die
senkrechten Pfeile dargestellt ist. Die Polarisationsrichtung des zweiten Strahls liegt senkrecht zur
Papierebene, wie es durch die Punkte dargestellt ist. Der Kristall 26 weist parallele große Flächen auf, die
senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung beider Strahlen liegen. Die optische Achse des Kristalls 26 liegt in
der Ebene, die durch die Fortpflanzungsrichtung und die Polarisationsrichtung des ersten Strahls definiert
ist. Weiterhin bildet die optische Achse des Kristalls 26 einen schiefen Winkel sowohl zur Polarisations-
richtung als auch zur Fortpflanzungsrichtung des Wenn der Strahl weiterläuft, wird seine Polarisa-
ersten Strahls, jedoch liegt sie senkrecht zur Polarisa- tion durch die Dreheinrichtung 17 ebenfalls nicht getionsrichtung
des zweiten Strahls. Die Bedeutung der ändert, da an die Dreheinrichtung durch die Quelle 34
optischen Achse liegt darin, daß die Fortpflanzungs- 0 Volt angelegt sind. Wenn der Strahl durch den
richtung des ersten Strahls innerhalb des Kristalls 26 5 anisotropen Calcit-Kristall 21 hindurchgeht, wird er
gebeugt wird. Wenn der Kristall 26 ein Calcit- setzung halb so groß ist wie die Versetzung beim
Kristall oder ein anderer sogenannter »negativer« Kristall 16 versetzt, abgesehen davon, daß die Vereinachsiger
Kristall ist, wird bewirkt, daß der erste setzung halb so groß ist wie die Versetzung beim
Strahl näher der senkrechten Richtung zur optischen Kristall 16. Da bei der Ausführung der Fig. 1 der
Achse läuft. Diese Beugung wird an der rechten io Kristall 21 einer der dünnsten Kristalle ist, ist diese
großen Fläche aufgehoben oder umgekehrt, so daß Versetzung die Grundeinheit der Versetzung. Daher
der erste Strahl in einem Weg parallel zu seinem ist nunmehr der Strahl in der negativen X-Richtung
ursprünglichen Weg einläuft. Der zweite Strahl läuft insgesamt um drei Einheiten versetzt,
jedoch gerade hindurch, da seine Polarisations- Infolgedessen kommt der Strahl an der Ausgangsrichtung
nicht schief, sondern senkrecht zur optischen 15 matrix 22, wie sie in Fi g. 2 dargestellt ist, drei EinAchse
liegt. Er wird nicht abgelenkt, auch wenn heiten oder diskrete Positionen links von seiner
seine Fortpflanzungsrichtung schief zur optischen nichtabgelenkten Position an und trifft das Element «>
Achse liegt. Die Entsprechung zwischen dem Element α und den
Wenn der Kristall 26 ein sogenannter »positiver« Signalwerten 0 der Quellen 31,32,33 und 34 ist in
einachsiger anisotropischer Kristall wäre, würde der so der Tabelle der F i g. 3 aufgezeichnet.
Strahl so gebeugt, daß er näher zur parallelen Rieh- Es sei nun angenommen, daß nur das von der
tung zur optischen Achse gebeugt wird, wobei sowohl binären Quelle 34 gelieferte Signal geändert wird,
seine Polarisationsrichtung als auch seine Fort- Demgemäß erscheint das Signal V1, das 7 kV beträgt,
Pflanzungsrichtung schief zur optischen Achse liegen. wenn die Platte 17 aus Kaliummonophosphat besteht,
Es können auch zweiachsige Kristalle verwendet 25 am Ausgang der Quelle 34. Da dies die Halbwellenwerden,
indem ein derartiger Kristall so orientiert spannung der Halbwellenplatten-Dreheinrichrung 17
wird, daß seine beiden optischen Achsen in der ist, wird nunmehr die Richtung oder Ebene der
Ebene liegen, die durch die Fortpflanzungsrichtung Polarisation des Strahls um das Doppelte des Winkels
des Lichtstrahls und die optische Achse des ein- zwischen der induzierten optischen Achse der Drehachsigen
Kristalls, an dessen Stelle er tritt, definiert 30 einrichtung 17 und der einfallenden Polarisationsist. Eine seiner optischen Achsen liegt senkrecht zur richtung des Strahls gedreht. Somit beträgt die
Fortpflanzungsrichtung des Lichtstrahls, während die Gesamtdrehung 90°, so daß die Polarisationsrichtung
andere im schiefen Winkel zur Fortpflanzungs- des Strahls in der FZ-Ebene liegt. Da an der Drehrichtung
des Lichtstrahls liegt. einrichtung 17 eine Halbwellenspannung ansteht, um Um zu veranschaulichen, wie die Ablenkung in 35 diesen elektro-optischen Effekt hervorzubringen, der
den binären Stufen 41,42,43 und 44 im tatsäch- als linearer Pockel-Effekt bekannt ist, erfolgt die
liehen Betrieb vor sich geht, sei angenommen, daß Polarisationsdrehung, ohne daß eine elliptische
die binären Signalquellen 31 bis 34 sämtlich ein Polarisation auftritt. Eine Drehung ohne Auftreten
Ausgangssignal F0 liefern, das bei der Ausführung einer elliptischen Polarisation ist auch ohne die Verder
F i g. 1 0 Volt beträgt. Die horizontale Anfangs- 40 Wendung von HalbweHensignalwerten möglich, wenn
polarisation des Strahls wird durch die Dreheinrich- der magneto-optische Faraday-Effekt benutzt wird,
tung 2 nicht gedreht. Wenn der Strahl durch den oder wenn ein dem Faraday-Effekt analoger elektroanisotropen
Calcit-Kristall 6 hindurchgeht, wird er optischer Effekt benutzt wird,
nicht versetzt, da seine Polarisation senkrecht zur Nach der Drehung durch die Dreheinrichtung 17
optischen Achse des Kristalls 6 liegt, und zwar in der 45 liegt die Polarisation des Strahls senkrecht zur
Weise, wie sie in F i g. 8 durch den durch Punkte optischen Achse des anisotropen Kristalls 21, und
dargestellten Strahl angedeutet ist. Ebenso wird die zwar in der durch den durch Punkte dargestellten
Polarisation des Strahls durch die Dreheinrichtung 7 Strahl gezeigten Weise. Hierbei wird der Strahl durch
nicht gedreht, wobei der Strahl durch den anisotro- den Kristall 21 nicht abgelenkt. Infolgedessen ist der
pen Kristall 11 nicht versetzt wird. Wenn der Strahl 50 Strahl in der negativen Z-Richtung nur um zwei
weiter in der Z-Richtung läuft, wird seine Polarisa- Einheiten versetzt. Damit trifft nunmehr der Strahl
tion durch die nichterregte Dreheinrichtung 12 nicht das Element b der Ausgangsmatrix 22.
geändert. Wenn er durch den anisotropen Kristall 16 In ähnlicher Weise können die binären Signalhindurchgeht,
bilden seine Polarisation und seine spannungen der Quellen 31,32,33 und 34 in ver-Fortpflanzungsrichtung
einen schiefen Winkel mit der 55 schiedenen Kombinationen und Permutationen von optischen Achse des Kristalls 16, wie es in Fig. 8 F0 und V1, wie dies in F ig. 3 angegeben ist, geändert
durch den mit Pfeilen versehenen Strahl gezeigt ist. werden, um zu bewirken, daß der Strahl jedes ge-Da
Calcit ein negativer Kristall ist, wird der Strahl- wünschte Element der Ausgangsmatrix 22 trifft
weg in einer Richtung gebeugt, die näher der (Fig. 2).
senkrechten Richtung zur optischen Achse liegt, wie 60 Diese Anordnung kann bei einer Vielzahl von
es in F i g. 8 dargestellt wird, d. h. in die negative Übertragungssystemen angewendet werden, die von
Z-Richtung in Fi g. 1, wenn er durch den Kristall 16 Informationsspeicher- und -Wiedergabesystemen und
hindurchgeht. Wenn der Strahl den Kristall 16 ver- Fernsprechvermittlungssystemen über Systeme mit
läßt, wird die Beugung aufgehoben, so daß der Strahl optischer Darstellung bis zu Nachrichtenübertragungsweiter
in Z-Richtung läuft. Der Strahl ist jedoch 65 systemen reichen. Wie aus der nachfolgenden Erläununmehr
in der negativen Z-Richtung um einen terung hervorgeht, stellen diese Systeme eine Anzahl
Betrag versetzt, der proportional der Dicke des bestimmter Wege dar, Informationen in die Einrich-Kristalls
16 ist. tung einzubringen und sie von ihr abzunehmen.
7 8
Es sollen nun der Aufbau und die Arbeitsweise der ist in eine Reihe aufeinanderfolgender Kombina-Erfindung
für eine Anzahl dieser speziellen Anwen- tionen binärer Ausgangssignale für die Quellen 31,
düngen beschrieben werden. 32, 33 und 34 kodiert. Diese binären Signalkombi-Für
Informationsspeichersysteme kann eine licht- nationen können digitale Adressensignale genannt
empfindliche Speichermatrix für die Ausgangsmatrix 5 werden, weil sie die Informationsspeicherpositionen
22 benutzt werden. Zum Beispiel zeigt F i g. 4 einen in der Karte 50 identifizieren. Jede Kombination
besonderen Aufbau der Ausgangsmatrix 22 der erzeugt ein binäres Bit der Maschinennummer der
F i g. 1 für einen Kartenspeicher. Die Karte 50 Fotozelle 51, das in diesem Fall ein Signal ist, das
enthält Löcher an einigen der Elementpositionen der aus einem vorhandenen Impuls oder einem fehlenden
F i g. 2. In F i g. 4 sind in der Karte 50 an den io Impuls besteht. Offensichtlich erfordert ein Fern-Positionen
a, d, f, g, h, m, η und ρ der allgemeinen sprechamt mit zahlreichen Teilnehmern eine große
Matrix der F i g. 2 Löcher dargestellt. In der Karte Anzahl Ablenkeinheiten und eine entsprechende
50 sind an den Positionen d, c, e, i, j, k, I und ο große Anzahl Informationsspeicherpositionen in der
keine Löcher vorgesehen. Diese Positionen liegen an Ausgangsmatrix 22, d.h. mehr Löcher in der Karte 50.
den Schnittpunkten der Spalten 1, 2, 3 und 4 mit den 15 Das Problem der genauen Anordnung der Löcher
Zeilen I, II, III und IV (Fig. 2). Um mit sichtbarem in der Karte50 in bezug auf die möglichen Posi-Licht
arbeiten zu können, verwendet man Vorzugs- tionen des Lichtstrahls kann leicht in solchen Fällen
weise einen Mittelabstand für die Löcher, der zwei- gelöst werden, wo die Quelle 1 einen optischen
einhalb mal so groß wie deren Durchmesser ist. Maser enthält. An Stelle der Karte 50 wird eine
Auf der Rückseite der Karte 50 ist eine Fotozelle 20 leere Karte eingesetzt. Die Information, die auf der
51 angeordnet, die auf den Lichtstrahl anspricht, Karte gespeichert werden soll, wird dann dadurch
wenn er durch ein Loch hindurchgeht. In dem allge- in die Karte eingeschrieben, daß die Leistung des
meineren Fall einer Informationsspeichermatrix ist optischen Masers in der Quelle 1 über den Ablesejede
Speichereinrichtung zeitweise oder dauernd pegel hinaus erhöht wird, um Löcher in die Karte
durch eine von zwei möglichen Ansprechformen as an den Positionen einzubrennen, die der Lichtstrahl
gekennzeichnet, wenn sie vom Strahl getroffen wird. trifft. Der Lichtstrahl wird auf die gewünschten
Zum Beispiel können an Stelle einer einzigen Foto- Positionen dadurch abgelenkt, daß die entsprechen-
zelle 51 einzelne Fotozellen hinter der Karte 50 an den Signale in den Quellen 31, 32, 33 und 34 erzeugt
jeder der Matrixpositionen angeordnet werden. Jede werden, wie sie in der Tabelle der F i g. 3 angegeben
Fotozelle und die Kartenfläche von ihr bilden eine 30 sind. Die Anordnung kann somit zum Einschreiben
Speichereinrichtung. von Informationen in einen Speicher, wie auch zum
Wenn im Betrieb die Quellen 31, 32, 33 und 34 Ablesen von Informationen aus dem Speicher benutzt
sämtlich ein Signal von 0 Volt erzeugen, ist der werden, wobei der zusätzliche Vorteil entsteht, daß
Lichtstrahl auf die Ausgangsmatrixposition α gerich- die Positionen auf der Speichermatrix genau geordnet
tet, wie es oben beschrieben wurde. Wenn er die 35 sind.
Karte 50 erreicht, geht er durch das Loch am Schnitt- Ein weiteres Anwendungsgebiet betrifft Vermittpunkt
der Spalte 1 mit der Reihe I und trifft die lungssysteme. Zum Beispiel wurde erkannt, daß die
Fotozelle 51. Die Fotozelle 51 erzeugt einen Aus- lichtempfindlichen Schalteinrichtungen einer Ferngangsimpuls.
Wenn das Signal der Quelle 34 auf sprech-Kreuzpunkt-Matrix durch die Ausgangs-7 kV geändert wird, trifft der Strahl das Material der 40 matrix 22 der Fig. 1 gebildet werden können. Bei
Karte 50 an der Position d, d. h. am Schnittpunkt der dieser Ausführung wird an jedem Schnittpunkt oder
Spalte 2 mit der Reihe I. Die Fotozelle 51 erzeugt Kreuzpunkt der Zeilen I, II, III und IV und der
keinen Impuls. Allgemein erzeugt das aufeinander- Spalten 1, 2, 3 und 4 der Ausgangsmatrix 22, wie
folgende Ansprechen oder Nichtansprechen der Foto- sie in Fig. 2 dargestellt sind, eine getrennte lichtzelle
51 bei Änderung der Signale der Quellen 31 45 empfindliche Schalteinrichtung angeordnet,
bis 34 einen digitalen Impulszug, der die auf der Eine bistabile Einrichtung für einen derartigen Karte 50 durch die spezielle Anordnung der Löcher Kreuzpunkt ist in F i g. 5 dargestellt. Es befindet gespeicherte Information führt. Es sei bemerkt, daß sich ein Foto-Transistorschalter 62 an einem Kreuzder Strahl eine Information von der Karte 50 zur punkt, z. B. an der Position α in F i g. 2 der AusFotozelle 51 übertragen hat, wie auch von den so gangsmatrix 22. (Ein geeigneter Foto-Transistor ist Quellen 31,32,33 und 34 zur Fotozelle 51. Somit in der USA.-Patentschrift 2 641713 beschrieben.) stellt die Karte 50 einen Eingang des Übertragungs- Der Foto-Transistor 62, eine Spannungsquelle 68 systems dar. und ein Phosphor 69 liegen in Reihe zwischen den
bis 34 einen digitalen Impulszug, der die auf der Eine bistabile Einrichtung für einen derartigen Karte 50 durch die spezielle Anordnung der Löcher Kreuzpunkt ist in F i g. 5 dargestellt. Es befindet gespeicherte Information führt. Es sei bemerkt, daß sich ein Foto-Transistorschalter 62 an einem Kreuzder Strahl eine Information von der Karte 50 zur punkt, z. B. an der Position α in F i g. 2 der AusFotozelle 51 übertragen hat, wie auch von den so gangsmatrix 22. (Ein geeigneter Foto-Transistor ist Quellen 31,32,33 und 34 zur Fotozelle 51. Somit in der USA.-Patentschrift 2 641713 beschrieben.) stellt die Karte 50 einen Eingang des Übertragungs- Der Foto-Transistor 62, eine Spannungsquelle 68 systems dar. und ein Phosphor 69 liegen in Reihe zwischen den
Diese Ausgangsmatrix für die Ausführung der elektrischen Leitern 60 und 61, die gegebenenfalls
Fig. 1 kann auch bei digitalen Rechengeräten nütz- 55 mit den Teilnehmern 73 und 74 verbunden sind,
lieh sein, wo ein schnellarbeitender Speicher mit Außer dem Foto-Transistor 62 können in der Verbeliebigem
Zugriff gewünscht wird. Sie ist ferner bindung zwischen den Teilnehmern 73 und 74 ein
bei Fernsprechvermittlungssystemen von Nutzen, um oder mehrere andere Schalter vorhanden sein. Der
gewählte Fernsprechnummern in Maschinennummern Phosphor 69 ist ein elektrolumineszentes Element,
umzuwandeln. Es ist bekannt, daß ein Speicher- 60 das so angeordnet ist, daß eine Strahlungsenergiesystem
zur Durchführung einer derartigen Umwand- Rückkopplung zum Foto-Transistor 62 liefert, die
lung erwünscht ist, weil es die Neuzuordnung von später vollständiger beschrieben wird. Das licht-Fernsprechnummern
ohne neue Verdrahtung des emittierende Material 70 des elektrolumineszierenden gesamten Fernsprechsystems ermöglicht. Jedesmal, Elements 69 kann z. B. ein Zinksulfid-Phosphor sein,
wenn eine Fernsprechnummer geändert wird, ist es 65 Die Elektrode 72 des Phosphors 69 ist mit dem
lediglich notwendig, eine neue Karte an Stelle der Draht 61 verbunden. Die Elektrode 71 des Phos-Karte50
einzusetzen, damit die richtigen Verbin- phors69 ist mit der Elektrode 67 verbunden, die
düngen hergestellt werden. Die gewählte Nummer an der iV-Zone 63 des Schalters 62 befestigt ist. Die
809648/1815
9 10
an der iV-Zone 65 des Schalters 62 befestigte Elek- des Grenzwerts der Elemente der Ausgangsmatrix 22
trode 66 ist mit dem Pluspol der Spannungsquelle 68 beseitigt werden. Für die Schalteinrichtung der
verbunden. Der Minuspol der Quelle 68 ist mit dem Fig. 5 kann der Grenzwert für die Schalter, z. B.
Draht 60 verbunden. Offensichtlich kann die Quelle der Transistor 62 auf diese Weise eingestellt werden,
68 auch die entgegengesetzte Polarität haben. 5 ferner kann für den in Fig. 4 dargestellten Karten-
Wenn die binären Ablenkeinheiten 41, 42, 43 speicher der Grenzwert der Fotozelle 51 in gleicher
und 44 den Lichtstrahl der Quelle 1 zur Position α Weise eingestellt werden.
der Ausgangsmatrix 22 leiten, trifft der Lichtstrahl Bei Verwendung einer der in F i g. 4 und 5 dar-
den Foto-Transistor 62 in der Nähe einer oder beider gestellten Ausgangsmatrizen mit den Ablenkeinpn-Übergänge.
Die innerhalb des Transistors 62 io heiten der F i g. 1 wird eine einwertige Entsprechung,
erzeugten Ladungsträger verringern die Impedanz wie sie in der Tabelle der F i g. 3 angegeben ist,
des Sperrichtung vorgespannten Übergangs zwischen zwischen den verschiedenen diskreten Ausgangsder
P-Zone64 und der JV-Zone 65, so daß für den elementen und den verschiedenen Permutationen
Durchgang von Wechselströmen zwischen den Elek- und Kombinationen der binären Signale der Quellen
troden 66 und 67 eine vemachlässigbare Impedanz 15 31, 32, 33 und 34 erreicht. In diesem Zusammenvorhanden
ist. Um den Lichtstrahl der Quelle 1 zur hang bedeutet eine Permutation die Reihenfolge
Herstellung weiterer Verbindungen verfügbar zu einer gegebenen Kombination von binären Signalen
machen, während der Teilnehmer 73 mit dem Teil- in bezug auf die Stelle des Anlegen's an den Strahl,
nehmer 74 spricht, ist ein Haltekreis vorgesehen, Eine einwertige Entsprechung bedeutet, daß jede
um den Schalter 62 während der Dauer der Unter- 20 Kombination und Permutation eine andere Aushaltung
geschlossen zu halten, und zwar zeigt das gangsposition des Strahls hervorbringt. Die einelektrolumineszierende
Element 69 einen vergrößer- wertige Entsprechung kann beibehalten werden, ten Spannungsabfall, wenn der Schalter 62 geschlos- wenn zusätzliche Ablenkeinheiten und Ausgangssen
ist und emittiert einen Rückkopplungs-Licht- elemente bei der Einrichtung verwendet werden,
strahl, der den lichtempfindlichen Schalter 62 ge- 25 indem man den doppelbrechenden Kristall in jeder
schlossen hält. Bei der als Beispiel gewählten An- neuen Einheit doppelt so dick macht, wie den
Ordnung der Fig. 5 ist diese Strahlung auf die dicksten vorherigen Kristall, um eine Ablenkung
Rückseite des Transistor 62 gerichtet, während der in derselben Richtung hervorzubringen.
Strahl der Quelle 1 auf die Vorderseite gerichtet ist. Eine Konsequenz einer derartigen Anordnung
Bei der in Fig. 5 dargestellten Schalteinrichtung 30 besteht darin, daß η binäre Ablenkstufen 2" mögbefinden
sich der Phosphor 69 und die Quelle 68 liehe Positionen des Strahls hervorbringen und
im Nachrichtensignalweg zwischen den Teilnehmern damit 2" Ausgangselemente ermöglichen. Eine qua-73
und 74. Wenn einer der Teilnehmer 73 oder 74 dratische Matrix hat somit auf einer Seite 2"/2 EIeaufhängt,
wird der Nachrichtensignalweg unter- mente. In Fig. 1 ermöglichen vier binäre Ablenkbrochen
und der Phosphor 69 hört mit der Lumines- 35 stufen sechzehn Ausgangselemente, wobei vier auf
zenz auf. Der Rückkopplungs-Lichtstrahl hört also jeder Seite der quadratischen Matrix vorhanden sind,
auf, und der Foto-Transistor 62 kehrt in seinen Fig. 6 zeigt eine Abänderung der Ausführung
gesperrten Zustand hoher Impedanz zurück. der Fig. 1, um sichtbare Darstellungen hervorzu-
Bei der Schalteinrichtung der F i g. 5 ist ein ge- bringen. Hinter der polarisierten Lichtquelle 90 ist
meinsamer Erdrückweg angegeben. Doch sind auch 40 ein Intensitätsmodulator 91 eingeschaltet, um die
andere Anordnungen möglich. Zum Beispiel sei Intensität des Lichts zu ändern, während eine konangenommen,
daß die gedrehte Polarisationsrichtung stante Polarität am Ausgang erhalten bleibt. Dies
am Ausgang der Dreheinrichtung 17 in F i g. 1 eine ist ein Beispiel einer Anwendung, bei der eine
Ebene mit der Z-Achse bildet, die schief zu der Information dem Strahl aufgedrückt wird, bevor
Ebene liegt, welche die optische Achse des Kristalls 45 er die Ablenkeinheit 92 erreicht. Die Quelle 96
21 mit der Z-Achse bildet. Dann wird der Strahl liefert ein amplitudenmoduliertes Signal, dessen
durch den Kristall 21 aufgespalten, wobei die Korn- Amplitude zu verschiedenen Zeitpunkten der Intenponente
mit der Polarisation in der letztgenannten sität der gewünschten Beleuchtung an verschiedenen
Ebene auf das Element α der Ausgangsmatrix ge- Punkten der Schaufläche 94 entspricht. Dieses amplirichtet
ist, während die Komponente mit der PoIa- 50 tudenmodulierte Signal wird der Polarisations-Drehrisation
senkrecht zur letztgenannten Ebene auf das einrichtung 95 zugeführt, die vorteilhafterweise ein
Element & gerichtet ist. Wenn sich der Foto-Tran- Faraday-Rotator sein kann. Das Material des
sistor62 der Fig. 5 in der Elementposition α der Faraday-Rotators 95 kann Yttrium-Eisen-Granat
Fig. 2 befindet, kann ein weiterer Foto-Transistor sein. Der Analysator 100 ist eine Platte aus polariin
der Elementposition b der Fig. 2 angeordnet 55 sierendem Material, das nur die Komponente des
werden, um einen Rückweg ohne Erde zwischen Ausgangs der Dreheinrichtung 95 durchläßt, die in
den Teilnehmern 73 und 74 herzustellen. Durch der -ST-Richtung polarisiert ist. Die Intensität oder
Aufspalten des Strahls genügt eine Reihe von Leistung dieser Komponente ändert sich, wenn sich
Signalen der Quellen 31, 32, 33 und 34, um beide der Drehwinkel der Polarisationsrichtung am Aus-Foto-Transistorschalter
zur Verbindung der Teil- 60 gang der Dreheinrichtung 95 ändert. Die binären nehmer 73 und 74 zu schließen. Ablenkeinheiten und die Signalquellen 92 können
In den Fällen, wo die Strahlaufspaltung nicht den binären Einheiten 41, 42, 43 und 44 und den
beabsichtigt ist, sondern zufällig auftritt, weil eines Signalquellen 31, 32, 33 und 34 der Fig. 1 gleichen,
der Signale der Quellen 31, 32, 33 und 34 etwas Um jedoch eine sichtbare Darstellung an der Fläche
vom richtigen Wert verschieden ist, wird die eine 65 94 hervorzubringen, die eine Auflösung hat, welche
Komponente des Strahls eine weit größere Intensität derjenigen eines Fernsehbilds vergleichbar ist, ist
als die andere aufweisen. Die schwache, unge- im allgemeinen eine sehr große Anzahl binärer
wünschte Komponente kann einfach durch Einstellen Einheiten erwünscht. Um eine fernsehartige Ab-
11 12
tastung hervorzubringen, ändert die Abtaststeuer- ist eine Kombination von binären Bit oder Signalen,
einrichtung 93 die Signale der Signalquellen in einer ähnlich einer Kombination binärer Signale, die zur
Folge, die der in der Tabelle der Fig. 3 für die Darstellung eines analogen Signalwerts übertragen
Ausgangsmatrix 22 in F i g. 1 dargestellten gleicht, wurden. Die binären Signale erscheinen gleichzeitig
wobei die Folge periodisch wiederholt wird. Es 5 an den Ausgängen der Quellen 31, 32, 33 und 34
braucht nur ein der binären Signale für jede Stufe mit Werten von 0 oder 7 kV und werden den Polades
Abtastvorgangs geändert zu werden. Dieses risations-Dreheinrichtungen 2, 7, 12 und 17 der
Verfahren wird ein zyklischer Kode genannt. Um Fig. 1 zugeführt. Der Lichtstrahl wird dabei so
die Anwendung eines derartigen Kode zu erleichtern, abgelenkt, wie es für die grundsätzliche Ausführung
sind die anisotropen Kristalle der binären Ablenk- xo der F i g. 1 erklärt wurde. Der Lichtstrahl trifft und
einheiten mit wachsender Dicke zur Quelle 90 hin schließt einen Schalter in der Matrix 110, der dem
in einer geometrischen Progression für die vertikalen jeweiligen Kodewort entspricht. Da die Größen der
Ablenkeinheiten und in einer anderen geometrischen Kopplungswiderstände 115, 116, 117 und 118 sämt-Progression
für die horizontalen Ablenkeinheiten lieh verschieden sind, ändert sich die Größe des
angeordnet. Die Schaufläche 94 ist eine spezielle 15 Spannungsabfalls am Widerstand 119, je nachdem,
Form der Ausgangsmatrix22 der Fig. 1, bei der welches der Schaltelemente durch den Strahl gedie
lichtempfindlichen Elemente eine stetige Fläche troffen wurde.
bilden können, z. B. einen undurchlässigen reflek- Es sei angenommen, daß der Lichtstrahl den
tierenden Schirm. In diesem Fall wird die Reflexion Foto-Transistor 111 trifft. Die Impedanz des Fotobetrachtet.
Die Oberfläche 94 kann auch eine durch- 20 Transistors 111 wird vernachlässigbar, wobei die
scheinende Mattglasscheibe sein, in welchem Fall Widerstände 115 und 119 einen Spannungsteiler an
das durchgelassene Bild betrachtet wird. Ein gleicher der Quelle 120 bilden. Das Potential an der VerEffekt
auf das Auge des Betrachters kann durch ein bindung zwischen den Widerständen 115 und 119
spezielles optisches Instrument, z. B. durch ein wird dann geringer als das Potential am Pluspol
Mikroskop hervorgebracht werden. 25 der Quelle 120, und zwar um den Spannungsabfall
Eine Anordnung lichtempfindlicher Schaltelemente am Widerstand 119. Wenn der Lichtstrahl vom
der Ausgangsmatrix 22 zur Anwendung in Nach- Foto-Transistor 111 entfernt wird, nimmt dieser
richtenübertragungssystemen ist in F i g. 7 dar- Transistor eine sehr hohe Impedanz an, so daß kein
gestellt. Zum Beispiel kann die Ausführung der Strom durch den Widerstand 115 fließt. Wenn kein
F i g. 1 so eingerichtet werden, daß sie einen Dekoder 30 anderer Foto-Transistor einen Zustand mit niedriger
für Impulskodemodulations-Empfänger darstellt, Impedanz aufweist, fließt kein Strom durch den
indem die Einrichtung der F i g. 7 für die Ausgangs- Widerstand 119, wobei dann das gesamte Potential
matrix 22 verwendet wird. Die Foto-Transistoren der Quelle 120 an der gemeinsamen Verbindung der
111, 112, 113 und 114 der optischen Schaltmatrix Widerstände 115, 116, 117 und 118 erscheint. Wenn
110 sind an vier der in F i g. 2 angegebenen Element- 35 der Lichtstrahl den Foto-Transistor 112 trifft, bilden
Positionen angeordnet. Der eine Anschluß jedes der der Widerstand 116 und der Widerstand 119 in
Foto-Transistoren 111, 112, 113 und 114 ist mit gleicher Weise einen Spannungsteiler an der Quelle
einem gemeinsamen Erdanschluß verbunden, wäh- 120. Der Spannungsabfall am Widerstand 119 ist
rend die anderen Anschlüsse mit Widerständen 115, nunmehr verschieden von dem Wert, der auftrat,
116, 117 und 118 verbunden sind. Die anderen 40 als der Transistor 111 durch den Lichtstrahl geSeiten
dieser Widerstände 115, 116, 117 und 118 troffen wurde, weil die Größen der Widerstände 115
sind gemeinsam mit einem Widerstand 119 verbun- und 116 verschieden sind. Somit erscheint ein ampliden.
Die andere Seite des Widerstandes 119 ist an tudenmodulierter Impulszug an der gemeinsamen
den Pluspol der Gleichspannungsquelle 120 ange- Verbindung der Widerstände 115,116, 117 und 118.
schlossen, während der Minuspol der Quelle 120 mit 45 Der Kondensator 121 läßt die veränderliche Komdem
gemeinsamen Erdanschluß verbunden ist. Die ponente der Spannung am Widerstand 119 zum
eine Seite eines Kondensators 121 ist mit der gemein- Eingang des Verstärkers 122 durch. Die Amplitude
samen Verbindung der Widerstände 115, 116, 117 jedes Ausgangsimpulses des Verstärkers 122 ist somit
und 118 verbunden, während die andere Seite des kennzeichnend für die gleichzeitige Endlage des
Kondensators 121 mit der einen Eingangssignal- 50 Lichtstrahls der Quelle 1. Das Tiefpaßfilter 123
klemme des Verstärkers 122 verbunden ist. Die erzeugt einen Ausgang, der die Hüllkurve des ampliandere
Eingangsklemme des Verstärkers 122 ist mit tudenmodulierten Impulszugs am Ausgang des Verder
gemeinsamen Erdverbindung verbunden. Der stärkers 122 darstellt. Somit sind aufeinanderfolgende
Ausgang des Verstärkers 122 ist mit dem Eingang Kombinationen der von den Quellen 31, 32, 33
des Tiefpaßfilters 123 verbunden. 55 und 34 erzeugten binären Signale in ein sich stetig
Wenn auch der Einfachheit halber nur vier Schalt- änderndes analoges Signal am Ausgang des Tiefpaßelemente
in der Matrix 110 dargestellt sind, so filters 123 umgewandelt.
können doch so viele Schaltelemente vorgesehen Es sei bemerkt, daß die entsprechend Fig. 7
werden, wie Elementpositionen in der Ausgangs- abgeänderte Ausführung der Fig. 1 sich bei der
matrix 22 der F i g. 1 enthalten sind. Die Größen der 60 soeben beschriebenen Anwendung vollständig auf
Widerstände 115, 116, 117 und 118 und irgend- der Empfangsseite befindet.
welcher zusätzlicher Widerstände, die mit anderen Dieselbe Einrichtung kann als Sender und Emp-Foto-Transistoren
verbunden sind, sind sämtlich fänger in einem Nachrichtenübertragungssystem beverschieden,
nutzt werden, indem einfach der Abstand zwischen
Beim Betrieb dieser abgeänderten Ausführung als 65 der Ausgangsmatrix 22, wie sie in F i g. 7 dargestellt
Impulskodemodulations-Dekoder wird ein zu de- ist und die den Empfänger darstellt, und der übrigen
kodierendes Kodewort mit Hilfe bekannter Mittel abgeänderten Ausführung, wie sie in F i g. 1 dar-
vom empfangenen Signal abgeleitet. Jedes Kodewort gestellt ist und die den Sender darstellt, vergrößert
wird. Die zu übertragende Information wird in Kodeworten kodiert, die aus binären Bits von 0 oder 7 kV
bestehen. Die binären Bit jedes Kodeworts werden gleichzeitig den Polarisations-Dreheinrichtungen 2,
7,12 und 17 der Fi g. 1 zugeführt. Die resultierende
Ablenkung des Strahls ändert sich in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten wie das Kodewort. Somit ist
der polarisierte Lichtstrahl ein Träger für die zu übertragende Information, wobei seine Modulation
Strahl-Positionsmodulation genannt werden kann. In den Fällen, wo der Übertragungsabstand sehr
groß ist, kann es erwünscht sein, daß sämtliche verschiedenen möglichen Übertragungswege des
Strahls parallel zueinander liegen. Es kann ferner erwünscht sein, Fokussiereinrichtungen oder sogar
Verstärkereinrichtungen an sich wiederholenden Punkten entlang der Strahlbahn vorzusehen. Die
Foto-Transistoren 111, 112, 113 und 114 stellen bei dieser Anwendung der Erfindung die Antennen des
Empfängers wie auch einen Teil der Demodulations- zo einrichtungen dar.
Es sind zahlreiche weitere Anwendungen möglich, Zum Beispiel bei digitalen Rechensystemen, um
logische Operationen, wie auch eine Informationsspeicherung durchzuführen, wie es in Zusammenhang
mit F i g. 4 beschrieben wurde. Zum Beispiel kann eine logische Einrichtung dadurch gebildet
werden, daß einige Differenzen der Dicke der Kristalle zur Ablenkung des Strahls in derselben
Ebene beseitigt werden. Wenn die Elemente 16 und 21 dieselbe Dicke erhalten, wird die eine vertikale
Spalte der Ausgangsmatrix, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, beseitigt. Dabei entsteht eine mehrwertige
Entsprechung zwischen einigen der Elemente der Ausgangsmatrix 22 und einigen Permutationen
von gegebenen Kombinationen einer gegebenen Anzahl von binären Signalen. Bei dem soeben
angegebenen Beispiel hat die Vertauschung der an die Dreheinrichtungen 12 und 17 angelegten Signale
keine Wirkung auf die Position des Strahls auf der Ausgangsmatrix 22. Es kann eine Vielzahl von
anderen Wegen zur Kombinierung einer Anzahl von Eingangssignalen vorgeschlagen werden.
Ein Vorteil der Anwendung auf digitale Rechensysteme ist die hohe Geschwindigkeit, die durch die
sehr große Positionsbandbreite des Systems ermöglicht wird. Das bedeutet, daß der Lichtstrahl der
Quelle 1 von einem seiner diskreten Wege zu einem anderen sehr schnell abgelenkt werden kann.
Claims (5)
1. Elektrooptische Abtastanordnung hoher Geschwindigkeit und hoher Rasterdichte, gekennzeichnet
durch die Kombination einer Quelle eines engen Strahlenbündels polarisierter elektromagnetischer Strahlung (1, Fig. 1), einer
im Strahlengang liegenden digitalen Lichtablenkeinrichtung (41 bis 44), die unter der Steuerung
von Signalen einer äußeren Quelle (31 bis 34) das Strahlenbündel in einer Mehrzahl binärer
Schritte auf eine Ausgangsstellung hin als Funktion der Polarisation des Strahlenbündels ablenkt,
und einer Mehrzahl strahlungsempfindlicher Elemente (50, 51; 62; 111 bis 114; Fig. 7)
zum Auffangen des abgelenkten Strahlenbündels und zum Erzeugen eines elektrischen Signals auf
ihre selektive Anregung hin.
2. Abtastanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der strahlenempfindlichen
Elemente (62) an zumindest zwei Signalübertragungswege (60, 73 und 61, 74) derart
angeschaltet ist, daß die selektive Anregung dieses Elementes eine Verbindung zwischen den
beiden Übertragungswegen herstellt.
3. Abtastanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der strahlungsempfindlichen
Elemente (62) mit einer entsprechenden Strahlungserzeugenden Vorrichtung in Reihe geschaltet
ist, von deren Strahlung das zugeordnete strahlungsempfindliche Element auf dessen Ansteuerung
hin beaufschlagt wird, so daß eine einmal erzeugte leitende Verbindung der Signalübertragungswege
auch dann bestehenbleibt, wenn das Strahlenbündel von diesem strahlungsempfindlichen
Element wieder weggeführt wird.
4. Abtastanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsempfindlichen
Elemente durch eine Kreuzpunktmatrix (111 bis 114) gebildet sind, in deren Kreuzpunkten fotoleitende
Elemente (NPN) liegen.
5. Abtastanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umsetzen der Signale
in eine sichtbare Form das System des weiteren die folgenden Merkmale aufweist: einen Intensitätsmodulator
(91) zwischen der Quelle (90) und der digitalen Lichtablenkeinrichtung (92) zur Intensitätsmodulation des Strahlenbündels entsprechend
modulierender Signale einer äußeren Quelle, eine das abgelenkte Strahlenbündel auffangende
Betrachtungsfläche (94) zur Erzeugung eines sichtbaren Bildes und eine an die digitale
Lichtablenkeinrichtung (92) angeschaltete Abtaststeuereinheit (92), die unter der Steuerung
äußerer Signale das Strahlenbündel in vorbestimmter Weise auf der Oberfläche der Betrachtungsfläche
zur Erzeugung des sichtbaren Bildes ablenkt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US23994862A | 1962-11-26 | 1962-11-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1285531B true DE1285531B (de) | 1968-12-19 |
Family
ID=22904448
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEW42419A Pending DE1285531B (de) | 1962-11-26 | 1963-10-23 | Elektrooptische Abtastanordnung |
| DE19631447283 Pending DE1447283B2 (de) | 1962-11-26 | 1963-10-23 | Digitales Strahlablenksystem |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19631447283 Pending DE1447283B2 (de) | 1962-11-26 | 1963-10-23 | Digitales Strahlablenksystem |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (2) | DE1285531B (de) |
| GB (1) | GB1071911A (de) |
| SE (1) | SE321950B (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU604374B2 (en) * | 1987-09-11 | 1990-12-13 | British Telecommunications Public Limited Company | Optical space switch |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1064556B (de) * | 1955-12-08 | 1959-09-03 | Deutsche Bundespost | Anwendung eines Transistors mit teilweise fallender Charakteristik zum Schalten mit kurzen Sprungzeiten |
| DE1139545B (de) * | 1960-04-08 | 1962-11-15 | Ibm | Optische Verriegelungsschaltung |
-
1963
- 1963-10-23 DE DEW42419A patent/DE1285531B/de active Pending
- 1963-10-23 DE DE19631447283 patent/DE1447283B2/de active Pending
- 1963-10-31 SE SE12013/63A patent/SE321950B/xx unknown
- 1963-11-07 GB GB43948/63A patent/GB1071911A/en not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1064556B (de) * | 1955-12-08 | 1959-09-03 | Deutsche Bundespost | Anwendung eines Transistors mit teilweise fallender Charakteristik zum Schalten mit kurzen Sprungzeiten |
| DE1139545B (de) * | 1960-04-08 | 1962-11-15 | Ibm | Optische Verriegelungsschaltung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE321950B (de) | 1970-03-23 |
| DE1447283B2 (de) | 1970-11-05 |
| DE1447283A1 (de) | 1968-11-21 |
| GB1071911A (en) | 1967-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2436737C3 (de) | Vorrichtung zum Adressieren einer Koordinatenstelle einer Matrixanzeigevorrichtung | |
| DE10245494A1 (de) | Mehrfachimpulsgenerator | |
| DE3850103T2 (de) | Optische vorrichtung. | |
| DE1766049A1 (de) | Optisches Zeitmultiplex-UEbertragungssystem | |
| DE2000441B2 (de) | ||
| DE2520424C2 (de) | Auf Strahlungsenergie ansprechender logischer Digitalbaustein | |
| DE2164725C3 (de) | Optischer Datenspeicher | |
| DE2821421A1 (de) | Umwandelndes abtast-anzeige-system | |
| DE2347388A1 (de) | Dreidimensionaler, optischer, assoziativer speicher | |
| DE2245398A1 (de) | Holographische einrichtung | |
| DE2135448C3 (de) | Lichtaussendende Halbleitereinrichtung | |
| DE1138968B (de) | Geraet zum Erkennen von Schriftzeichen | |
| DE2728534B2 (de) | Optoelektrisches Winkelortungssystem für leuchtende Obkjekte | |
| DE2159900A1 (de) | Akustische Lichtablenkeinrichtung | |
| DE1285531B (de) | Elektrooptische Abtastanordnung | |
| DE2306286B2 (de) | Sicht-Anzeige- bzw. -Wiedergabesystem | |
| DE2010509A1 (de) | Elektrisch betriebener optischer Verschluß | |
| DE2047155A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Ab lenken eines Lichtstrahls | |
| DE1474356B2 (de) | Elektro-optische Anordnung zur Speicherung und übertragung von Informationen | |
| DE1447286A1 (de) | Digitale Strahlablenkeinrichtung | |
| DE3020387A1 (de) | Optisch-elektronischer uebertrager | |
| DE1132749B (de) | Ferroelektrische Matrix | |
| DE2420991C2 (de) | Vorrichtung zur Binärkodierung | |
| DE2721057C2 (de) | Anordnung zum Übertragen digitaler Daten | |
| DE620454C (de) | Anordnung zur Fernbildsendung unter Verwendung einer Kathodenstrahlroehre |