DE1939005C3

DE1939005C3 - Fotoelektrische Vorrichtung zur Bestimmung der Bewegung eines Gegenstandes

Info

Publication number: DE1939005C3
Application number: DE1939005A
Authority: DE
Inventors: Gijsbertus Eindhoven Bouwhuis; Hendrik De Delft Lang
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1968-08-08
Filing date: 1969-07-31
Publication date: 1980-04-24
Also published as: DE1939005A1; DE1939005B2; NL6811252A; FR2016904B1; GB1282048A; CH531163A; FR2016904A1; JPS5245225B1; BE737145A; CA965499A; US3630622A; SE356588B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine fotoclektrischc Vorrichtung zur Bestimmung der Jewegung eines mechanisch mit einem strahltingsbeugcnden Raster verbundenen Gegenstands, der gegenüber einer Sfahlungsquellc und einem optischen System beweglich ist. bei der die Teilung des Rasurs quer zur Bewegungsrichtung verläuft, die Strahlung der Strahlungsquelle zweimal mit dem Raster in Wechselwirkung tritt, im Strahlengang ein zum optischen System gehörendes anisotropes optisches Element, ein Modulator und ein die Strahlung nach Fblarisationsrichtungen trennender Teiler zur Beaufschlagung von fotoelektrischen Wandlern angeordnet sind, welch letztere periodische und phasenmodulierte Ausgangssignale mit einer Phasendifferenz erzeugen, die von einem ganzen Vielfachen von 180" verschieden ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-AS 69 150 bekannt. Der Modulator ist in der bekannten Vorrichtung ein schwingender Spiegel. Nach einmaliger Wechselwirkung mit dem Raster füllt die Strahlung auf den schwingenden .Spiegel auf und wird in der Phase moduliert. Zwischen dem Raster und dom Spiegel befindet sich eine doppelt brechende Quar/plattc. Die einfallende unpolarisierte Strahlung besteht, nachdem sie zweimal die Ouarzplnttc durchlaufen hat, aus zwei zueinander senkrecht polarisierten Stranlenbündeln. Mittels einer polarisi'tionsempfindlichen Bündelteilungsfläche werden diese verschiedenartig polarisierten Strahlenbündel, die in periodische photoelektrische ϊ Signale mit einem gegenseitigen Phasenunterschied von 90° umgewandelt werden, raumlich voneinander getrennt.

Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Modulation der Strahlung auf mechanischem Wege,

κι nämlich durch einen schwingenden Spiegel, stattfindet. Die Modulationsfrequenz ist somit beschränkt, was für hohe relative Geschwindigkeiten des Gegenstandes bei der elektronischen Verarbeitung der Signale verwickelte Schaltungen bedingen kann. Außerdem ist bei einem

r. schwingenden Spiegel die Nullpunktstabilität ein Problem.

Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der dieser Nachteil vermieden wird.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der

α; Modulator ein elektrooptischen oder m^gnctooptischer Modulator ist und daß in mindestens einem der vom Raster abgelenkten Strahlenbündel einer bestimmten Beugungsordnung, welche zwei senkrecht zueinander polarisierte Teilbündel umfaßt, eine lediglich von der

_·ί Strahlung dieser bestimmten Beugungsordnung durchsetzte Phasenplatte angeordnet ist.

Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert anhand der Zeichnungen, in denen die Fig. 1 bis 5 verschiedene Ausführungsformen zeigen.

in In Fig. I ist das verschiebbare Raster, dessen Rasterlinien senkrecht zur Zeichungsebene gedacht sind, mit 1 bezeichnet. Das Raster 1 ist starr mit einem (nicht dargestellten) Gegenstand verbunden, dessen Verschiebung gemessen werden soll. Das von einer

π Lichtquelle 2 herrührende Licht mit einer Winkelfrequenz ο) wird von einem Polarisator 3 in linear polarisiertes Licht umgewandelt. Die linear polarisierten Lichtstrahlen, von denen der Deutlichkeit halber nur einer dargestellt ist, werden ihrerseits von einer

in λ/4-f'.atte 4, deren eine Hauptachse mit der Polarisationsrichtung des Polarisators 3 einen Winkel von 45° einschließt, in zirkulär polarisierte Strahlen umgewandelt. Diese Strahlen durchlaufen zwei in Reihe angeordnete clcktrooptische Kristalle 5 und 6, deren

■n Hauptachsen miteinander einen Winkel von 45" einschließen und die z. B. aus Kaliumsdihydrogenphosphat (KH2PO4) hergestellt sein können. Zwischen Elektroden 20 und 21 bzw. 22 und 23 des Kristalls 5 bzw. 6 wird ein axiales elektrisches Feld mit einer Größe von

κι Ao sin ΩI bzw. Ao cos Ωt mit Hilfe einer Wechselspannungsqueile 14 und eines Phasenverschiebungsneizwcrkes 15 angelegt.

Das aus den beiden Kristallen austretende Licht besteht bei passender Wahl der Amplitude der

Vj Spannungen an den Kristallen 5 und 6 aus linear polarisiertem Licht, dessen Polarisationsebene sich mit niihezu konstanter Winkelgeschwindigkeit Ω/2 dreht. Mit andern Worten: Das aus den Kristallen austretende Licht besteht aus zwei Komponenten, und zwar aus

Wi einem ersten zirkulär polarisierten Bündel 18 mit einer Winkclfrcqucnz o) und einem zweiten ziikjlar polarisierten Bündel 19 mit einer Winkelfrequenz ω - Ω. Das eine Bündel ist dabei linksdrehend und das andere rechtsdrehend polarisiert.

hj Die zirkulär polarisierten Bündel 18 und 19 durchlaufen eine λ/4-Platte 7, die die Bündel in zwei zueinander senkrecht polarisierte Bündel mil einem Frequenzunterschied von ii umwandelt.

Das Raster I teilt die zueinander senkrecht polarisierten Mündel in kohärente Teilbiindel. Insbesondere werden Teilbiindel der Ordnung - I. 0 und +1 hergestellt. Die Teilbiindel fallen über eine plankonvexe Linse 16 auf einen Hohlspiegel 9 auf. Weil der Krümmungsmittelpunkt der konvexen (jren/fliiche der Linse 16 mit dem Krünimungsmittelpunkt des Hohlspiegels 9 zusammenfällt, sind die am Spiegel 9 reflektierten Strahlen nach Brechung an der kovcxen Circii/fliichc der Linse 16 wieder zu den durch die Linse 16 zu dem Spiegel 9 gehenden Strahlen parallel. Der Teilstrahl der Ordnung 0 ist dadurch unwirksam gemacht, daß eine absorbierende Schicht 17 auf dem Spiegel 9 angebracht ist.

Im Wege des Tcilbüridels der Ordnung - 1 ist eine λ/4-Plattc 8 unter einem Winkel von 4) zu zwei rciiiniiidelii iS' und 19' uiigeom'iiei. Das Teiiiiüudei iS mit einer Winkclfrequenz. m. dessen Polarisalionsrichtiing senkrecht zu der Zeichnungsebene ist, ist nach Durchlaufen der λ/4-Platte 8, Reflexion am Spiegel 9 und einem zweiten Durchgang durch die λ/4-Plattc 8 in ein Bündel 28' mit einer Winkelfrequenz ω und einer /u der Zeichnungsebene parallelen Polarisationsrichtung umgewandelt, denn das Bündel hat gleichsam eine z./2-Plattc durchlaufen. Auf entsprechende Weise wird das Teilbiindel 19' mit einer Winkelfrequenz ω -il und einer zu der Zeichnungsebene parallelen Polarisationsrichtung in ein Teilbiindel 29' mit einer Winkelfrcquenz ο) -Ω und einer zu der Zeichnungsebene senkrechten Polarisationsrichtung umgewandelt.

Die Teilbiindel 18" und 19" der Ordnung + 1 werden vom Spiegel 9 reflektiert. Der aus dem Bündel 19" erstandene Strahl 29" behält selbstverständlich die Winkelfrequenz ω — il und die gleiche Polarisationsrichtung, und zwar parallel zu der Zeichnungsebene. Der aus dem Bündel 18" entstandene Strahl 28" behält die Winkelfrequenz to und die gleiche Polarisationsrichtung, und zwar senkrecht zu der Zeichnungsebene.

Sämtliche Teilstrahlen, nämlich 28'. 28". 29' und 29". werden am Raster I wieder abgelenkt. Die eleicheerichtetcn kohärenten Strahlen der Ordnung (-1. -1). die aus den Teilstrahlen 28 und 29' entstehen, und die Strahlen der Ordnungf+ 1. + 1). die aus den Teilstrahlen 28" und 29" entstehen, fallen auf einen Strahlenteiler 10. der aus zwei Teilen 41 und 42 besteht, die längs einer Fläche 43 zusammengekittet sind, welche Fläche in bezug auf die Hauptachsen der z./4-Platte 7 die richtige Orientierung aufweist und z. B. senkrecht zu der Zeichnungsebene ist. Die Fläche 43 ist mit einer Verspiegelung versehen, die aus dünnen Schichten mit abwechselnd hohem und niedrigem Brechungsindex besteht. Der Einfallswinkel λ der kohärenten Bündel auf die Fläche 43 ist derart gewählt, daß an der Grenzfläche zwischen den Schichten mit hohem und mit niedrigem Brechungsindex das Licht etwa unter dem Brewster-Winkel einfällt. Durch passende Wahl der Dicke der Schichten wird erreicht, daß das Licht, dessen Schwingungsrichtung in der Zeichnungsebene liegt, größtenteils durchgelassen wird, während das Licht, dessen Schwingungsrichtung senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft, größtenteils reflektiert wird.

Das durchgelassene Licht enthält eine Komponente mit einer Frequenz ω und eine Komponente mit einer Frequenz, ω — Ω. wobei eine Komponente (ω) dem Bündel der Ordnung (—1, —1) und die andere Komponente (ω —Ω) dem Bündel der Ordnung ( + 1. -f- Ϊ) entnommen ist. Ähnliches gut für das reflektierte Licht, mit der Maßgabe, daß in diesem Falle die Komponente mit der I rec|iienz to -il dem Mündel der Ordnung (-1. I) und die Komponente mit der Frequenz <>> dem Bündel der Ordnung ( + 1. ^J I) entnommen sind.

Ls läßt sich nachweisen, dall das dem Detektor Il bzw. 12 entnommene Signal L bzw. I₂, das \iiii dem reflektierten bzw. von dem durchgelassenen Licht erzeugt wird, als:

bzw. als

Ii - coiisl t ' sin (ilt-H .τ /Ip) l· = const f bs'n\(lli t 8.τ /ρ)

geschrieben werden kann. Dabei stellt <■/ bzw. b die Amplitude der Wechselspannungskomponenle des Signals l\ bzw. I₂ dar. während /die Verschiebung des Rasters und /ulic Periode des Kasters bezeichnen.

Wenn u'ie Nuiidiirciigärige der Signale deiekiieii und einem Zähler 1.3 zugeführt werde . ist es einleuchtend, daß jede Verschiebung /I/ = /VIb einen zusätzlichen Nulldurchgang, entweder von /ι oder von I₂. herbeiführt

Da die Frequenz Ω verhältnismäßig hoch gewählt werden kann, ist die die Meßsignale verarbeitende elektronische Apparatur verhältnismäßig einfach.

In der Vorrichtung nach Fi g. 1 kann die Reihenschal Hing der elektrooptischen Kristalle 5 und 6 durch eim-Reihenschaltung zweier magnetooptischer Kristalle ersetzt werden, welche Reihenschaltung zwischen zwei Λ/4-Platten mit gleichen Hauptachsen eingeschlossen ist. während zwischen den magnetooptischen Kristallen eine λ/4-Platte angebracht is\. deren Hauptachse mit denen der anderen Platten Winkel von 45 einschließen.

In den den Faraday-Effekt ausnützenden magnetooptischcn Kristallen werden Magnetisierungen, und zwar Si = Si sin Ωι bzw. B₂ = flbcos Qt, erzeugt, die zu der I ortpflanz.ungsrichtung der den betreffenden Kristall durchlaufenden Strahlung parallel oder nahezu parallel sind. Die Amplitude B_n wird derart groß gewählt, daß sich die Polarisationsebene des auf den betreffenden Kristall auffallenden linear polarisierten Lichtes bei diesem Wert der Magnetisierung um 45° dreht.

In der Vorrichtung nach Fig. 2 sind Elemente, di" denen nach Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bez.ugsziffern versehen. Die aus der Λ/4-Platte 4 austretenden zirkulär polarisierten Strahlen durchlaufen den elektrooptischen Kristall 5. der z. B. aus Kaliumdihydrophosphat hergestellt sein kann. Zwischen den Elektroden 20 und 21 des Kristalls 4 wird ein axiales elektrisches Feld mit einer Größe von Aa<mih mit Hilfe einer Wechselspannungsquelle 14 angdigt. Die zirkulär polarisierte Strahlung kann vor dem Durchgang durch den Kristall 5 z. B. an der Stelle A in zwei zueinander senkrecht polarisierte Strahlenbündel mit einer Größe von A\ cos ω/und A\ sin tot geteilt werden. Im Kristall wird eines der Bündel gegenüber dem anderen verzögert. Denn der Brechnungsindex für eines der Bündel, z. B. das Bündel, dessen Polarisationsrichtung zu der Zeichnungsebene parallel ist und das durch A] cos oji dargestellt ist, nimmt zu, während der Brechnungsindex für das andere Bündel, das durch A\ sin ω/ dargestellt ist, abnimmt, und zwar um einen Betrag, der eine Funktion der augenblicklichen Feldstärke A₀ sin Qt ist. Nach Durchgang durch den Kristall 5. z. B. an der Stelle B. können die beiden Bündel durch

cos(ojf + b sin Qt) i sin (tot— ft sin Qt)

dargestellt werden.

l);is Kaster I teilt die Bündel in kohärente Teilbündcl. die über die plankonvexe Linse Ib auf den Spiegel ^l· auffallen. Die beiden zueinander senkrecht polarisierten Teilbündel der Ordnung - I durchlaufen, bevor sie am Spiegel 9 reflektiert werden, die λ/4-Platlc 8 unter einen¹ Winkel von 45'. Vor dem Durchgang durch die /./4HHIc. /. B. an der Stelle C _u wird das Teilbündel. dessen l'olarisationsrichliing zu der Zciehnungscbene parallel ist.durch:

A? los {ml = b sin Hl 2 π/Iρ)

dargestellt, wahrend das Teilbündel. dessen Polarisa lionsrichlung /ii dvr /eichnungscbene senkrecht ist. dn ich:

/V- sin [(Dl- /jsin ill - 2 π /Jp)

dargestellt wird.

Die beiden zueinander senkrecht polarisierten leilbiindel der Ordnung + I können vor ihrer Reflexion am Spiegel 9. /. B. an der Stelle C, ι. durch:

A2 l-os (a>t + /'sin ill + 2 .τ /Jp) A; sin (<?>ί - b sin ill + 2 .τ /Jp)

dargestellt werden. Das Vor/eichen des Terms 2 .τ /Jp wird einerseits durch die gewählte positive /-Richtung des Rasters 1 und andererseits durch die Asymmetrie der flachen Wcllenfrontcn der Bündel der Ordnung - I und +1 in bezug auf die Rasterstruktur bestimmt.

uie im Wege der beiden zueinander senkrecht polarisierten Teilbündel der Ordnung — I angeordnete /.'■♦-Platte 8 wird von diesen beiden Teilbündcln zweimal durchlaufen Diese Bündel haben dann gleichsam eine λ/2-Plaite durchlaufen. Nach dem zweiten Durchgang, z. B. an der Stelle D ι. kann das t Teilbündel mit einer zu der Zeichnungsebene parallelen Pol irisationsrichtungdurch:

A₁ sin (ütt-b sin Ωι-2π /Jp)
dargestellt werden, u ;ihrend das Teilbündel mit einer zu ii

Hing durch:

At cos ((.·)/ + b sin Ht-2 .τ /Ip)

dargestellt werden kann.

Die am Spiegel 9 reflektierten Teilstrahlen der Ordnung + 1 behalten ihre Polarisationsrichtung. Nach

Kefle\ion /. Ii. an der Stelle I), i, kann das Teilbiindel mit einer /u der /.eichnungscbene parallelen Polarisalioiisrichtungdiireh:

/11 cos (<d/ f b sin ill + 2 .τ /Ιρ)

und kann this Teilbündel mit einer zu tier /cichnungsebene senkrechten l'olarisaiionsrichtiing durch:

/\ ι si η ((D / - /> si η ί J ί + 2 .τ //ρ)

dargestellt werden, l's sei noch boinerki. dall chis Teilbündel der Ordnung 0 dadurch unwirksam gemach; w ird. dall eine absorbierende Schicht 17 auf dem Spiegel 9 angebracht wird.

Sämtliche Teilbündel werden am Raster I wieder abgelenkt. Gleichgerichtete kohärente Teilbündel der ()rdnung ( - I. -I) und der ()rdniing ( + 1. + I). die ims den Teilbündcln an der Stelle I) ι b/w. aus den I cilbündcln an der Steile D,\ gebildet werden, treten aus dem Raster aus. Diese Teilbündel können. /. IJ. an der Stelle /'durch:

und b/w. durch:

und i sin (in/- /) sin JJi-4 .τ /Ip)

cos ((ri/ + b sin Ut - 4 .τ /Ip)

i cos ((Df + b sin ill + A π/Ip)

i sin ((Df - />sin ί2ί + 4 rr /Iρ)

dargestellt werden. Die erste von je zwei

Großen zu der

κι entspricht einem Teilbündel. das in einer

Zeichnungsebene parallelen Richtung polarisiert ist. während die zweite von je zwei Größen einem in einer ZLi der Zeichnungsebene senkrechten Richtung polarisierten Teilbündel entspricht. Der zusätzliche Term

η 2 .τ /Jp wird wieder durch die Ablenkung am Raster 1 herbeigeführt.

In dem polarisationstrennenden Teilprisma 10 werden an der Diagonalebene 43 die Teilbiindel mit einer zu der Zeichnungsebene parallelen Polarisationsrichtung von den Teilbündeln mit einer zu der Zeichnungsebene *.r>nkrprhtpn Pnlark;winnsrirhtiinp >JPtrpnnt. Die ersteren werden durchgelassen und in der Photozclle 12 aufgefangen, während die letzteren völlig oder nahezu völlig reflektiert werden und auf die Photozelle 11 auffallen. Die Summe der ersteren Teilbündel als Funktion der Zeit ist:

Α_Λ sin (.if - h sin ül — 4rrz p) + .4₄ cos (at + h sin Ut = 2/I₄ sin {at + .-r/4) sin (— /> sin Lt - 4nr ρ + rr 4).

^α Ληζ ρ)

Die Summe der letzteren Teilbündel ist als Funktion der Zeit:

A₄ cos (at + h sin Ut - 4nz p) + X₁ sin (al — h sin Ut + 4,-rr p) = 2 /I₄ sin (at + rr'4) sin (— h sin Ut + 4.-r: ρ + .ι 4).

Für die Intensitäten gilt:

Λ — sin^:( — bs'müt —

h ~

Die Wechselkomponenten von l\ und h sind proportional zu:

cos(-2 ösin Ωί-8-τ ζ/ρ + π/2)
cos(- 2 bs'm Ωί+8-τ ζ/ρ+π/2).

Diese Signale werden von der Photozelle 12 bzw. 11 in elektrische Signale umgewandelt, die auf übliche

en Weise verarbeitet werden. Ändert sich ζ mit p/32, so wird entweder ein zusätzlicher Nulldurchgang von /ι oder ein zusätzlicher Nulldurchgang von /2 erhalten.

In der Vorrichtung nach F i g. 2 kann die Reihenschaltung der λ/4-Platte 4 und des elektrooptischen Kristalls

b5 5 durch die Reihenschaltung eines magnetooptischen, den Faraday-Effekt ausnützenden Kristalls und einer λ/4-Platte. deren Hauptachse mit der des Polarisators 3 einen Winkel von 45⁼ einschließt, ersetzt werden. Im

10

magnetooptischen Kristall wird eine Magnetisierung B= flnsin£2i erzeugt, die zu der Fortpflanzungsriehtung des Strahlenbündels im Kristall parallel oder nahezu parallel ist. Die Polarisationsebene des aus dem Polarisator 3 austretenden linear polarisierten Bündels dreht sich im magnetooptischen Kristall über einen Winkel proportional zu sin iit. In der dem Kristall nachgeordneten A/4-Platte w>rd die linear polarisierte Strahlung wieder in nahezu zirkulär polarisierte Strahlung umgewandelt, die in zwei zueinander senkrecht polarisierte Komponenten

/Ai cos (ail + sin iit)

/Ai sin (ail- ösin iit)
/erlegt werden kann.

Der ορίΐΜ,ίιι; Teil lief Voi i iciriiii'ig ii.iCu ! i g. ' iSi

größtenteils gleich dem der Vorrichtung nach (■' i g. 2. Der einzige Unterschied besteht darin, dall im Teilbündel der Ordnung + I eine λ/8-Plaite 24 angeordnet ist. die in der Vorrichtung nach I' i g. 2 fehlt. Die I lauptachsen der A/8 -Platte sind zu der /eichnungsebene parallel.

Λη der Stelle C ι kann wieder das Teilbündel der Ordnung -1. dessen Polarisationsrichtung zu der /eichnungsebene parallel ist.durch:

A2 cos (o)t + b sin iit- 2 -τ /Jp)

dargestellt werden, wahrend das Teilbündel. dessen Polarisationsrichtung zu der /.eichnungsebene senkrecht ist. durch:

/A) sin (wi-fesin iit-2 τι /Jp)

dargestellt werden kann. Auf entsprechende Weise kann an der Stelle C₁ 1 das Teilbündel der Ordnung + I. dessen Polarisationsrichtung zu der /.eichnungsebene parallel ist.durch:

A) cos (oil + b sin iil + 2 tc /Ip)

/\< Sin ^r)I- D SItI ii/+ ί JT /Iρ)

senkrechten Polarisationsrichtung durch:

/A₁ cos ((Dl+ b sin iit- 2 π /Jp)

dargestellt wird. Die Teilbündel der Ordnung +1 durchlaufen zweimal die A/8-Platte 24, deren Hauptachse zu der Polarisalionsrichtung eines der Teilbündel parallel ist. Tatsächlich durchlaufen diese Teilbündel, die am Spiegel 9 reflektiert werden, somit eine A/4-Platte. i'i'ir eines der Teilbündel hat sich die Weglänge also in bezug auf das andere Teilbündel A/4 geändert. Λη der Stelle D,\ kann das Teilbündel mit einer zu der /.eichnungsebene parallelen Polarisationsrichtung somit durch:

s\n lil + 2 rr/lp)

und das Teilbündel mit einer zu der /.eichnungsebene senkrechten Polarisationsrichtung durch:

/A1 cos (οιί — 6 sin Ul+ 2 π /Ip)

dargestellt werden.

Sämtliche Teilbündel werden am Raster 1 wieder abgelenkt. Aus dem Raster 1 treten gleichgerichtete Kohärente, aus den Teilbündeln an der Stelle D ·, gebildete Teilbündel der Ordnung (- I. - I) und aus den Tcilbündcln an der Stelle D, 1 gebildete Teilbündel der Ordnung! +I, + I) aus. Diese Teilbündel können /.. B. an der Stelle /:'durch:

dargestellt werden.

Die Teilbündel der Ordnung -1 durchlaufen wiederum zweimal die λ/4-Plattc 8 unter 45", so daß an der Stelle D 1 das Teilbündel mil einer zu der Zeichnungsebene parallelen Polarisationsrichtung durch:

Ai sin (iDt — b sin iit —2 π /Ip)
und das Teilbündel mit einer zu der Zeichnungsebene

bzw. durch:

/A₄ sin (to/ — £> sin iii-4 .τ /Ip)
/A4 cos ((Dt + b sin iit-A Tt /Jp)
/A₄ cos ((Di + b sin Ut + 4 rc /Jp)
/A₄ cos ((Di-i> sin iil + 4 rr /Ip)

dargestellt werden. Die erste von je zwei OöBen stellt ein in einer zu der Zcichnungsebene parallelen Richtung polarisiertes Teilbündel dar. während die zweite von je zwei Größen ein in einer zu der /eichnungsebene senkrechten Richtung polarisiertes Teilbündel darstellt.

In dem Strahlenteiler 10 werden an der Fläche 43 die Teilbündel mil einer zu der Zcichnungsebcnc parallelen Polarisationsrichtung wieder von den Tcilbündeln mit einer zu der Zeichnungsebene senkrechten Polarisationsrichtung getrennt.

Die Summe der crstercn Teilbündel, die auf die Photozelle 12 fallen, ist als Funktion der Zeit:

/I₄ sin (<ii - h sin Ut - 4rrz/p) + /I₄ cos (,„t + h sin Ut + Anzlp) = 2/I₄ sin (i;t + .t/4) sin (- h sin Ut - Ατ,ζΙρ + n'4).

Die Summe der letzteren Teilbündel, die auf die Photozelle 11 fallen, ist als Funktion der Zeit:

A_A cos (<-.i + h sin Ut — 4rrz/p) + A₄ cos (ml — h sin Ut + 4nz/p) = 2A_x cos eif cos (b sin Ut — 4 π zip).

Für die Intensitäten der Teilbündel gilt: /, - sin² (- h sin Ut - A^zp + n/4) und I₂ - cos² [h sin Ut - 4.-7 z/p)

Die Wechselkomponenten von /, und /, sind zu cos (- Ib sin Ut - Srrz/p + n/2) = sin [2b sin Ut + 8.τ; /») bzw. cos {2h sin Ut — S.-rr'p) proportional.

Il

Es handed sich hier wieder um zwei Signale, die einen Phasenunterschied von 90° aufweisen und also auf einfache Weise die Richtung anzeigen. Die Signale sind moduliert, so daß bei stillstehendem Raster I dennoch ein Wechselspannungssignal erzeugt wird. Bei einer ϊ Verschiebung Δ/. = ΡΓ32 tritt wieder ein Nulldurchgang entweder von /ι oder von I₁ auf.

In der Vorrichtung nach F i g. 3 kann, ebenso wie in der Vorrichtung nach F i g. 2, die Reihenschaltung der A/4-Platte 4 und des elektrooptischen Kristalls 5 durch i< > die Reihenschaltung eines magnetooptischen, den Faraday-Effekt ausnützenden Kristalls, in dem die Magnetisierung B= Shsinii/ erzeugt wird, und einer A/4-Platte, deren Hauptrichtung mit der des Polarisators 3 einen Winkel von 45" einschließt, ersetzt werden. ι ί

In der Vorrichtung nach Fig. 4 sind Elemente, die ilnipn nai'h Fig. I entsprechen, wieder mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Das von der Lichtquelle 2 herrührende '..icht mit einer Kreisfrequenz ω wird vom Polarisator 3 in linear polarisiertes Licht umgewandelt. :o dessen Polarisationsrichtung /.. B. zu der Zeichnungsebene parallel ist. An der Stelle A kann das Bündel durch: A\ sin Mt dargestellt werden. Das Raster 1 teilt das Bündel in kohärente Teilbündel, die über die plankonvexe Linse 16 auf den Hohlspiegel 9 auffallen. r< Das Teilbündel der Ordnung - I kann /.. B. an der Stelle B \ durch:

A₂ sin (o)i — 2 -τ /Ip)

und das Teilbündel der Ordnung + I. z. B. an der Stelle κι Π, ι durch:

A₂ sin (ii)f-t--T /Jp)

dargestellt werden. Das Bündel der Ordnung 0 ist wieder dadurch unwirksam gemacht, daß eine absorbic- ιί rende Schicht 17 auf dem Spiegel 9 angebracht ist.

Bevor die Tcilbündel der Ordnung + 1 und - I auf den Spiegel 9 fallen, durchlaufen sie je eine A/8-Platte 30 bzw. 31. deren Hauptachsen zueinander senkrecht sind und mit der Polarisationsrichtung der Tcilbündel einen ti Winkel von 45" einschließen. Nach Keiiexion am Spiegel 9 durchlaufen die Teilbündel wieder die A/8-Plaiie 30 bzw. 31. Sie haben dann effektiv eine A/4-Plalte durchlaufen. Jedes der beiden linear polarisierten Lichtbündel ist infolge des Durchgangs durch ι eine solche A/4-Platte in ein zirkulär polarisiertes Bündel umgewandelt. Da die Hauptachsen der A/8-Platten 30 und 31 zueinander senkrecht sind, ist das eine Bündel, z. B. das der Ordnung - I und z. B. an der Stelle C ι. ein rechtsdrehend zirkulär polarisiertes Bündel mit ~« der Phase:(Mt-2 π /Jp)und ist das andere Bündel, z. B. an der Stelle C- ι, ein linksdrehend zirkulär polarisiertes Bündel mit der Phase: (ωί + 2 π /Jp).

Die kohärenten Teilbündel werden am Raster 1 wieder abgelenkt. Aus dem Raster 1 treten gleichgerich- '.

tete kohärente aus den Teilbündeln an der Stelle C \ gebildete Teilbündcl de-Ordnung( - 1, - I) und aus den Teilbündeln an der Stelle C, ι gebildete Tcilbündel der Ordnung (+1. +1) aus. Die gleichgerichteten Tcilbündel können, z. B. an der Stelle D. durch ein rechtsdrehend zirkulär polarisiertes Bündel mit der Phase ((ui-4.t///)J und ein linksdrehend zirkulär polarisiertes Bündel mit der Phase (o)/ + 4 ;τ /Ip) dargestellt werden. Der Phasenunterschied der beiden Bündel beträgt ψ = 8 :ι /Ip. Die Summe der Bündel kann durch eine linear polarisierte Schwingung dargestellt werden, bei der die Lage λ der Polarisationsebene eine lineare Funktion des Abstandes

=- (Ό-4.rr /Jp

Die linear polarisierte Schwingung fällt auf einen den Faraday-Effekt ausnützenden magneiooptisehen Kristall. Die Drehung der Polarisationsebene der auf den Kristall fallenden linear polarisierten Strahlung ist eine lineare Funktion der im Kristall erzeugten Magnetisierung B— ßosinlii. Die Lage der Polarisationsebene des aus dem magnetooptischen Kristall austretenden linear polarisierten Bündels. /.. B. an der Stelle /:'. kann also durch:

\(y..t) = C\-4 .τ //p + ß. sin Ut

dargestellt werden.

Die linear polarisierte Schwingung kann auch auf die Reihenschaltung der A/4-Platte 33. des elektrooptischen z. B. aus Kaliumdihydrogenphosphat hergestellten Kristalle 32 und der A/4-Platte 34 fallen. Die Hauptachsen der A/4-Platten 33 und 34 sind zueinander parallel, während die Hauptachse des Kristalls 32 mit denen der Platten 33 und 34 einen Winkel von 43° einschließt. An den Kristall 32 wird eine Wechselspannung V= V₀ sin ί2ί aus der Wechselspannungsqiielle 50 angelegt, derart, daß die von der Spannung im Kristall erzeugte Feldstärke zu der Fortpflanzungsrichtung der Strahlung im Kristall 32 parallel ist.

Die Lage tier Foiarisauon^eucm; un .iu.-> der λ/4-Platte 34 austretenden linear polarisierten F-ndels, z. B. an der Stelle /T. kann also durch

\ (/.. ι) = G -4 .τ //p + ß sin Ωι

dargestellt werden. Ein isotroper halbdurchlässiger Spiegel 35 teilt das Bündel in zwei Teilbündel. Ein Teilbündel fällt durch den Polarisator 36 auf die Photozelle 38. während das andere Teilbündel durch den

i Polarisator 37 auf die Photozelle 39 fällt. Die Polarisationsrichtungen der Polarisatoren 36 und 37 schließen miteinander einen Winkel von 45" ein.

Die Ausgangssignale der Photozcllen, die der Intensität des auffallenden Teilbündels proportional i sind, haben die Form:

S₁ = C₁ + Ss\n2y{z.t) = C₂ + Ssin(2C, - S r.z ρ + 2,; sin ill) bzw. S₁ = C₂ + Scos2^[:.ι) = C₁ + S cos (2C₁ - X.7ζ ρ + 2,: sin ill).

B '< einer Verschiebung des Rastes über einen Abstand zlz=p/16 tritt wieder ein Nulldurchgang entweder von Si oder von S₁ auf. Dem Stand /\n der Polarisationsebene des aus dem Raster f austretenden linear polarisierten Lichtbündels kann eine zcitlineare Drehung zugeordnet werden, so daß die Lage der Polarisationsebene als Funktion der Zeit \ = Λο + α wird. Die elektrische Verarbeitung der aus den Detektoren 38 und 39 austretenden Signale wird dann einfacher.

In der Vorrichtung nach Fig. 5 fällt das aus der Lichtquelle 45 austretende Bündel unpolarisicrtcn b-) Lichtes nach Reflexion am Hohlspiegel 46 durch eine kleine Öffnung 47 im Hohlspiegel 48 oder in dessen Nähe. Durch die einfache oder zusammengesetzte plankonvexe Linse 49 fällt das Licht dann auf das

Reflexionsraster 50. Der Abstand des Hohlspiegels 46 von der Lichtquelle 45 ist derart, daß die Lichtquelle 45 nahezu in der Öffnung 47 abgebildet wird. Die Öffnung 47 liegt nahezu >m Brennpunkt der plankonvexen Linse 49, so daß auf das Raster 50 parallele Lichtstrahlen fallen. Das Raster 50 ist als ein reflektierendes Phasenraster ausgebildet. Es besteht z. B. aus einem Glassubstrat 70, auf dem eine periodische Linienstruktur 71 aus Aluminium angebracht ist. Die Höhe der Linienstruktur 71 variiert um eine Periode p. Der Höhenunterschied zwischen benachbarten Linien ist derart, daß der Phasenunterschied zwischen an benachbarten Linien reflektierten Lichtstrahlen π oder nahezu •τ Radiane beträgt.

Am Reflexionsraster50 werden kohärente Teilbündel der Ordnung —1 und +1 reflektiert, die durch

A\ sin(ii)i — 2.T z/p) A\ sin (GJf+2 .τ z/p)

dargestellt werden können Diese Teilbündel werden auf die Stelle 72 bzw. 73 des Hohlspiegels 48 fokussiert und dann wieder zum Raster 50 reflektiert. Unmittelbar vor den Stellen 72 und 73 sind im Wege des Teilbündels die elektrooptischen Kristalle 60 und 61. die z. B. aus Kaliumdihydrogenphosphat hergestellt sein können, angeordnet. Mit Hilfe einer (nicht dargestellten) Wechselspannungsquelle wird ein axiales elektrisches Feld mit einer Größe von /4₀sin Ω/ an die Kristalle 60 und 61 angelegt.

Wenn angenommen wird, daß das auf den Kristall 60 bzw. 61 fallende Bündel in zwei zueinander senkrecht polarisierte Teilbündel geteilt ist. so wird eines der Bündel im betreffenden Kristall in bezug auf das andere Teilbündel in diesem Kristall verzögert. Der Brechungsindex eines der Bündel, z. B. desjenigen Bündels, dessen Polarisationsrichtung zu der Zeichnungsebene parallel ist. nimmt zu. während der Brechungsindex für das andere Bündel abnimmt, und zwar um einen Betrag, der eine Funktion der augenblicklichen Feldstärke A sin Ωι ist. Die Phasenverzögerung im Kristall 60 für das Teilbündel. dessen Polarisationsrichtung zu der Zeichnungsebene parallel ist. beträgt

Δφι = ψ sin Ωι.

während die Phasenverzögerung für das Teilbündel, dessen Polarisationsrichtung zu der Zeichnungsebenc senkrecht ist.

Δψ2 = — (f sin Ωι

Die Hauptachse des Kristalls 61 ist zu der des Kristalls 60 senkrecht. Die Phasenänderung im Kristall 61 für das Teilbündel. dessen Polarisationsrichtung zu der Zeichnungsebene parallel ist. beträgt dann:

Δφι = -Δψ\ = -(psinüf,

während die Phasenänderung für das Teilbündel. dessen Polarisationsrichtung zu der Zeichnungsebene senkrecht ist. dann

Δψί = Δψ2 - f sin Qt
beträgt. Du die beiden Kristalle zweimal, und zwar vor und nach Reflexion der Bündel an den Stellen 72 und 73 des Spiegels 48, von den zugehörigen Teilbünde durchlaufen werden, beträgt die Gesamtphasenände rung das Zweifache der oben erwähnten Werte. Für die am Spiegel 48 reflektierten und zum Raster 50 gehenden Bündel gelten die folgenden Ausdrücke:

Das Teilbündel der Ordnung — I mit einer zu dei Zeichnungsebene parallelen Polarisaik.nsrichuing:

Ai sin (ω / — 2 π ζ/ρ + 2 ψ sin Ω ι).

Das Teilbündel der Ordnung — 1 mit einer zu dei Zeichnungsebene senkrechten Polarisationsrichtung:

Ai sin (ωί—2.τ ζ/ρ—2φ sin Ω/Jl

Das Teilbündel der Ordnung +1 mit einer zu dei Zeichnungsebene parallelen Polarisationsrichtung:

A₂ sin (cof-t- 2 π ζ/ρ-2 φ sin Qt).

Das Teilbündel der Ordnung +1 mit einer zu dei Zeichniingsebene senkrechten Polarisationsrichtung:

z/p+2g>sin fi/Jl

Diese vier Teilbündel durchlaufen die Linse 49 und| werden nochmals am Phasenraster 50 reflektiert. Von den am Phasenraster zweimal reflektierten Teilbündelnl werden diejenigen Teilbündel selektiert die nachl Reflexion auf die Öffnung 47 abgebildet werden, d. h. di Teilbündel der Beugungsordnungen (— 1, - 1) und (+ 1 in + I )· Jenseits der Öffnung 47, somit z. B. an der Stelle de Linse 51. können diese Bündel wie folgt dargestell werden:

Das Teilbündel der Ordnung (— I. - 1) mit einer zu der Zeichnungsebene parallelen Polarisationsrichtung:

'' >4,j sin (<.·)/—4.τ ζ/ρ+2φ UnQt).

Das Teilbündel der Ordnung (— I. - I) mit einer /.ti der Zeichnungsebene senkrechten Poiarisationsrich tung:

4jsin(wi-4-T z/p-2tpsin Qt).

Das Teilbündel der Ordnung ( + 1. +1) mit einer ζ der Zeichnungsebenc parallelen Polarisationsrichtung:

■" Ai sin(d)f + 4 .τ z/p-2 φ sin Qt).

Das Teilbündel der Ordnung (+ 1, +1) mit einer / der Zeichnungsebene senkrechten Poiarisationsrich tung:

'" ,43 sin {tot + 4 .τ z/p + 2 φ sin Qt).

Diese vier Teilbündel fallen auf den Strahlungsteile 52. An der Diagonalebene 55. die mit einer aus dünne

-,-, Schichten mit abwechselnd hoNcm und niedrigen] Brechungsindex bestehenden Verspiegelung vcrsehei ist. werden die Teilbünde!, deren Polarisationsebene /ι der Zeichnungsebene parallel ist. durchgelassen um fallen durch die Linse 56 auf die Photozelle 58. Di

_hn Teilbündel. deren Polarisationsebene ni der Zeichl nungsebcne senkrecht ist. fallen durch die Linse 57 m die Photozclle 59. Für die Summe der erstere Teilbündel gilt:

/I, sin (-/ - 4.τγ ρ t 2₇ sin Ut) + A_x sin (<■■( t 4i: ρ - 2₇ sin UD = 2 /I₁ sin - .f cos (4 ,: ρ 2.,SiM

I ür die Summe der letzteren Teilbündel gilt:

Af sin (-./ -4.7.-/' -2-/ sin Ut) ι 1, sin (-.r · 4 ι:/> ■ 2₇ sin .'.'/) - 2 .1, sin .·.( cos (41:. ρ ■ I; sin

Die elektrischen Signale, die von der Photozelle 58 bzw. 59 erzeugt werden, sind der Intensität der der betreffenden Photozelle zugeführten Strahlung proportional, so daß der Wechsel teil zu

cos (8π z/p—4 φ sin Qt)
cos (8 π ζ/ρ+Λ φ sin Qt)

proportional ist

Wenn im Wege der Strahlenbündel der Ordnung — 1 bzw. +1 zwischen dem elektrooptischen Kristall 60 bzw. 61 eine λ/16-Platte 62 bzw. 63 angeordnet ist, deren Hauptachsen zu der des Kristalls 60 bzw. 61 parallel sind, welche Platten zweimal durchlaufen werden und effektiv λ/8-Platten sind, kann nachgewiesen werden, daß eines der elektrischen Signale in bezug auf das andere um 90° in der Phase verschoben ist, so daß diese Signale mit

cos (8 π z/p—4 φ sin Qt)
sin (8 η z/p+4 φ sin πί)

proportional sind. Eine gleiche Verschiebung um 90° wird erhalten, wenn im Wege eines der Strahlenbündel

der Ordnung -1 und +1 eine λ/8-Platte angeordnet ist Eine Richtungsdetektion kann nun auf einfache Weise erfolgen.

Die Reihenschaltung des elektroooptischen Kristalls 60 und der λ/16-Platte 62 bzw. des elektrooptischen Kristalls 61 und der λ/16-Platte 63 kann wieder durch einen magnetooptischen Kristall ersetzt werden. Die in den Kristallen erzeugten Magnetisierungen betragen dann

bzw.

fli sinßf
-B₀-B^ sin fit

Der konstante Term flo führt eine Faraday-Rotation von 45°/4 = 11° 15' herbei. Im Lichtwege vor der Linse 51 ist eine λ/4-Platte angeordnet, die die zirkulären Bündelkomponenten in lineare Komponenten umwandelt Die Kombination der Kristalle und der λ/4-Platte vor der Linse 51 veranlaßt ihrerseits das Auftreten zweier Signale, die einen gegenseitigen Phasenunterschied von 90° aufweisen.

Es versteht sich, daß die Raster in der Vorrichtung nach der Erfindung sowohl Reflexions- als auch Transmissionsraster sein können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnuncen

Claims

Patentansprüche:

1. Fotoelektrische Vorrichtung zur Bestimmung der Bewegung eines mechanisch mit einem strah-Iung5beugenden Raster verbundenen Gegenstands, der gegenüber einer Strahlungsquelle und einem optischen System beweglich ist, bei der die Teilung des Rasters quer zur Bewegungsrichtung verläuft, die Strahlung der Strahlungsquelle zweimal mit dem Raster in Wechselwirkung tritt, im Strahlengang ein zum optischen System gehörendes anisotropes optisches Element, ein Modulator und ein die Strahlung nach Polarisationsrichtungen trennender Teiler zur Beaufschlagung von fotoelektrischen Wandlern angeordnet sind, welch letztere periodische und phasenmodulierte Ausgangssignale mit einer Phasendifferenz erzeugen, die von einem ganzen Vielfachen von 180° verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator ein elektrooptischer oder magnetooptischer Modulator ist und daß in mindestens einem der vom Raster abgelenkten Strahlenbündel einer bestimmten Beugungsordnung, welche zwei senkrecht zueinander polarisierte TeilbOndel umfaßt, eine lediglich von der Strahlung dieser bestimmten Beugungsordnung durchsetzte Phasenplatte (8; 8,24; 30,31; 62,63) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daC- der elektrooptische Modulator mindestens einen elektrooptischen Kristall (5; 32) enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der elektrooptiscne Modulator aus zwei A/4-Plattcn (33 und 34) gleicher Orienlierung besieht, zwischen denen der elektrooptische Kristall (32) mit einer Orienlierung, die von der der λ/4-Plattcn (33 und 34) um 45° verschieden ist, angeordnet ist und daß an den Kristall (32) eine elektrische Wechselspannung gelegt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den elektrooptischen Kristall (32) eine sägezahnförmige Spannung derart angelegt ist, daß der Spannungsunterschied zwischen dem Höchstwert und dem Mindestwert der sägezahnförmigen Spannung einer Phasenanisotropic von 360° der linear polarisierten Strahlung entspricht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrooptische Modulator aus drei elektrooptischen Kristallen besteht, und daß die Hauptachse des mittleren Kristalls mit den zueinander parallelen Hauptachsen der beiden übrigen Kristalle einen Winkel von 45° einschließt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihenschaltung aus (21 + I) elektrooptischen Kristallen vorgesehen ist, derart, daß die Hauptachse der geradzahligen Kristalle mit der der ungcradzahligen Kristalle einen Winkel von 45' einschließt (/: geradzahlig).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung an den ungeradzahligcn Kristallen der Reihenschaltung und die Spannung an den geradzahligen Krislallen einen gegenseitigen l'hascnunterschicd von 90° aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Spannung an jedem der äußeren Kristalle einem Wcj»unierschie<l von nahezu einer Viertelwellenlänge im betreffenden Kristall entspricht, während die Amplitude der Spannung am mittleren Kristall einem Wegunterschied von nahezu einer Halbwellenlänge in diesem Kristall entspricht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2—8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kristall aus mehreren Teilkristaüen besteht und daß die Amplitude der Spannung an jedem Teilkristall um

ίο einen Faktor kleiner als die am ungeteilten Kristall ist, und daß dieser Faktor mit der Anzahl der Teilkristalle identisch ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pha-

r> senplatte eine πΑ/4-PIatte ist, die vom betreffenden Bündel zweimal durchlaufen wird (n: ungeradzahlig).

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 —9, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der vom Raster (1) abgelenkten Bündel als Phasenplatte eine

2» πA/4-Platte (8) und in einem anderen vom Rastcr(l) abgelenkten Bündel eine /ηλ/8-Platte (24) angeordnet sind, derart, daß die Hauptachsen der Platten (8 und 24) miteinander einen Winkel von 45° einschließen (m,n: ungeradzahlig).

r>

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I —9,

dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden vom Raster (1) abgelenkten Bündeln je eine πΑ/8-Platte (30 bzw. 31) angeordnet ist, derart, daß die Hauptachsen der Platten (30 und 31) miteinander

«ι einen Winkel von 90° einschließen (n: ungeradzahlig)·

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—9. dadurch gekennzeichnet, daß der elektrooptische Modulator (60) in dem vom Raster (50) abgelenkten

!"> Bündel der bestimmten Beugungsordnung und ein zweiler eleklrooptischcr Modulator (61) in einem zweiten vom Raster (50) abgelenkten Bündel einer zweiten Beugungsordnung derav'. angeordnet sind, daß die Hauptachsen der beiden Kristalle der

■if Modulatoren miteinander einen Winkel von 90' einschließen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden vom Raster (50) abgelenkten Bündel eine π A/16-Plallc (62 bzw. 63)

r> durchlaufen, deren Hauptachse /u der des im betreffenden Bündel angeordneten elektrooptischen Kristalls(60 bzw. 61) parallel ist (n: ungeradzahlig).

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der vom Raster

">ii abgelenkten Bündel eine η A/8-Plattc angeordnet ist, deren Hauptachse zu der des im betreffenden Bündel angeordneten elektrooptischen Kristalls (60 bzw. 61) parallel ist (n: ungcrad/.ahlig).

16. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch ">·"> gekennzeichnet, daß der magnetooptischc Modulator mindestens einen magnelooptischcn Kristall enthält.

17. Vorrichtung nach Anspruch Ib, dadurch gekennzeichnet, daß der magnclooptischc Modula-

IH tor drei magnetooptischc Kristalle enthält, die inzwischen η A/4-Platten eingeschlossen sind, deren Hauptachsen einander gleich sind oder miteinander einen Winkel von 90" einschließen, und daß die Hauptachsen der ηA/4-Platlcn, die den minieren

i" Kristall einschließen, mit den Hauptachsen der die äußeren Kristalle einschließenden /) A/4-l'lalten einen Winkel von 4¹V bilden (n: iingeradzahlig).

18. Vorrichtung nach Anspruch Ib oder 17.

dadurch gekennzeichnet, daß im Kristall bzw. in den Kristallen eine Magnetisierung mit einem sägezahnförmigen Verlauf erzeugt wird, deren Extrema einer Drehung über 180° der Lage der Polarisationsebene linear polarisierter Strahlung entsprechen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der niagnetooptische Modulator die Reihenschaltung zweier magnetoopiischer Kristalle enthält, welche Reihenschaltung zwischen zwei πλ/4-Piatten mit gleichen Hauptachsen eingeschlossen ist, während zwischen den magnetooptischen Kristallen eine πλ/4-Platte angebracht ist, deren Hauptachsen mit denen der übrigen Platten einen Winkel von 45° einschließen.

20. Vorrichtung nach Anspruch Ib, 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator die Reihenschaltung von (2Λ/+1) magnetooptischen Kristallen enthält (N: geradzahlig).

21. Vorrichtung nach Anspruch 17, 18, 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderliche wechselnde Magnetisierung, die in den geradzahligen Kristallen erzeugt wird, gegenüber der in den ungeradzahligen Kristallen erzeugten Magnetisierung einen Phasenunterschied von 90° aufweist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Amplituden der in den geradzahligen Kristallen erzeugten Magnetisierungen und die Summe der Amplituden de^r in den ungeradzahligen Kristallen erzeugten Magnetisierungen eine Drehung der Polarisationsebene gleich 180° herbeiführen.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16—22, dadurch gekennzeichnet, daß der magnctooplische Modulator in dem vom Raster abgelenkten Bündel der bestimmten Beugungsordnung und ein zweiter magnetooptischer Modulator in einem /weiten vom Raster abgelenkten Bündel einer zweiten Beugungsordnung angeordnet sind und daß die ModuLtoren einander entgegengesetzte Magnetisierungen erzeugen.