DE2141650A1 - Lichtstrahlablenkeinrichtung - Google Patents

Description

"Liehstrahlablenkeinrichtung"

Die Erfindung betrifft eine Lichstrahlablenkeinrichtung mit einer Anzahl in einer Reihe parallel zueinander angeordneter Lichtstrahldeflektoren, die zur analogen Steuerung der Winkellage eines Lichtstrahles dient. Bei .einer großen Anzahl der bekannten Lichtstrahlablenkeinrichtungen wird die Ablenkung eines durch die Einrichtung beeinflußten Lichtstrahles dadurch erreicht, daß dieser durch einen aus elektrooptisehern Material wie beispielsweise KDP, KTN oder LiNbO- bestehenden Körper geführt wird, welcher einen von einem anliegenden elektrischen Feld abhängigen Brechungsindex aufweist. Da die genannten Materialien nur schwer zu erhalten sind, ist es von großer Wichtigkeit mit möglichst

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» ρ —

wenig Material ein möglichst großes Auflösungsvermögen zu erzielen oder anders ausgedrückt, die Zahl der/auflösbaren Punkte im Verhältnis zur elektrooptischen Masse möglichst groß zu halten. Um eine große Anzahl auflösbarer Punkte zu erhalten ist es notwendig, daß die Lichtstrahlablenkeinrichtung im Vergleich zu den Fraunhofer'sehen Streuwinkel des finen
es möglichst großen Gesamtablenkungswinkel aufweist. Die Auflösbarkeit der Punkte ist deshalb nötig, da die einzelnen Punkte Markierungen für optische Speicher bilden sollen.

Der Winkel 0 über den ein Lichtstrahl mittels eines elektrooptischen Kristalles abgelenkt wird ergibt sich aus dem Snell'schen Gesetz^, welches eine.. Näherung erster Ordnung für den Ablenkwinkel bildet. 0 = -Δ NL ,

W dabei ist 4N = Differenz zwischen dem

Brechungsindex zweier einander- ^: grenzender Regionen infolge eines

anliegenden elektrischen Feldes, W = öffnungsweite des Deflektors und L = Die Länge des Deflektors.

Daraus ergibt sich, daß zur Vergrößerung des Ablenkwinkels L vergrößert und W verkleinert werden muß. Nun soll aber das Licht nicht auf den Deflektorseiten, sondern durch die Deflektorenden hindurehtreten, wodurch einer gegebenen öffnungsweite W eine gegebene Länge L zugeordnet ist, mit der ein maximal möglicher Ablenkwinkel erzielbar ist. Deflektoren mit gleichern Längen-Öffnungsweitenverhältnis und den gleichen Maximalwert von <& N haben einen gleich großen maximalen Ablenkwinkel.

Um nun die Zahl der auflösbaren Punkte N-. zu berechnen,

teilt man den gesamten Ablenkwinkel durch den Fraunhofer'sehen

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■.Streuwinkel θ = Λ, , wobei Λ, die optische Wellenlänge

' W

des einfallenden Lichtes im Vakuum ist* Daraus läßt sich bei einem Längen-öffnungsweitenverhältnis,durch welches der maximale Ablenkungswinkel Q erreicht wird, die Zahl der auflösbaren Punkte N_R nur durch eine Verminderung des 'Fraunhofer'sehen Brechungsindex erreichen. Eine Möglichkeit hierzu besteht in der Vergrößerung von W,um hierbei aber das gleiche Längen-öffnungsweitenverhältnis zu behalten, muß L ebenfalls um einen entsprechenden Betrag vergrößert werden. Ist es beispielsweise erwünscht die Zahl der auflösbaren Punkte zu verdoppeln, so müssen sowohl L und W verdoppelt werden,wodurch ein viermal größerer Betrag elektrooptischen Materials notwendig ist, wenn man in beiden Fällen von der gleichen Deflektorstärke ausgeht.

In der US-Patentschrift 3 ^97 285 wurde zur Vergrößerung der Zahl der auflösbaren -Punkte bei einer gegebenen Menge elektrooptischen Materials vorgeschlagen, eine Anzahl dreieckförmiger Elektroden auf gegenüberliegenden Flächen des elektrooptischen Kristalls aufzureihen. Das bedeutet praktisch, daß der Deflektor aus einer Reihe parallel zueinander liegende einzelner Deflektoren mit der Länge L und der öffnungsweite W besteht. Erreicht jeder der einzelnen Deflektoren einen Ablenkwinkel 0 und N_R auflösbare ■ Punkte, so können mit fünf Deflektoren der gleiche Ablenkwinkel, aber wegen der/in Bezug auf den Fraunhofer'sehen Ablenkwinkel fünfmal größeren öffnungsweite (öffnungsweite ist 5W) anstatt N_R· jetzt 5N_R auflösbarer Punkte erzielt werden. In der Praxis ist aber wegen des Gitterverhaltens der parallel zueinander liegenden einzelnen Deflektoren ein derartiger Anstieg der auflösbaren Punkte nicht möglich. Das/der Wirkung eines Gitters ähnliche Verhalten der nebeneinander liegenden Einzeldeflektoren ergibt sich aus der Tatsache, daß das in die Deflektoren eintretende Licht coplanar ist und die Lichtwellenfront während sie in die einzelnen Deflektoren

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-n-

eintritt, in einzelne Wellenfronten aufgeteilt wird, die

, . , abpel,enkt werden separat um einen im wesentlichen gleichen Winkel (üyDie aus den einzelnen von den Deflektoren abgegebenen Teil^ wellenfronten J3i'ch zusammengesetzte, von der Lichtstrahlablenkeinrichtung abgehende Wellenfront ist nicht mehr coplanar. Das bedeutet, daß die einer bestimmten Phase entsprechenden Wellenfronten nicht in der gleichen Ebene liegen, sondern in parallel zueinander liegenden stufenförmig versetzten Ebenen liegen. Eine gleichartige Wellenfront ergibt sich durch Verwendung einesEchelettegitters. Fokussiert man die austretenden Teilwellenfronten, so er-' geben sich Interferenzen, wodurch anstatt eines einzelnen Punktes getrennt voneinander liegende unterschiedlichen Brechungen entsprechende Punkte erhalten werden. Nur bei einer anliegenden Spannung V^- , die so groß ist, daß die induzierte optische Wegdifferenz (IOPD) ein Vielfaches der Lichtwellenlänge T^ ist, sind die einzelnen aus den Deflektoren austretenden Wellenfronten coplanar und man erhält einen auflösbaren 'Punkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lichtstrahlablenkeinrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei der die beschriebenen Nachteile der Lichtstrahlablenkeinrichtungen der eingangs geschilderten Art vermieden werden.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Ablenksteüereinrichtung zur Erzielung im wesentlichen gleicher Ablenkwinkel in den einzelnen Deflektoren sowie eine Phasenverschiebungseinrichtung zur Steuerung der Phase . der die einzelnen Deflektoren durchdringenden Teilstrahlen vorgesehen ist, so daß die von der Lichtstrahlenablenkeinrichtung abgegebene, sich aus einzelnen Teilstrahlen zusammensetzende Wellenfront ebenso wie die in die Lichtstrahlenablenkeinrichtung einfallende Itfellenfront coplanar ist. Mit Hilfe der Phasenverschiebungseinrichtung werden die Phasen der einzelnen

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Teilwellenfronten derart korrigiert, daß nach der Ablenkung die aus von den einzelnen Deflektoren abgegebenen Wellenfronten zusammengesetzte Wellenfront coplanar ist, wodurch der Gittereffekt vermieden wird. Auf. diese Weise wird die Anzahl der mittels einer einzigen Deflektoreinrichtung auflösbaren Punkte stark vergrößert ohne die Menge des verwendeten elektrooptischen Materials nennenswert zu vergrößern.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus Ausführungsbeispielen:·,, die nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert werden. Darin zeigt:

Pig. Il- eine erfindungsgemäße Ausfuhrungsform einer

Lichtstrahlablenkeinrichtung, bei der eine Reihe parallel zueinander angeordneter Lichtstrahldeflektoren sowie eine veränderbare Phasenplatte vorgesehen ist,

Fig.' 2 eine Ablenkspannung V^ sowie eine Phasenplattenspannung V in Abhängigkeit von dem Quotienten aus der induzierten optischen Wegdifferenz und der Weglänge (IOPD/Λ. )>

Fig. 3 eine bekannte Ausführungsform einer Lichtstrahlablenkvorrichtung mit einer Reihe parallel zueinander angeordneter Deflektoren ohne veränderbare Phasenplatte,

Fig. 4 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Lichtstrahlablenkeinrichtung, welche mit einer Fazettenaugenlinse versehen ist,

Fig..5 eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Lichtstrahlablenkeinrichtung die mit einer Gitterblende versehen ist,

Fig. 6 drei quadrupolare Deflektoren, die als parallel· in einer Reihe zueinander angeordnete einzelne Deflektoren verwendet werden können und

Fig. 7 die Anordnung in einer Reihe parallel zueinander

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- 6 stehender quadrupolarer Deflektoren.

Die in Fig. 1 dargestellte Lichtstrahlablenkeinrichtung ist mit parallel zueinander 'in einer Reihe angeordneter Deflektoren 10 versehen. Zum besseren Verständnis sind vier · mit dreieckförmigen/auf einander gegenüberliegenden Seiten der Deflektoren angeordneten Elektroden 11 versehene elektrooptische Deflektoren gezeigt. Die Elektroden sind derart geformt, daß eine Seite 17 des Dreiecks parallel und eine andere Seite 18 des Dreiecks senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahles liegt. Die zur Veränderung der Phasenlage der Lichtstrahlen dienende Phasenänderungsplatte 12 ist aus elektrooptischen! Material gebildet, wobei die Elektroden 13 auf einander gegenüberliegenden Flächen des Kristalls liegen und wobei die Platte im Sinne der Bewegungsrichtung des Lichtstrahls vor den parallel ausgerichteten Deflektoren liegt.

Eine Elektrode 13 der Phasenänderungsplatte 12 is%ⁿeine Spannung V gelegt, vrodurch die' Phase der in die einzelnen Deflektoren 10 eintauchenden Wellenfronten 15 veränderbar sind und hierdurch eine Wellenfront 16 gewonnen wird, welche als coplanare Wellenfront aus den einzelnen Deflektoren austritt. Wenn jedem der einzelnen Deflektoren fünf auflösbare Punkte zugeordnet werden können, so beträgt die induzierte optische Wegdifferenz IOPD zwischen zwei externen Strahlen bei einem gegebenen Deflektor fünf Wellenlängen des Lichtes. Wenn die auf die Deflektoren 10 gegebene Spannung V^ so . groß gewählt ist, daß IOPD ein Vielfaches der Wellenlänge /L beträgt, so sind die Wellenfronten aller vier Deflektoren coplanar und die Spannung V ist an der Phasenänderungsplatte 12 Null. Bei anderen Spannungen ist die auf die Platte 12 einwirkende Spannung V so groß, daß ein coplanares Verhalten der von den parallelen Deflektoren abgehenden Wellenfronten gewährleistet ist. Fig. 2a und 2b zeigen V_d und V in.Abhängigkeit von dem Quotienten IQPD/Λ. . Aus

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Fig. 2a läßt sich'entnehmen, daß IQPD sich linear mit V, ändert. Aus Fig. 2b ergibt sich, daß bei ganzzahligem Quotienten IOPD//L (in anderen Worten dann wenn IOPD ein Vielfaches der Wellenlänge Λ. ist ). V zu Null wird. Um nun eine kontinuierlich? Ablenkung des Lichtstrahl.es zu haben, ist es notwendig, daß die von den parallelen';-Def]ektoren abgehenden Wellen'fronten auch dann coplanar sind, wenn der Quotient IOPD/A* nicht eine ganze Zahl bildet. Hierbei ist V die Spannung, die zur Kompensation der Stufen und zur Erzielung eines coplanaren Verhaltens der einzelnen Wellenfronten notwendig ist.

Fig. 3 zeigt eine bekannte Ausführungsform einer Lichtstrahlablenkeinrichtung,bei der eine Reihe paralleler Deflektoren vorgesehen ist, bei der aber keine Phasenänderungsplatte Verwendung findet. Während die in die parallelen Deflektoren eintretenden Wellenfronten 21 des Lichtes coplanar sind, sind die aus den Deflektoren austretenden Wellenfronten 22 im allgemeinen nicht coplanar. Nur dann, wenn IOPD/A> eine ganze Zahl bildet, sind die austretenden Wellenfronten 22 coplanar.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform in der eine Reihe parallel zueinander angeordneter Deflektoren 10 je.-weils fünf einzelne Punkte auflösen, wird jeder/der einzelnen Deflektoren in Verbindung mit einer Phasenänderungsplatte ange\vendet. Die Gesamtzahl der mittels der vier Deflektoren auflösbaren Punkte ist 4 χ 5 = 20. Die Menge des für die parallelen Deflektoren benötigten elektrooptischen Materials ist gleich der vierfachen Menge des für einen einzigen fünf Punkte auflösenden Deflektor benötigten Materials. Um das Auflösungsvermögen eines einzigen Deflektors zu vervierfachen, muß die Menge des elektrooptischen Materials mindestens auf das Sechzehnfache anwachsen, da sowohl die Länge als auch die Öffnungsweite vergrößert werden muß. Ganz allgemein gilt, daß bei einer aus einer Anzahl N₁ bestehenden

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Reihe paralleler Deflektoren mit einem Längen-Weitenverhältnis L/W, das Volumen des elektrooptischen Materials einen Wert N₁LWd hat, wobei d die Dicke des Deflektors ist Hat man einen Deflektor mit der gleichen Fläche L¹W' = N₁ wie die,Deflektorreihe und mit dem gleichen Längen-Weitenverhältnis L' = L so läßt sich zeigen, daß die Deflekto'r-W« W

reiheVKL N^/N^ + N_? mal so viele Punkte auflöst wie der einzelne Deflektor, wobei N„ die Auflösung der parallel angeordneten Deflektoren ist. Bei gleicher Menge optischen Materials ist daher der AuflösungsgewinnVN^N₂/N₁+ N₃. Für den Fall, daß N₁ sehr viel kleiner als Np ist, ist der Aüflösungsgewinn daher annäherndVNT , wob-ei die Materialmenge für die Phasenänderungsplatte im Vergleich zu der für die Deflektorreihe benötigten Materialmenge vernachlässigbar gering ist. Die Gesamtauflösung einer Deflektorreihe mit Phasenänderungsplatte ist N₁N₂.

Die erfindungsgemäße Lichtstrahlablenkeinrichtung mit Phasenänderungsplatte läßt sich als Y-Deflektor in einem X-Y-Deflektorsystem verwenden, wobei die Ablenkung in X- · Richtung vor derAblenkung in Y-Richtung geschieht. Bei den bekannten zweidimensionalen Deflektorsystemen sind die Y-Deflekt'oren sehr viel größer als die X-Deflektoren, da . die Ablenkung in X-Richtung geschieht, bevor noch der Lichtstrahl die Y-Deflektoren erreicht. Aus diesem Grunde sind die Y-Deflektoren sehr dick und werden mit einer Spannung betrieben, die erheblich über der liegt, die für die X-Ablenkung notwendig ist. Mit der Deflektorreihe ist eine erheblich größere Ablenkung möglich, die mit einer geringeren Spannung bewirkt wird als der die bei einem einzigen Defl'ektor der gleichen Größe notwendig ist.

In Fig. 1 ist die Phasenablenkplatte zwischen der Lichtquelle und der Deflektorreihe 10 angeordnet. Es ist aber möglich, die Phasenänderungsplatte hinter der Reihe 10 an-

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zuordnen, sofern sichergestellt ist, daß der Ablenkwinkel nicht zu groß ist und der einen bestimmten Bezirk der Platte zugeordnete Strahl nicht durch den Nachbarbezirk' hindurchtritt.

Bei der erfindungsgemäßen Lichtstrahlablenkeinrichtung ist es vorteilhaft dafür Vorsorge zu treffen, daß das Licht _: nicht auf die Seitenwände der einzelnen Deflektoren abgelenkt wird. Fig. 4 zeigt eine Fazettenaugenlinse 40 mit jeweils einer den einzelnen Deflektoren zugeordneten Linse 4l. Die einzelnen Linsen bündeln das in die einzelnen Deflektoren 10 eintretende Licht 42 nur schwach. Bei richtiger Ausrichtung der einzelnen Teillinsen 41 wird praktisch das gesamte Licht durch die einzelnen Deflektoren hindurchgeführt. Vor dem gegenüberliegenden Ende der einzelnen Deflektoren ist eine komplementäre Fazettenaugenlinse 43 angeordnet, um die gebündelten Einzelstrahlen 44 wieder parallel zu machen. Von Lee und Zook wurde in den IEEE Journal-of Quarfcum Electronics Seite 445, Juli 1968 gezeigt, daß die maximale Auflösung N_R für einen gebündelten Strahl durch

N_R = m

Λ. v. n_w

gegeben ist, wobei 0_m für den maximalen Ablenkungswinkel steht.

Der Reduktionsfaktor für die Zahl der auflösbaren Punkte für einen gebündelten Strahl ist durch den in den Klammern angegebenen Ausdruck

gegeben. Die Reduktion ergibt sich aus der Tatsache, daß der gebündelte Strahl eine weniger große Menge elektrooptischen Materials durchdringt als ein ungebündelter Strahl.

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- ίο -

5 zeigt eine andere Möglichkeit als die in angegebene. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist eine Gitterblende 50 vorgesehen, die den Teil des Lichtes zurückhält, welcher auf die Seitenwände der Deflektoren 10 auf treffen würde. Wird mit W_x. die verminderte öffnung des Strahles an der Auftreffläche eines einzelnen Deflektors bezeichnet, so ist die Anzahl der auflösbaren Punkte

N_R = Aft-

Λ.

und wegen V=W-¹

~ΊΓ

ergibt sich 0 L

_0n, V ( 1 - m ) .

7t
Es läßt sich zeigen, daß der optimale Wert für W. = 4-/5 W ist, wobei ein Anteil von 4/5 des ursprünglichen Strahles durch den Deflektor hindurchgelassen wird.

• Bei der Verwendung einer mit einer Reihe paralleler Deflektoren versehenen Lichtstrahlablenkeinrichtung ist es notwendig, daß die einzelnen Deflektoren jeweils im wesentlichen gleiche Ablenkwinkel haben. Das bedeutet, daß die auftretende Wellenfront coplanar sein muß,wenn keine Spannung zugeführt wird. Daher ist es sehr wünschenswert, daß die einzelnen Deflektoren/einander identisch sind, was insbesondere für die Länge gilt. Die Herstellung identischer Deflektoren ist besonders einfach, wenn sie sehr unkompliziert aufgebaut sind. Der einfachste Typ eines elektrooptischen Deflektors ist

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ein quadrupolarer Deflektor» Fig. 6 zeigt drei mögliche Ausgestaltungen eines quadrupolaren Deflektors, der aus einem einzigen elektrooptischen Kristall 60 hergestellt ist. Die in Fig. 6 dargestellten Deflek~ toren lassen sich als einzelne Elemente einer Deflektorreihe verwenden. Die Elektroden 62 des Deflektors verlaufen entlang der Kanten des Parallelepipeds und "bilden ein quadrupolares Feld, sobald Spannungen in gleicher Polarität an jeweils zwei gegenüberliegende Kanten angelegt werden. Wenn, wie in Fig. 6a gezeigt, die Elektroden 62a eine hyperbolische Form haben, so weist das resultierende Feld innerhalb des Kristalls lineare Gradienten auf, welche eine lineare Änderung des Brechungsindex quer zur Ausbreitungsrichtung des Lichtes bewirken. Der Lichtstrahl wird in Richtung der Gradienten der Brechung ausgelenkt. Fig. 6b und 6c zeigen Ausgestaltungen von Elektroden 62b und 62c, die einfacher als die Elektroden nach Fig. 6a herge-:- stellt werden können, mit denen aber ein genügend genaues Quadrupolfeld zur Erzielung der Ablenkung aufgebaut werden kann. Ein wesentlicher Vorteil des quadruplaren Deflektors besteht darin, daß der Defl ektor-körper homogen ist, während bei einem aus zwei dreieckförmigen Prismen bestehenden Deflektor ein Spalt zwischen den Prismen liegt, durch den der Strahl hindurchtreten muß. Jede Kristallfläche, durch die der Strahl hindurchtritt, muß poliert werden, wodurch sich für den quadrupolaren Deflektor zwei zu polierende Flächen ergeben, nämlich die Auftreff- und die AbstraiSflache. Der prismatische Deflektor,der

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aus zwei oder mehr Kristallen bestellt, weist aber vier oder mehr zu polierende Flächen auf. Bei dem prismatischen Deflektor muß weiterhin noch ein optischer Kontakt oder ein die Kristalleigenschäften anpassender Klebstoff vorgesehen sein, der die beiden Kristalle miteinander verbindet. Die verminderte Anzahl der polierten Flächen und die Vermeidung einer optischen Kontaktgabe durch einen Klebstoff bedingen im Vergleich zu dem prismatischen Deflektor eine wesentlich einfacherere Ausgestaltung und leichtere Herstellbarkeit des quadrupolaren Deflektors.

Da die Auftreffläche und die Abstraflfläche des quadxrupolaren Deflektors kritische Flächen sind, kann eine große Zahl identischer einzelner quadrupolarer Deflektor en dadurch hergestellt werden, daß zuerst einander gegenüberliegende Flächen eines einzelnen aus elektrooptischem Material bestehenden Kristalls poliert werden und danach dieser in einzelne Deflektoren zerschnitten wird. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Auftreff- und Abstrahlfläche jedes einzelnen Deflektors gegenüber den anderen im wesentlichen identisch ist, da sie alle zur gleichen Zeit poliert wurden. Eine andere Methode besteht darin, eine Reihe parallel zueinander angeordneter Deflektoren herzustellen und dann die beiden kritischen Flächen aller Deflektoren gleichzeitig zu polieren.

Fig. 7 zeigt zwei Ausführungsformen zweier Deflektorreihen mit quadrupolaren Deflektoren in der Ausführungsform, wie sie in Fig. 6 dargestellt sind. Fig. 7a zeigt eine einzige Reihe quadrupolarer Deflektoren 70. Jede Elektrode 72 ist zwei aneinander angrenzenden

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Deflektoren zugeordnet.Die Polarität der den· Elektroden eines Deflektors zugeordneten Spannungen und damit des in ihm herrschenden Feldes ist der der jeweils angrenzenden Deflektoren entgegengesetzt. Um daher sicherzustellen, daß der'Gradient des Brechungsindex in jedem Deflektor/der.gleichen Richtung wirkt, muß die kristallografisehe Ausrichtung jedes.Deflektors, wie durch einen Pfeil 71 angedeutet, bei aneinander angrenzenden Deflektoren entgegengesetzt sein. Bei mit einer polaren Achse versehenen Materialien muß die Achse jedes Deflektors den Achsen der angrenzenden Deflektoren entgegengesetzt sein. Bei Material ohne polare Achse, wie "beispielsweise kubischem Material mit linear elektrooptischem Effekt, müssen die hintereinander angeordneten Deflektoren so ausgerichtet sein, daß die ' durch sie bewirkte Auslenkung immer in der gleichen Richtung wirkt.

Pig. 7b zeigt mehrere übereinander angeordnete Deflektorreihen aus einzelnen Deflektoren 70· Wie schon bei der Ausführungsform nach Pig. 7& ist die durch einen Pfeil 71 angedeutete krxstallografische Orientierung der einzelnen Deflektoren der der angrenzenden Deflek-' toren entgegengesetzt. Eine derartige schachbreilt =?--·- förmige Anordnung hat den Vorteil, daß jeder Elektrode 72 vier quadrupolare Deflektoren zugeordnet sind.

Ein weiterer Vorteil der in Pig. 7 gezeigten Deflektorreihe liegt in den /akustischen Resonanzeigenschäften, eines solchen Systems. Zum einen sind die Frequenzen für die ·» akustische Dicken re son an ζ der Breite des Elementes umgekehrt proportional. Die akustische Dickenresonanz liegt daher für eine Deflektorreihe .bei höheren Frequenzen als bei einem einzelnen Deflektor gleicher Größe, da die Resonanz sehr viel mehr durch

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die Abmessungen der einzelnen Deflektoren als durch die Abmessungen der gesamten Deflektorreihe bestimmt ist. Zum zweiten ist vorteilhaft, daß die Elektroden gleicher Polarität an diagonal gegenüberliegenden Kanten der einzelnen Deflektoren anliegen. Hierdurch sind gegenüberliegende Seiten der Deflektoren entgegengesetzten Beanspruchungen ausgesetzt, wodurch die Grundfrequenz der Dickenschwingung nicht auftreten kann. Es läßt sich zeigen, daß die erste Resonanzfrequenz höher als die Grundfrequenz der Dickenschwingung liegt, was von dem Verhältnis Breite zu Dicke des Parallelepipeds abhängig ist. Als drittes sind durch die miteinander verbundenen Deflektoren Biegeschwingungen praktisch ausgeschlossen.

Die geschilderten Ausführungsformen lassen eine ganze Reihe von Abänderungen zu, ohne den Rahmen der Erfindung zu. verlassen. So ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Deflektoren elektrooptisch^ Deflektoren sind,-Die geschlidderten Wirkungen lassen sich auch durch akusto-roptische oder mechanische Deflektoren erreichen. Auch läßt sich die Phasenänderungsplatte durch andere zur Steuerung der Phase des in die Deflektoren eindringenden Lichtes geeignete Einrichtungen ersetzen.

Patentansprüche 209816/0839

Claims (1)

1. 2 U 1.650

   Patent an Sprüche:

   )Lichtstrahlablenkeinrichtung mit einer Anzahl in einer Reihe parallel zueinander angeordneter Lichtstrahldeflektoren , dadurch gekennze ichn e t , daß eine Ablenksteuereinrichtung (V-, 11,17) zur Erzielung im wesentlichen gleicher Ablenkwinkeln in den einzelnen Deflektoren (11) spwie eine Phasenverschiebungseinrichtung (12) zur Steuerung der Phase, der die einzelnen Deflektoren durchdringenden Teilstrahlen vorgesehen ist, so daß die von der Lichtstrahlenablenkeinrichtung (12 - 18) abgegebene, sich aus einzelnen Teilstrahlen zusammensetzende Wellenfront (16) ebenso wie die in die Lichtstrahlenablenkeinrichtung einfallende Wellenfront (14) kopla- . nar ist.

   2) Lichtstrahleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Teilstrahlen die Phasenverschiebungseinrichtung (12, 13) durchdringen, bevor sie noch zu den Lichtstrahldeflektoren (10,

   11) gelangen.

   3) Lichtstrahlablenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dad urch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebungseinrichtung (12, 13) aus einem einzigen Stück (12) elektrooptischen Materials mit einem Paar profilierter Elektroden (13) gebildet i_st.

   4) Lichtstrahlablenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deflektorenreihe aus einzelnen Körpern (10) eines in seinem Brechungsindex mittels Änderung eines

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   - ι β -

   elektrischen Feldes steuerbaren Materials gebildet ist.

   5) Lichtstrahlablenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet , daß die Ablenksteuereinrichtung (V, 11, 17) mit einer Brechungsindexsteuerung zur gleichzeitigen. Änderung des Brechungsindex eines Jeden Deflektors (10) versehen ist.

   6) Lichtstrahlablenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekenn·zeichnet, daß die Brechungsindexsteuerung mit Elektroden (62) versehen ist, die derart angeordnet

   . sind, daß eine im wesentlichen lineare Änderung des Brechungsindex des Materials in einer quer zur Ausbreitungsrichtung der Teilstrahlen liegenden Richtung bewirkt.

   7) Lichtstrahlablenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-5) dadurch gekennzeichnet ,daß die Elektroden aus ersten, zweiten, drittenund vierten Einzelelekroden (62a,b,c,d) bestehen, die sich entlang des vierten Körpers in Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls erstrekken.

   8) Licht strahl ablenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch, gekennze ichnet, daß die Elektroden (72) eines der Deflektoren (70) sich mit Elektroden angrenzender Dellektoren im elektrischen Kontakt befinden und die

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   kristallographische Orientierung (72) dieses Deflektors der des angrenzenden Deflektors (71) entgegengesetzt ist.

   9) Li clit strahl ablenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurchgekenn-* zeichnet, daß vor der Eintrittsfläche der einzelnen Deflektoren (10) diesen zugeordnete Sammellinsen (4-1) angeordnet sind, um den Teilstrahl (44a, 44b) innerhalb der Deflektoren zu bündeln (Fig. 4).

   10) Lichtstrahlablenkeinrichtung nach Anspruch 9> da.durch gekennzeichnet, daß vsr der Austrittsfläche der einzelnen

   ■ Deflektoren (10) einzelne Streulinsen (43) angeordnet sind, um die gebündelten Teilstrahlen (44a, 44b) wieder parallel zu machen 0?ig. 4).

   11) Lichtstrahlablenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet , daß eine Blende (50) zur Ausblendung des Teiles der Teilstrahlen ( 14) vorgesehen ist, der in die Deflektoren in dsr Nähe ihrer Längsseiten eintritt (Pig.5)·

   12) Lichtstrahlablenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Deflektoren miteinander identisch sind.

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