Устройство для модуляции света Советский патент 1936 года по МПК G02F1/11 

Настоящее изобретение касается устройства для модуляции света с использованием принципа образования дифракционной решетки иод влиянием внешних механических колебаний. В данном случае свет проходит через пьезоэлектрический кристалл, который возбужден в упругих колебаниях, а изменение интенсивности света в этом случае получается вследствие образования дифракционной динамической решетки.

Использование явления дифракции света под действием ультраакустических колебаний для целей модуляции света было известно раньше (проф. Королюс. „Телефункен).

После целого ряда исследований по вопросам дифракции света установлено, что вышеуказанное предложение фирмы „Телефункен не может и.меть практического применения, так как оно предусматривает образование дифракционной решетки ультраакустическими волнами в жидкой среде. Использование жидкой среды для указанных целей нецелесообразно по следующим соображениям:

1.Ультраакустические колебания в жидкой среде при значительной мощности их имеют нелинейный характер. Следовательно, модуляция света также будет нелинейной.

2.Для образования дифракционной

решетки в жидкости, обеспечивающей необходимую глубину модуляции света, необходимо создать ультраакустические колебания значительной интенсивности, что поведет к увеличенной электрической мощности, питающей пьезоэлектрическую пластину.

3.Для образования ультраакустических колебаний в жидкости необходимо кварцевую пластину, генерирующую ультраакустические колебания, ставить в такие условия, что декремент затухания ее становится настолько велик, что необходимо подводить значительную электрическую мощность для питания пьезоэлектрической пластины.

Таким образом, соображения, указанные в ЯП. 2 и 3, приведут к большим размерам всей электрической аппаратуры, что практически неприемлемо.

4.Способность жидкости изменять физические свойства в широких пределах от воздействия температуры также определяет целесообразность использования дифракционной решетки в жидкости.

На основании вышеизложенного практически наиболее пригодным способом модуляции света является способ, при котором свет проходит непосредственно через колеблющийся кварцевый кристалл.

На прилагаемом чертеже изображена

принципиальная схема устройства согласно изобретению.

Сущность предлагаемого устройства заключается в следующем. Кварцевая пластина с перпендикулярными или параллельными срезами возбуждается от генератора высокой частоты.

Электроды у кварца должны на его поверхность прилегать вплотную или, еще лучше, быть нанесенными распыленным металлол( непосредственно на его поверхность.

Кварцевая пластина может быть возбуждена как в основном тоне, так и в обертонах.

Картина дифракции света наблюдается тогда, когда через возбужденную кварцевую пластину пропускать параллельный луч света, направленный перпендикулярно к направлению возбуждения.

Согласно прилагаемому чертежу от источника 7 через щель 2 и оптику 3 свет параллельным пучком проходит через кварцевую пластину 4 и, выйдя из нее и пройдя опять таки через оптику и щель, попадает на светочувствительную поверхность, например пленку 5.

В момент возбуждения кварца на щели у пленки наблюдается картина дифракции, вследствие чего интенсивность спектра нулевого порядка, прошедшего через щель, уменьшается. Следовательно, модулируя генератор высокой частоты, удается получить соответствующее изменение интенсивности света в щели для спектра нулевого порядка.

Таким способом можно получить глубину модуляции светового потока до 90 %. Применяя несколько кварцевых пластин, можно иметь возможность модулировать неограниченной интенсивности световые потоки.

Вместо спектра нулевого порядка можно пропустить через щель свет дифракционных спектров, собранный линзой на щели, причем спектр нулевого порядка не должен попадать на щель.

Этот способ дает глубину модуляции до 80 %.

В ряде случаев целесообразно использовать пространственную дифракционную картину. Для этой цели кварцевая пластина должна быть возбуждена с помощью двух или трех пар электродов, расположенных взаимно перпендикулярно. Частотную характеристику при таком способе модуляции света можно получить достаточно прямолинейной в диапазоне частот от нуля до нескольких десятков тысяч. При этом способе модуляции света из.менение температуры кварца сказывается очень мало на качестве частотной характеристики.

Модуляция света указанным путем может быть использована для целей записи звука, телевидения и оптической связи.

Предмет изобретения.

1.Устройство для модуляции света основанное на принципе образования дифракционной решетки на пути светового луча под влиянием приложенных извне механических колебаний, отличающееся тем, что в качестве упругой среды и носителя дифракционной решетки применен пьезоэлектрический прозрачный кристалл, например, кварц или турмалин, находящийся в состоянии вынужденных или свободных колебаний.

2.Видоизменение устройства поп. 1, отличающееся применением в колеблющемся кристалле дифракционной решетки в одном, двух или трех измерениях.

3.Форма выполнения устройства по I пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что для 1 модуляции проходящего через кристалл I в любом направлении светового луча i применена трехмерная дифракционная

решетка.

4.В устройстве по пп. 1-3 применение пьезоэлектрического кристалла в форме куба, пластины, кольца или

i сферы.