СПОСОБ МОДУЛИРОВАНИЯ СВЕТА Советский патент 1939 года по МПК G02F1/11 

Уже предлагалось использовать явления дифракции света под действием ультраакустических колебаний для модуляции света (проф. Каролюс, фирма „Телефункен").

Образование дифракционной решетки вызывается там ультраакустическими волнами в жидкой среде. Однако, использование жидкой среды для этого случая практически нецелесообразно по следующим соображениям.

Ультраакустические колебания в жидкости имеют нелинейный характер. Следовательно, модуляция света также будет нелинейной.

Для образования дифракционной решетки в жидкости, обеспечивающей необходимую глубину модуляции, необходимо создать ультраакустические колебания значительной интенсивности. Вследствие этого необходимо подвести к пьезоэлектрическому кристаллу большую электрическую мощность. Это обстоятельство является, конечно, существенным недостатком.

Способность жидкости менять свои физические свойства от воздействия температуры также является существенным недостатком вышеуказанной заявки.

Автором на основании произведенных длительных изысканий было установлено, что более практичным является использование для целей модуляции света дифракционной решетки, образованной в самом колеблющемся пьезоэлектрическом кристалле, например, кварце, возбуждаемом электрическим или механическим путем.

На чертеже представлена схематически одна из форм выполнения устройства для осуществления предлагаемого способа, в которой колебания в кварце возбуждаются электрическим путем.

Высокочастотные колебания подводятся здесь от соответствующего генератора к металлическим обкладкам 1 пьезоэлектрической кварцевой пластинки 2. Свет направляется от источника света 5 через щель 4 при помощи линз 3, 3 в форме пучка 6 параллельных лучей через пластинку 2, и через диафрагму 8 и линзу 3 падает на экран 7 в форме концентрированной точки.

В этой форме выполнения модуляция света производится изменением подводимого к обкладкам 1 напряжения.

Величину декремента затухания кварцевой пластины можно менять известными способами в широких пределах в зависимости от ширины диапазона частоты модуляции.

Как показал опыт, пьезоэлектрический кристалл представляется возможным возбуждать на очень высоких частотах, что имеет большое значение в том случае, если необходимо модулировать высокие частоты. Так, например, частота, возбуждающая пьезоэлектрический кварц, могла быть равной ƒ=1,5·10⁸. При этой частоте возбуждения представлялось возможным модулировать частоты до ƒ=10⁶.

Электрическая мощность, необходимая для возбуждения кварца, не превышает нескольких ватт.

Образованная ультраакустическими колебаниями кристалла дифракционная решетка мало изменяется от температурных воздействий даже в широких пределах.

Модуляция силы света образованием дифракционной решетки в пьезокристаллах может производиться и таким образом, что в кристалле при помощи соответствующих обкладок на его поверхностях возбуждаются ультраакустические колебания в двух или трех перпендикулярных друг к другу направлениях.

Это вызывает образование одновременно двух или трех дифракционных решеток.

Для некоторых видов срезов пьезоэлектрического кристалла наблюдаются явления сильно размытых дифракционных спектров. В этом последнем случае вокруг спектра нулевого порядка наблюдается светлое пятно, которое увеличивается в размере пропорционально интенсивности колебаний кварцевой пластины. Это явление можно использовать для целей трансверсальной записи.

Способ модулирования света при помощи дифракционной решетки, образованной ультра-звуковыми колебаниями, отличающийся тем, что модулируемый световой пучок пропускают через колеблющийся кристалл, например, кварцевую пластинку, возбужденную электрически или механически.