DE2047651B2 - Anordnung zur zweidimensional räumlichen und zeitlichen Modulation von kohärenten Lichtbündeln - Google Patents

Description

Ii

Die Blenden werden vorzugsweise als Loch- oder Spaltblenden ausgebildet und ihre öffnungen werden so bemessen, daß sie in der Größenordnung des Brennfleekes der durch die fokussierenden Elemente gebündelten ungestreuten Strahlung liegen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer solchen Blendenanordnung besteht darin, daß die in die Oberfläche einer der beiden Trägerplatten rasterfömig eingearbeiteten fokussierenden EIemente mit räumlich kohärentem Licht bestrahlt werden und durch Fokussierung des Lichts auf einer im Brennpunktabstand der fokussierenden Elemente angebrachten lichtempfindlichen Schicht Blendenöffnungen in dieser Schicht entstehen.

Die Erfindung geht von der grundlegenden Erkenntnis aus, daß bei Belichtung nematischer Flüssigkristalle mit kohärentem Licht die Kohärenz des ungestreuten, durch den Flüssigkristall durchtretenden Lichtes unabhängig vom angelegten Feld voll erhalten bleibt. Die Intensität des ungestreuten Anteils zeigt dagegen eine Abhängigkeit von dem am Flüssigkristall anliegenden Feld. Die Miterregung der benachbarten Kreuzungspunkte hat einen vernachlässigbar kleinen Einfluß auf die Intensität des ungestreuten Lichtanteils, da die Abhängigkeit einen nicht linearen Verlauf aufweist, wodurch ein Entkopplungsproblem bei Display-Matrizen nicht auftritt. Trennt man den gestreuten vom ungestreuten Anteil durch räumliche Filterung, so erhält man eine Amplitudenmodulation des ungestreuten kohärenten Lichtanteils, dessen Amplitude durch die Höhe der am Flüssigkristall anliegenden Spannung gesteuert werden kann. Zur räumlichen Modulation wird der Flüssigkristall durch die matrixförmige Elektrodenstruktur in Elemente unterteilt, die individuell angesteuert werden könen.

An dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert.

Die in der Figur dargestellten Pfeile 1 stellen das vom Laser kommende kohärente Strahlenbündel dar. Die Flüssigkristallschicht 4 befindet sich zwischen zwei Glasplatten 3 und 5, die auf ihren Innenflächen transparente Elektroden 6,7 tragen. Die Elektroden können durch Ätzung als schmale, parallele Streifen ausgebildet und am Plattenrand kontaktiert werden. « Die Streifensysteme der beiden Glasplatten stehen aufeinander senkrecht. Durch Anlegen einer Spannung an zwei sich überkreuzende Elektroden wird die nematische Flüssigkeit am Kreuzungspunkt lichtstreuend. Hinter dem Flüssigkristall sind eine Anzahl fokiissierecder Elemente 2 rasterförmig angeordnet, v.obei es zweckmäßig ist, daß der Rasterabstand der fokussierenden Elemente mit dem der Elektrodenmatrix übereinstimmt. Die fokussierenden Elemente, ζ. B. Linsen, sind entweder in einem Trägerrahmen befestigt, oder in die Oberfläche der Glasplatte 5, z. B. durch Pressen, eingearbeitet. Dahinter befindet sich ein Körper 8, der so viele Blendenöffnungen 9 enthält, daß jedem fokussierenden Element eine Blendenöffnung zugeordnet ist. Zweckmäßigerweise wird der Körper 8 im Brennpunktabstand der fokussierenden Elemente 2 aufgestellt. Der Körper 8 kann beL, ielsweise aus einem fotografischen Film bestehen,' in dem durch Bestrahlung des Rasters der fokussierenden Elemente 2 Blendenöffnungen geschaffen wurden. Dies Verfahren hat den Vorteil, daß die Blendenöffnungen in der Größenordnung des Brennflecks der durch die foku*':erenden Element gebündelten ungestreuten Strahlung liegt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, statt des fotografischen Films eine Metallfolie zu verwenden und in ihr die entsprechenden Blendenöffnungen durch thermische Wirkung des Lichtstrahles zu schaffen.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Der Lichtstrahl durchsetzt erst den Flüssigkristall und danach das Linsenraster und wird von diesem auf das Blendenraster fokussiert. Die Kreuzungspunkte der Elektrodenmatrix, die spannungsfrei sind, lassen die gesamte Lichtintensität durch. An den unter Spannung stehenden Kreuzungspunkten befindet sich der nematische Flüssigkristall im Zustand der dynamischen Streuung.

Je nach Größe der angelegten Spannung wird ein größerer oder kleinerer Teil des Lichtes zerstreut und durch den Blendenkörper ausgcfiUert. Nur der ungestreute Anteil, dessen Kohärenzeigenschaft unverändert erhalten bleibt, tritt durch die Blendenöff nung durch.

Als weiteres Anwendungsgebiet kann noch der Einsatz der oben beschriebenen Anordnung als elektrisch steuerbares Hologramm zur Realisierung synthetischer (mit dem Computer errechneter) HoIogramme genannt werden, sowie in Verbindung mit einer Fernsehkamera der Einsatz als inkohärent-kohärenter Umsetzer für kohärent-optische Datenverarbettung inkohärent beleuchteter Objekte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. tende transparente streifenförmige Schichten aufweist, die versetzt zueinander angebracht sind.

   Bei zahlreichen Anwendungen der modernen Optik, ζ, B. in der akustischen Holografie und der Mi-

   und zeitlichen Modulation von kohärenten Licht- 5 krowellenbolografie, besteht die Notwendigkeit, aus

   elektrischen Signalen, die aus den jeweiligen Interferenzfeldern abgeleitet werden, ein Hologramm aufzubauen. Hierzu ben<5tigt man elektrooptische Bauteile, deren Transmissionseigenschaften für kohäventes

   {efomdT trämiar7nte^treu4n⁶fÖrVnlge" Schichten io Licht zweidimensional räumlich und als Funktion aufweist, die versetzt zueinander angebracht sind, der Zeit elektrisch gesteuert werden müssen, tm dadurch gekennzeichnet, daß jeder ähnliches Problem existiert in der kohärent-optischen Kreuzungsstelle der elektrisch leitenden, transpa- Datenverarbeitung, wobei inkohärente optische Inrenten. streifenförmigen Schichten ein fokussie- funktionen in ähnlicher Weise einer kohärenten rendes Element (2), in. dessen Brennpunkt eine 15 Lichtwelle aufmoduliert werden müssen. - · · · In nematischen Flüssigkristall sind die langge