DE1797378C3 - Device for converting circularly polarized radiation into linearly polarized radiation with a plane of polarization rotating at a constant angular velocity - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Umwandlung zirkulär oder nahezu zirkulär polarisierter Strahlung in linear oder nahezu linear polarisierte Stranlung mit einer sich mit einer konstanten oder nahezu konstanten Winkelgeschwindigkeit drehenden Polarisationsebene.The invention relates to a device for converting circularly or nearly circularly polarized ones Radiation in linear or nearly linearly polarized Stranlung with a constant or nearly constant angular velocity rotating plane of polarization.

In einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird die Umwandlung mit Hilfe eines rotierenden Analysators erhalten. Die aus der US-PS 3146 294 bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Drehgeschwindigkeit des Analysators und somit die Frequenz, mit der sich die Polarisationsebene dreht, für viele Zwecke zu niedrig ist.In a known device of this type, the conversion is carried out with the aid of a rotating analyzer receive. The device known from US-PS 3146 294 has the disadvantage that the rotational speed of the analyzer and thus the frequency with which the plane of polarization rotates, for many purposes is low.

In einer anderen aus »Journal of the Optical Society of America«, Vol. 51, Nr. 12, Seiten 1360 bis 1365, bekannten Vorrichtung durchläuft die Strahlung eine Kerr-Zelle, deren elektrisches Feld sich mit der Zeit dreht. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß eine Kerr-Zelle sich schwer handhaben läßt.In another from "Journal of the Optical Society of America", Vol. 51, No. 12, pages 1360-1365, known device, the radiation passes through a Kerr cell, the electric field of which changes over time turns. This device has the disadvantage that a Kerr cell is difficult to handle.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der sich bei verhältnismäßig einfacher Handhabung eine hohe Drehgeschwindigkeit erzielen läßt. Sie wird dadurch gelöst, daß die Vorrichtung eine Reihenschaltung von mindestens zwei elektro-optischen Kristallen enthält, wobei die Hauptrichtungen je zweier aufeinanderfolgender Kristalle einen Winkel von 45° einschließen, daß an die Kristalle periodische Spannungen mit Wechselspannungskomponenten gleicher Frequenz angelegt sind, bei denen die Zeitpunkte des Vorzeichenwechselspannungskomponenten an je zwei aufeinanderfolgen den Kristallen um eine Viertelperiode gegeneinander verschoben sind, und daß die Amplituden dieser Spannungen derart sind, daß die Summe der entsprechenden optischen Weglängenunterschiede in den Kristallen etwa gleich ist einer halben Wellenlänge der verwendeten Strahlung, wobei die Amplitude der Spannung an wenigstens einem der Kristalle übereinstimmt mit einem optischen Weglängenunterschied von etwa einem Viertel der Wellenlänge der verwendeten Strahlung. The object of the invention is to create a device of the type mentioned at the beginning with which a high rotational speed can be achieved with relatively simple handling . It is achieved in that the device contains a series connection of at least two electro-optical crystals, the main directions of two consecutive crystals each enclosing an angle of 45 ° , that periodic voltages with alternating voltage components of the same frequency are applied to the crystals , at which the points in time of the alternating sign voltage components at two successive crystals are shifted by a quarter of a period from one another, and that the amplitudes of these voltages are such that the sum of the corresponding optical path length differences in the crystals is approximately equal to half a wavelength of the radiation used, the amplitude of the voltage at at least one of the crystals corresponds to an optical path length difference of about a quarter of the wavelength of the radiation used.

Als elektro-optische Kristalle werden vorzugsweise den Pockels-Effekt aufweisende Kristalle gewählt Bei diesen Kristallen ist die Doppelbrechung eine lineare Funktion der an die Kristalle angelegten Spannung. Ein Beispiel eines derartigen Kristalls ist der sog. KDF-Kristall, der sehr stabil ist und sich einfach handhaben läßt Die dielektrischen Eigenschaften eines KDP-Kristalls gestatten hohe Frequenzen und hohe Spannungen. EinCrystals exhibiting the Pockels effect are preferably chosen as the electro-optical crystals In these crystals, birefringence is a linear function of the voltage applied to the crystals. A An example of such a crystal is the so-called KDF crystal, which is very stable and easy to handle The dielectric properties of a KDP crystal permit high frequencies and high voltages. A

derartiger Kristall kann also bei einer hohen Frequenz tief moduliert werden.such a crystal can thus be deeply modulated at a high frequency.

Ferner können Kristalle gewählt werden, die eine Doppelbrechung proportional mit dem Quadrat der angelegten Spannung aufweisen. Fin Beispiel eines derartigen derartigen Kristalls ist der sog. KTN-Kristall. Wird ein derartiger Kristall an eine Spannung gelegt, welche die Summe einer Gleichspannung und siner niedrigen Wechselspannung ist, so ist die doppelte Brechung nahezu linear mit der Wechselspannung. ,Furthermore, crystals can be chosen that have a birefringence proportional to the square of the have applied voltage. An example of such a crystal is the so-called KTN crystal. If such a crystal is applied to a voltage which is the sum of a direct voltage and siner If the AC voltage is low, the double refraction is almost linear with the AC voltage. ,

Wenn polarisierte Strahlung durch die oben erwähnten elektro-optischen Kristalle geht, ändert sich der Polarisationszustand der Strahlung, und zwar derart, daß bei variierender Spannung am Kristall sich der Polarisationszustand der durchgelassenen Strahlung i<; ändert.When polarized radiation passes through the above-mentioned electro-optic crystals, it changes Polarization state of the radiation, in such a way that when the voltage on the crystal varies, the Polarization state of the transmitted radiation i <; changes.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Fig.! eine erste Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung, F i g. 2 eine zweite Ausführungsform,Fig.! a first embodiment of the present Device, FIG. 2 a second embodiment,

F i g. 3a, 3b und 4 geometrische Darstellungen undF i g. 3a, 3b and 4 geometric representations and

F i g. 5 eine dritte Ausführungsform.F i g. 5 shows a third embodiment.

In der Vorrichtung nach Fig. 1 fällt die von der Lichtquelle 1 ausgesandte und von der Linse 2 in ein paralleles Bündel umgewandelte Strahlung auf denIn the device according to FIG. 1, the light emitted by the light source 1 and by the lens 2 is incident parallel beam converted radiation on the

Polarisator 3 und dann auf die j A-Platte 4 auf. Aus dem Polarisator 3 tritt linear polarisiertes Licht aus, daß vonPolarizer 3 and then onto the j A plate 4. From the Polarizer 3 emerges linearly polarized light that of

der 4 λ-Platte in zirkulär polarisiertes Licht umgewandelt wird.of the 4 λ plate converted into circularly polarized light will.

Das zirkulär polarisierte Licht, passiert die Reihenschaltung zweier Pockels-Kristalle 5 und 6, deren mit Pfeilen 8 und 9 angedeutete Hauptrichtungen miteinander einen Winkel von 45° einschließen. An den Kristall 5 wird eine Wechselspannung Vl=V₀ sein ωί aus der Wechselspannungsquelle 10 und an den Kristall 6 wird eine Wechselspannung Vj= Vo cos ωί aus der Wechselspannungsquelle ti gelegt Auch kann eine einzige Quelle Anwendung finden und kann eine Phasenverschiebungsschaltung zwischen der Quelle und einem der Kristalle eingeschaltet werden. Die Spannungen Vl und V2 sind derart angelegt, daß das von der Spannung im Kristall 5 bzw. 6 erzeugte Feld zu der Fortpflanzungsrichtung des Lichtes im Kristall parallel istThe circularly polarized light passes the series connection of two Pockels crystals 5 and 6, the main directions of which, indicated by arrows 8 and 9, enclose an angle of 45 ° with one another. An alternating voltage Vl = V _{0 will} be ωί from the alternating voltage source 10 to the crystal 5 and an alternating voltage Vj = Vo cos ωί from the alternating voltage source ti is applied to the crystal 6 turned on one of the crystals. The voltages V1 and V2 are applied in such a way that the field generated by the voltage in the crystal 5 or 6 is parallel to the direction of propagation of the light in the crystal

Die Amplitude V₀ ist so groß, daß zirkulär polarisiertes auf den Kristall 5 bzw. 6 auffallendes Licht bei dieser Spannung von jedem einzelnen der Kristalle in linear polarisiertes Licht umgewandelt wird. V₀ wird ja so groß gewählt, daß sich zwischen den beiden Schwingungen, aus denen das zirkulär polarisierte LichtThe amplitude V ₀ is so great that circularly polarized light incident on the crystal 5 or 6 is converted into linearly polarized light by each individual crystal at this voltage. V ₀ is chosen so large that between the two oscillations that make up the circularly polarized light

aufgebaut ist, ein Phasenunterschied von -r Wellenlängeis built up, a phase difference of -r wavelength

ergibt. In einer Ausführungsform, bei der die Kristalle 5 und 6 KDP-Kristalle waren, war V₀ = 8 kV. Die elektro-optische Doppelbrechungskonstante eines KDP-Kristalls beträgt nähmlich etwa 180 AE/kV und das verwendete Licht hatte eine Wellenlänge λ = 6000 AE.results. In one embodiment where crystals 5 and 6 were KDP crystals, V ₀ = 8 kV. The electro-optical birefringence constant of a KDP crystal is about 180 AU / kV and the light used had a wavelength λ = 6000 AU.

Die Lage der Polarisationsebene des ausgesandten Lichtes läßt sich leicht für vier Zeitpunkte errechnen.The position of the plane of polarization of the emitted light can easily be calculated for four points in time.

Für i=0 ist Vt = Vo sin ω f= Vo sin -γ f=0For i = 0, Vt = Vo sin ω f = Vo sin -γ f = 0

und V2= Vo cosiüf=and V2 = Vo cosiüf =

Vo -cos^r^ r= Vb.Vo -cos ^r ^ r = Vb.

Polarisationsebene gegenüber einer Bezugsebene wird 0° gewählt.The polarization plane with respect to a reference plane is chosen to be 0 °.

Für t=\r ist Vi=Vo sin γ-J = Vo und V₂ = Vo cos ²ψ~ =0.For t = \ r , Vi = Vo sin γ-J = Vo and V ₂ = Vo cos ² ψ ~ = 0.

Der Kristall 5 wandelt das ziirkuter polarisierte Licht in linear polarisiertes Licht um. Die Lage der Polarisationsebene in bezug auf die Bezugebene ist 45°. Die Hauptrichtungen der Kristalle 5 und 6 schließen ja einen Winkel von 45° miteinander ein.The crystal 5 converts the circularly polarized light into linearly polarized light. The position of the plane of polarization in relation to the reference plane is 45 °. The main directions of the crystals 5 and 6 form an angle of 45 ° with one another.

Für t=W For t = W

Vo cosVo cos

2.1 T 2.1 T

ist Vi = Vo Sm^iis Vi = Vo Sm ^ i

-Vo.-Vo.

und Vi and Vi

T-4T-4

Der Kristall 6 wandelt das zirkulär polarisierte Licht in linear polarisiertes Licht um. Die Lage der Polarisationsebene gegenüber der Bezugsebene ist 90°.The crystal 6 converts the circularly polarized light into linearly polarized light. The position of the plane of polarization in relation to the reference plane is 90 °.

Für t-^T istFor t- ^ T is

Vi=VoVi = Vo

^-^ 7= - Vo und^ - ^ 7 = - Vo and

V2= Vo cos -γ- ^- T=O.V2 = Vo cos -γ- ^ - T = O.

Der Kristall 6 wandelt das zirkulär polarisierte Licht in linear polarisiertes licht um. Die Lage der Der Kristall 5 wandelt das zirkulär polarisierte Licht in linear polarisiertes Licht um. Die Lage der Polarisationsebene gegenüber der Bezugsebene ist 135°.The crystal 6 converts the circularly polarized light into linearly polarized light. The position of the crystal 5 converts the circularly polarized light into linearly polarized light. The position of the plane of polarization in relation to the reference plane is 135 °.

Für t = Tisl V₁ = Ound V₂ = V₀. For t = Tisl V ₁ = O and V ₂ = V ₀ .

Der Kristall 6 wandelt das zirkulär polarisierte Licht in linear polarisiertes Licht um. Die Lage der Polarisationsebene gegenüber der Bezugsebene ist 180°, mit anderen Worten, sie !Fallt mit der Bezugsebene zusammen, oder aber ihre Lage gegenüber der Bezugsebene ist 0°.The crystal 6 converts the circularly polarized light into linearly polarized light. The position of the plane of polarization in relation to the reference plane is 180 °, in other words, she! Falls with the reference plane together, or their position in relation to the reference plane is 0 °.

Die Lage der Polarisationsebene hat sich für vier Zeitpunkte nämlich
40 The position of the plane of polarization has namely changed for four points in time
40

i=0, t=\ T, t=\ T, ,(=| T und t=T i = 0, t = \ T, t = \ T,, (= | T and t = T

4 2 44 2 4

proportional mit der Zeit Γ verschoben. Für zwischenliegende Zeitpunkte gibt es Abweichungen von der Proportionalität. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Polarisationsebene dreht, ist nicht konstant Außerdem ist das aus der Reihenschaltung der Kristalle austretende Licht für diese zwischenliegenden Zeitpunkte etwas elliptisch polarisiert Es läßt sich errechnen, daß für zwischenliegende Zeitpunkte die Abweichung von der Proportionalität mit der Zeit zwischen -20° und +20° und das Verhältnis zwischen der Amplitude des rechtstehend zirkulär polarisierten Lichtes und der des linksdrehend zirkulär polarisierten Lichtes zwischen 1,2 und 0,8 schwanktshifted proportionally with time Γ. For intermediate Points in time there are deviations from the proportionality. The speed at which the The plane of polarization rotates, is not constant. In addition, it is that which emerges from the series connection of the crystals Light somewhat elliptically polarized for these intermediate points in time. It can be calculated that for intermediate points in time the deviation from proportionality with time between -20 ° and + 20 ° and the ratio between the amplitude of the right circularly polarized light and that of the left-handed circularly polarized light between 1.2 and 0.8 fluctuates

Eine bessere Linearität wird erhalten, wenn die Anordnung nach F i g. 2 angewandt wird. In F i g. 2 fällt das Licht aus der Lichtquelle 21 über eine Linse 22 auf einen Polarisator 23 und eine sich daran anschließendeBetter linearity is obtained when the Arrangement according to FIG. 2 is applied. In Fig. 2 falls the light from the light source 21 through a lens 22 to a polarizer 23 and a subsequent one

-j λ-Platte 24 auf. Aus der -^ A-Platte 24 tritt zirkulär polarisiertes Licht aus, daß die Reihenschaltung dreier elektro-optischer Kristalle 25, 26 und 27 passiert. Die Hauptrichtungen der Kristalle 25 und 27 sind zueinander parallel, während die Hauptschaltung des Kristalls 26 mit den Hauptrichtungen der Kristalle 25 und 27 einen Winkel von 45° einschließt. -j λ plate 24. From the - ^ A-plate 24 from circularly polarized light enters, that the series connection of three passes electro-optical crystals 25, 26 and 27th The main directions of the crystals 25 and 27 are parallel to one another, while the main circuit of the crystal 26 encloses an angle of 45 ° with the main directions of the crystals 25 and 27.

Wird die Spannung Vi aus der Quelle 31 gleich der Spannung V₃ aus der Quelle 33 gewählt:If the voltage Vi from the source 31 is _{chosen to be equal to the voltage V 3} from the source 33:

V, = V₃ = Vi₃ sin ωί,V, = V ₃ = Vi ₃ sin ωί,

und wird die Spannung V₂ aus der Quelle 32 gleich V₂ = V₂₂ cos ωί gewählt, so stellt sich heraus, daß bei passender Wahl von Vj₃ und V₂₂, und zwar V_u = 48/90 · V₀ und V₂₂ = 82/90 · V₀ sowohl die Linearität des Polarisationszustandes als auch die der Drehung der Polarisationsebene als Funktion der Zeit der aus der Reihenschaltung austretenden Strahlung groß ist Es läßt sich errechnen, daß für Zeitpunkteand if the voltage V ₂ from the source 32 is chosen equal to V ₂ = V ₂₂ cos ωί, it turns out that with a suitable choice of Vj ₃ and V ₂₂ , namely V _u = 48/90 · V ₀ and V ₂₂ = 82/90 · V ₀ both the linearity of the polarization state and that of the rotation of the polarization plane as a function of the time of the radiation emerging from the series connection is great. It can be calculated that for points in time

zwischen f=0und i=j Γ zwischen f=j Tund t=^ T, between f = 0 and i = j Γ between f = j T and t = ^ T,

zwischen t- between t-

= i Tund t=~ T, und zwischen f=| Tund= i T and t = ~ T, and between f = | Tund

die Abweichung von der Proportionalität mit der Zeit zwischen —1,5° und +1,5° und das Verhältnis zwischen der Amplitude des rechtsdrehend zirkulär polarisierten Lichtes und der des linksdrehend zirkulär polarisierten Lichtes zwischen 1,1 und 0,9 schwanktthe deviation from proportionality over time between -1.5 ° and + 1.5 ° and the ratio between the amplitude of the clockwise circularly polarized light and that of the counterclockwise circularly polarized light Light fluctuates between 1.1 and 0.9

Mit Hilfe der Poincare-Kugel (vgl. auch »Principles of Optics« von Born und Wolf, S. 30 und 31), wo allerhand Polarisationszustände dargestellt sind, kann Obenstehendes veranschaulicht werden.With the help of the Poincare sphere (cf. also »Principles of Optics «by Born and Wolf, pp. 30 and 31), where all kinds of polarization states are shown The above are illustrated.

Ein Polarisationszustand wird durch eine Ellipse in der xy-Ebene (Fig.3a) gekennzeichnet, deren Längsachse L einen Winkel φ mit der x-Achse einschließt, während die Diagonale D des umschriebenen Rechtecks einen Winkel 0 mit L einschließt Das Achsenverhältnis der Ellipse wird durch tg Φ gegeben.A polarization state is characterized by an ellipse in the xy-plane (Fig.3a), the longitudinal axis L of which encloses an angle φ with the x-axis, while the diagonal D of the circumscribed rectangle encloses an angle 0 with L. The axis ratio of the ellipse is given by tg Φ given.

Auf der Poincare-Kugel (Fig.3b) wird der Punkt P durch die Winkel 2 φ und 2 0 gekennzeichnet Es gibt eine eindeutige Beziehung zwischen dem Polarisationszustände und dem zugehörigen Punkt auf der Kugel.On the Poincare sphere (3b) of the point P by the angle φ 2 and in 2 0 There is a unique relationship between the polarization states and the corresponding point on the sphere.

Der Winkel # = 0° (linear polarisiertes Licht siehe F i g. 3a) entspricht Punkten auf dem Äquator der Kugel, d. h. daß der Äquator sämtliche linearen Zustände repräsentiertThe angle # = 0 ° (linearly polarized light see F i g. 3a) corresponds to points on the equator of the sphere, i.e. H. that the equator all linear states represents

Der Winkel Φ = 45° (zirkulär polarisiertes Licht) entspricht den Polen (Λ₍ und A₂) der Kugel.The angle Φ = 45 ° (circularly polarized light) corresponds to the poles (Λ ₍ and A ₂ ) of the sphere.

Lineare Phasenisotropie, wie sie bei doppelbrechenden Kristallen auftritt kann als eine Drehung um eine waagerechte Achse in der Äquatorebene dargestellt werden.Linear phase isotropy, as it occurs in birefringent crystals, can be seen as a rotation around a horizontal axis can be shown in the equatorial plane.

Die Änderung der Polarisation in der Vorrichtung nach F i g. 2 kann auf der Poincare-Kugel repräsentiert werden, wie dies in F i g. 4 für den Zeitpunkt t = 778 dargestellt ist. Es wird von zirkulär polarisiertem Licht zwischen den Elementen 24 und 25 (Punkt a) ausgegangen. Über die Kreisbögen ac, be und cd wird der nahezu auf dem Äquator liegende Punkt d erreicht.The change in polarization in the device according to FIG. 2 can be represented on the Poincare sphere, as shown in FIG. 4 is shown for the time t = 778. It is assumed that light is circularly polarized between the elements 24 and 25 (point a). Point d , which is almost on the equator, is reached via the circular arcs ac, be and cd.

Der Kreisbogen ab entsteht durch Drehung um die Achse FG über einen Winkel vonThe circular arc ab is created by rotating around the axis FG over an angle of

48° sin ω /=48° sin^ \ = 34°, der Kreisbogen bc durch Drehung um die Achse DE über einen Winkel 82° cos ^ = 58° und der Kreisbogen cd aufs neue durch Drehung um die Achse FG über einen Winkel 48° sin ^- = 34°. Die Drehungsachsen DE 48 ° sin ω / = 48 ° sin ^ \ = 34 °, the circular arc bc by rotating around the axis DE over an angle 82 ° cos ^ = 58 ° and the circular arc cd again by rotating around the axis FG over an angle 48 ° sin ^ - = 34 °. The rotation axes DE und R? sind zueinander senkrechtand R? are perpendicular to each other

Es ist einleuchtend, daß mit fünf oder sieben, im allgemeinen mit 2n+1 Kristallen noch bessere Ergebnisse erzielt werden können.It makes sense that at five or seven, im in general, even better results can be achieved with 2n + 1 crystals.

Die Drehgeschwindigkeit der Polarisationsebene kann durch Änderung von ω geändert werden.The speed of rotation of the plane of polarization can be changed by changing ω.

Zirkular polarisiertes Licht kann auch dadurch in linear polarisiertes Licht umgewandelt werden, daß impulsförmige Spannungen an zwei Kristalle angelegtCircularly polarized light can also be converted into linearly polarized light in that pulsed voltages applied to two crystals

werden, deren Hauptrichtungen miteinander einen Winkel von 45° einschließen. In der Vorrichtung nach F i g. 5 fällt die von der Lichtquelle 41 herrührende und von der Linse 42 in ein paralleles Bündel umgewandeltewhose main directions enclose an angle of 45 ° with one another. In the device after F i g. 5, the beam originating from the light source 41 and converted by the lens 42 into a parallel bundle falls

Strahlung auf den Polarisator 43 und dann auf die j Radiation on the polarizer 43 and then on the j

λ-Platte 44 auf. Aus dem Polarisator 43 tritt linear polarisiertes Licht aus, das von der -j λ-Platte 44 inλ plate 44. Linearly polarized light emerges from the polarizer 43, which light from the -j λ plate 44 in zirkulär polarisiertes Licht umgewandelt wird.circularly polarized light is converted.

Das zirkulär polarisierte Licht passiert die Reihenschaltung zweier Pockels-Kristalle 45 und 46, deren mit Pfeilen 48 und 49 angedeutete Hauptrichtungen miteinander einen Winkel von 45° einschließen. Die an den zweiten Kristall (46) gelegte Spannung aus derThe circularly polarized light passes the series connection of two Pockels crystals 45 and 46, whose with The main directions indicated by arrows 48 and 49 enclose an angle of 45 ° with one another. The on the second crystal (46) placed voltage from the

Quelle 51 ist während einer Hälfte jeder Periode gleich + V₀ und die an den ersten Kristall (45) gelegte impulsförmige Spannung aus der Quelle 50 nimmt linear von - V₀ auf + V₀ zu. Während der anderen Hälfte jeder Periode ist die Spannung am zweiten Kristall - V₀ undSource 51 is equal to + V ₀ during one half of each period and the pulsed voltage from source 50 applied to the first crystal (45) increases linearly from -V ₀ to + V ₀ . During the other half of each period the voltage across the second crystal is - V ₀ and

die am ersten Kristoll nimmt linear von + V₀ auf - V₀ ab.the one on the first crystal decreases linearly from + V ₀ to - V ₀ .

Es versteht sich, daß zur Vermeidung hoherIt goes without saying that to avoid high Spannungen jeder Kristall in eine Anzahl TeilkristalleStresses each crystal into a number of sub-crystals

geteilt werden kann. An jeden Teilkristall wird danncan be shared. Then at each partial crystal

eine Spannung gelegt, deren Amplitude einen Faktor πa voltage is applied, the amplitude of which is a factor of π

kleiner als die der Spannung am ungeteilten Kristall ist, wenn η die Anzahl Teilkristalle istis smaller than the voltage on the undivided crystal, if η is the number of partial crystals

Zwischen zwei aufeinander folgenden Kristallen können optisch wirksame oder doppelbrechende Elemente angeordnet werden. Die gegenseitige Orien-Between two successive crystals can be optically effective or birefringent Elements are arranged. The mutual orientation

tierung der Kristalle wird dann völlig oder teilweise durch diese Elemente bestimmtThe orientation of the crystals is then wholly or partly determined by these elements

Das Element 7, 34 bzw. 47 in Fig. 1, Fig.2 bzw. F i g. 5 stellt einen photoelektrischen Detektor dar.The element 7, 34 and 47 in Fig. 1, Fig. 2 and F i g. 5 illustrates a photoelectric detector.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zur Umwandlung zirkulär oder nahezu zirkulär polarisierter Strahlung in linear oder nahezu linear polarisierte Strahlung einer1. Device for converting circularly or nearly circularly polarized radiation into linear or almost linearly polarized radiation a konstanten oder nahezu konstanten nkelgeschwindigkeit drehenden Polarisationsebene^ a durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Reihenschaltung von mindestens zwei elektro- ι ο optischen Kristallen (5, 6; 25, 26, 27; 45,46) enthält, wobei die Hauptrichtungen (8,9; 28,29,30; 48,49) je zweier aufeinanderfolgender Kristalle einen Winkel von 45° einschließen, daß an die Kristalle periodische Spannungen mit Wechselspannungskomponenten (10, 11; 31, 32, 33; 50, 51) gleicher Frequenz angelegt sind, bei denen die Zeitpunkte des Vorzeichenwechselspannungskomponenten an je zwei aufeinanderfolgenden Kristallen um eine Viertelperiode gegeneinander verschoben sind, und daß die Amplituden dieser Spannungen derart sind, daß die Summe der entsprechenden optischen Weglängenunterschiede in den Kristallen etwa gleich ist einer halben Wellenlänge der verwendeten Strahlung, wobei die Amplitude der Spannung an wenigstens einem der Kristalle (5, 6; 26; 45, 46) übereinstimmt mit einem optischen Weglängenunterschied von etwa einem Viertel der Wellenlänge der verwendeten Strahlung.constant or almost constant rolling speed rotating plane of polarization ^ a characterized in that the device contains a series connection of at least two electro- ι ο optical crystals (5, 6; 25, 26, 27; 45, 46), where the main directions (8.9; 28.29.30; 48.49) each two successive crystals enclose an angle of 45 °, so that the crystals are periodic Voltages with AC components (10, 11; 31, 32, 33; 50, 51) of the same frequency are applied, at which the times of the sign AC voltage components at each two successive crystals are shifted from one another by a quarter of a period, and that the amplitudes of these voltages are such that the sum of the corresponding optical Path length differences in the crystals is approximately equal to half a wavelength of the one used Radiation, the amplitude of the voltage on at least one of the crystals (5, 6; 26; 45, 46) corresponds to an optical path length difference of about a quarter of the wavelength the radiation used. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Reihenschaltung von zwei elektro-optischen Kristallen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem der Kristalle (5, 6) eine sinusförmig verlaufende Spannung (10, 11) angelegt ist, deren Amplitude derart ist, daß der entsprechende optische Weglängenunterschied in dem Kristall ein Viertel der Wellenlänge der verwendeten Strahlung ist und daß die sinusförmigen Spannungen an den zwei Kristallen einen Phasenunterschied von 90° aufweisen (Fig. 1).2. Apparatus according to claim 1, comprising a series connection of two electro-optic crystals contains, characterized in that on each of the crystals (5, 6) a sinusoidal Voltage (10, 11) is applied, the amplitude of which is such that the corresponding optical path length difference in the crystal is a quarter of the wavelength of the radiation used and that the sinusoidal voltages on the two crystals have a phase difference of 90 ° (Fig. 1). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Reihenschaltung von drei elektro-optischen Kristallen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß eine sinusförmig verlaufende Spannung angelegt ist, deren Amplitude an jedem der äußeren Kristalle (215, 27) einem optischen Weglängenunterschied von etwa einem Achtel der Wellenlänge in dem betreffenden Kristall entspricht, während die Amplitude der sinusförmigen Spannung (32) an dem inneren Kristall (26) einem optischen Weglängen- unterschied von etwa einem Viertel der Wellenlänge in dem betreffenden Kristall entspricht, und daß die sinusförmigen Spannungen an zwei aufeinanderfol genden Kristallen einen Phasenunterschied von 90° aufweisen (F i g. 2). 3. Device according to claim 1, which contains a series connection of three electro-optical crystals, characterized in that a sinusoidal voltage is applied, the amplitude of which at each of the outer crystals (215, 27) has an optical path length difference of about one eighth of the wavelength corresponds in the crystal in question, while the amplitude of the sinusoidal voltage (32) on the inner crystal (26) corresponds to an optical path length difference of about a quarter of the wavelength in the crystal in question, and that the sinusoidal voltages on two successive crystals one Have a phase difference of 90 ° (FIG. 2). 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Reihenschaltung von zwei elektro-optischen Kristallen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Spannungen an jedem der beiden Kristalle einer derartigen Zeitfunktion folgen, daß die Spannung (50) am ersten Kristall (45) während einer Hälfte jeder Periode linear mit der Zeit zunimmt, und während der anderen Hälfte jeder Periode linear mit der Zeit abnimmt, während die Spannung (Si) am zweiten Kristall (46), die nach jeder Halbperiode ihr Vorzeichen wechselt, denselben Absolutwert beibehält, der gleich dem der Spannung am ersten Kristall am Ende jeder Halbperiode ist und der einem optischen Weglängenunterschied in den Kristallen von einem Viertel der Wellenlänge der verwendeten Strahlung entspricht. 4. Apparatus according to claim 1, which contains a series connection of two electro-optical crystals, characterized in that the electrical voltages on each of the two crystals follow such a time function that the voltage (50) on the first crystal (45) during one half of each period increases linearly with time, and during the other half of each period decreases linearly with time, while the voltage (Si) on the second crystal (46), which changes its sign after each half-period, maintains the same absolute value, which is equal to that of Voltage on the first crystal at the end of each half cycle and which corresponds to an optical path length difference in the crystals of a quarter of the wavelength of the radiation used. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung aus 2n+\ elektro-optischen Kristallen besteht, wobei η eine ganze Zahl ist.5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the series connection consists of 2n + \ electro-optical crystals, where η is an integer. 6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektro-optischer Kristall aus mehreren Teilkristallen besteh» und daß die Amplitude der Spannung an jedem Teilkristall um den Faktor kleiner als die am ungeteilten Kristall ist, der gleich der Anzahl der Teilkristalle ist.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an electro-optical Crystal consists of several partial crystals and that the amplitude of the voltage each partial crystal is smaller than that of the undivided crystal by a factor equal to the number of Partial crystals is.