DE3014328C2 - Vorrichtung zur Modulation der optischen Durchlässigkeit eines Strahlenganges - Google Patents
Vorrichtung zur Modulation der optischen Durchlässigkeit eines StrahlengangesInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Modulation der optischen Durchlaessigkeit eines Strahlenganges, insbesondere einer Lichtstrecke. Es sind eine Reihe von Vorrichtungen der genannten Art bekannt (Kerr-Zellen, rotierende Spiegel), die aber Nachteile haben. Die Erfindung hat sich insbesondere die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich auszeichnet durch hohe Lebenserwartung, geringe Antriebsleistung, hohe Wartungsfreiheit, gefahrlose Anwendung, gute Frequenzkonstanz, M!glichkeit der Amplitudenvariation, geringes Gewicht, einfachen Aufbau und geringe Herstellungspreise. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein piezoelektrisches Schwingelement vorgesehen ist, mittels dessen jeweils mindestens ein Modulationselement periodisch im Gang des Strahles bewegbar ist. mungskanaelen fuer Heissgas und aufzuheizendes Medium, die ebe
Description
35
Die Erfindung betrifft eine Vw ichtung zur Modulation
der optischen Durchlässigkeit -;ines Sirahienganges,
insbesondere einer Lichtstrecke, mit einem mittels piezoelektrischem Material angetriebenen und periodisch
in den Strahlengang bewegbaren Modulationselement Eine derartige Vorrichtung ist in der US-PS
31 10 824 beschrieben. Das Modulationselement ist bei dieser Vorrichtung an einem Stab befestigt, der
praktisch vollständig aus piezoelektrischem Material besteht Da hierfür eine vergleichsweise große Menge
piezoelektrisches Materia! notwendig ist, ist diese
Vorrichtung sehr aufwendig. Außerdem muß für die Erzielung einer bestimmten Amplitude eine rohe
Erregerieistung aufgebracht werden. Davon abgesehen ist nicht offenbart, wie die Ruhelage des Modulationselementes
eingestellt werden kann.
Die gleichen Nachteile weist auch die in der US-PS 35 25 873 dargestellte Vorrichtung auf. da auch hier der
abzulenkende Stab vollständig aus piezoelektrischem Material besteht, nämlich aus zwei aufeinandergelegten
oder im Abstand zueinander angeordneten Streifen, die
Auch die GB-PS 5 35 507 zeigt vollständig aus piezoelektrischem Material bestehende Stäbe, die als
Schalter oder zur Ablenkung von Lichtstrahlen mittels eines davon bewegten Spiegels dienen. Ähnliche
Vorrichtungen zeigen die GB-PS 4 77 989 und US-FS
37 58 199. Die Nachteile bestehen hier gleichfalls darin,
daß größere Mengen des teuren piezoelektrischen Materials notwendig sind und die erforderliche Erregerleistung
hoch ist
In der DE-AS 25 03 096 ist eine Vorrichtung für die Zweistrahiphotometrie beschrieben, bei der ein Modulationselement
am freien Ende eines starren Tragarms befestigt ist Das andere Ende des Tragarms ist an einem
zwischen zwei Potschuhen angeordneten Elektromagneten angebracht w bei die Aufhängung über einen
torsionsfähigen Blechstreifen erfolgt Durch Anlegen einer Wechselspannung bringt der Elektromagnet den
Anker und damit den Tragann zu periodischen Schwingungen entsprechend der Frequenz des Wechselstroms.
Die Einstellung der Ruhelage des Tragarms geschieht mechanisch, & h. durch Lageversetzung der
gesamten Vorrichtung mittels zweier Winkelbüg<~l.
Diese Vorrichtung ist in ihrem Aufbau aufwendig und voluminös. Außerdem ist die für eine exakte Funktion
notwendige Ruhelageeinstellung umständlich zu handhaben.
Nur beispielhaft unr1 beiläufig wird in der D^-AS
25 03 096 auf einen Antrieb mit piezoelektrischen Kristallen hingewiesen. Näheres ist hierzu nicht
offenbart Ein solcher Antrieb wird zudem als nachteilig beurteilt weil die Energie, die mit einer so'chen
Vorrichtung geliefert werden kann, geringer ist als bei der Vorrichtung mit Elektromagnet und Anker.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu
verbessern, daß sie kostengünstiger herzustellen ist. wobei gleichzeitig auf einfache Weise eine Verstellung
der Ruhelage des Modulationselementes möglich sein soll.
Diese Aufgabe win.' erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß das Modulationselement an einem Federelement befestigt ist das an seinem Einspannende mit dem
piezoelektrischen Material fest verbunden ist wobei die Ruhelage des Modulationselements durch Variation
einer am piezoelektrischen Material anliegenden Gleichspannung einstellbar ist.
Diese Vorrichtung, die in ihrer Grundkonzeption ähnlich aufgebaut ist wie der in der DE-PS 26 13 528
beschriebene Schwingkondensator, zeichnet sich durch besonders einfache konstruktive Gestaltung aus. weil
der Aufwand an piezoelektrischem Material gering gehalten werden kann. Auch die erforderliche Erregerleistung
ist im Vergleich zu den bekannten Vorrichtungen erheblich geringer. Ferner ist die Vorrichtung
wegen ihrer einfachen Ruhelageverstellung leicht zu handhaben.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung wird im nachstehenden an Hand der Zeichnungen erläutert. Das Modulationselement 1. das
den Strahl 2 moduliert ist am Federelement 3 befestigt Der Antrieb des Federelements 3 erfolgt von einem
piezoelektrischen Material 4.das mit dem Federelement 3 fest verbunden ist. Das piezoelektrische Material 4 ist
auf beiden Seiten kontaktiert und mit elektrischen Anschlüssen 5 versehen. Federelement 3 und piezoelektrisches
Material 4 werden in eine Halterung 6 mn Hilfe
der Schraube 7 zwischen zwei Isolationsscheiben 8 eingeklemmt.
Beim Anlegen einer Spannung an die Anschlüsse 5 kommt es zu einer Längenänderung im piezoelektrischen
Material 4. was eine Verbiegung des Federelements 3 zur Foige hai. MH einem geeigneten
Wechselspannungsgenerator 9 (Sinusgenerator oder Selbsterregerschaltung) läßt sich das Federelemeni 3 in
genügend starke Schwingungen versetzen, so daß das Modulationselement 1 periodisch in den Strahl 2 taucht
und diesen moduliert. Die Schwingungsamplitude kann stufenlos durch Variation der Antriebsspannung gere-
gelt werden. Zur genauen Positionierung des Modulationselemcntcs
I relativ zum Strahl 2 kann dem Wechselspannungsgenerator 9 eine Gleichspannung iO
überlagert werden. Damit entfallen weitgehend die sonst notwendigen mechanischen Feinjustierungen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Modulation der optischen
Durchlässigkeit eines Strahlenganges, insbesondere einer Lichtstrecke, mit einem mittels piezoelektrischem
Material angetriebenen und periodisch in den Strahlengang bewegbaren Modulationselement,
dadurch gekennzeichnet, daß das Modulationselement
(1) an einem Federelement (3) befestigt ist. das an seinem Einspannende mit dem piezoelektrischen
Material (4) fest verbunden ist, wobei die Ruhelage des Modulationselements (1) durch Variation
einer am piezoelektrischen Material (4) anliegenden Gleichspannung (10) einstellbar ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Modulationselement (1) als Filter ausgebildet 'st.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet,
daß das Filter Bereiche unterschiedlicher Durchlässigkeit aufweist
4. Vorrich. ing nach Anspruch 3, dadurch gek ' zeichnet
daß die Bereiche unterschiedlicher Dui ^.. Lässigkeit
des Filters durch Variation der Schwingungsamplitude einstellbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulationselement (1) als Blende
ausgebildet ist
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Modulationselement (1) aus einer
Kombination von Blende und Filter besteht.
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