DE4202270A1 - Optische verzoegerungsleitung - Google Patents
Optische verzoegerungsleitungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf optische
Verzögerungsleitungen und insbesondere auf eine
kontinuierlich veränderbare Retroreflektor-
Verzögerungsleitung für die Verwendung bei sehr kurzen
Impulsen.
Pump-Sonden-Experimente bilden ein wertvolles analytisches
Verfahren zum Beobachten von Übergängen in chemischen,
physikalischen oder elektronischen Prozessen. Grundsätzlich
wird hierbei ein zu beobachtendes Ereignis durch einen
"Pump"-Impuls aufgelöst und nachfolgend durch einen zeitlich
gegenüber dem Pump-Impuls verzögerten "Abtast- bzw. Sensor"-
Impuls abgetastet. Durch Veränderung der Zeitverzögerung
zwischen den Pump- und Abtastimpulsen kann das zeitliche
Fortschreiten des Prozesses beobachtet werden. Das Doppel-
Impuls-Korrelationsverfahren ist eine bekannte Möglichkeit
der Durchführung solcher Messungen. Ein Impulszug aus
ultrakurzen Laserstrahlimpulsen wird in zwei Arme bzw.
Zweige aufgespalten und in einen Zweig eine bekannte
Verzögerung eingeführt sowie die beiden Zweige entweder vor
oder innerhalb des experimentellen Systems rekombiniert. Die
Zeitverzögerung wird innerhalb vorbestimmter Grenzen
verändert, um eine Windung oder Faltung (convolution) der
Antwort mit der Impuls-Autokorrelation zu erzeugen.
Herkömmlicherweise wird die Zeitverzögerung langsam mit
Hilfe einer motorisierten Übersetzungsstufe oder dergleichen
verändert und die Daten werden über eine verhältnismäßig
lange Zeitdauer, beispielsweise 10 bis 20 Minuten,
akkumuliert. Die Wirksamkeit dieses Verfahrens ist durch die
niedrige Rate, mit der die Zeitverzögerung verändert werden
kann, beschränkt. Dies führt zu einer Erhöhung des Rauschens
bzw. der Störungen und verhindert eine Echtzeit-Beobachtung
der Daten.
Die vorgenannten Arten von Erscheinungen können in Echtzeit
beobachtet werden, wenn die Rate der Veränderung der
Zeitverzögerung für die Impulse erhöht werden kann. Es
besteht ein Bedürfnis nach einer Verzögerungsleitung mit
wiederholter Hochgeschwindigkeits-Abtastung, die, verglichen
mit herkömmlichen Verzögerungsleitungen, variable
Zeitverzögerungen solange wie oder länger als die
beobachtete Erscheinung in einer Weise erzeugen, die das
Rauschen minimiert und eine rasche Veränderung der
Verzögerung erlaubt.
Eine Verzögerungsleitung, die eine Veränderung der
Zeitverzögerung mit einer höheren Rate als bislang möglich
erlaubt, ermöglicht die Durchführung von Messungen mit
erheblicher Verbesserung des Signal/Stör-Verhältnisses bzw.
Störabstands durch rasches und wiederholtes Abtasten bzw.
Durchfahren der Zeitverzögerung und Mittelwertbildung der
gesammelten Daten, mit oder ohne Notwendigkeit einer
phasenempfindlichen Detektion. Folglich können in derselben
Zeit, die bislang für die Durchführung einer langsamen
Abtastung benötigt wurde, viele tausend schnelle Abtastungen
durchgeführt und die Daten gemittelt werden. Zusätzlich kann
eine wesentliche Quelle der Störungen, nämlich die langsamen
Schwankungen der Laserintensität über die Zeit, die ein
ernstes Problem bei Einsatz langer Abtastungen darstellte,
zu Null ausgemittelt oder ausgefiltert werden, wodurch hohe
Störabstände erzielt werden.
Durch die vorliegende Erfindung werden zwei wünschenswerte,
bislang aber gegenläufige Abtastcharakteristiken, nämlich
hohe Abtast- bzw. Veränderungsraten und verhältnismäßig
große Änderungen der Verzögerungszeit bereitgestellt.
Bislang konnten bekannte Vorrichtungen und Verfahren zum
Bewegen optischer Elemente in einer Verzögerungsleitung, wie
etwa Stimm-Spulen-Übersetzung, Vibratoren, Drehspiegelpaare
und rotierende Dachprismen, zwar eine verhältnismäßig hohe
Abtastrate bereitstellen, jedoch nur über kurze Distanzen.
Bekannte Verfahren zum Erzeugen großer Abstandsveränderungen
schließen Motoren und Kurbelwellen, Nocken, hin- und
hergehende Führungsschrauben, die zum Antrieb eines
Linearschlittens eingesetzt werden, und Schlitten bzw.
Führungen ein, die sämtlich die geforderten großen Abstände
bzw. Distanzen bereitstellen können, aber nur bei langsamen
Raten.
Weiterhin muß den optischen Elementen, die zur Verzögerung
kurzer Impulse mit einer Dauer unterhalb 100 Femtosekunden
eingesetzt werden, spezielles Augenmerk gewidmet werden.
Bekannte Abtasteinrichtungen, die mit Dachprismen, festen
Retro-Reflektoren, Glaslinsen und Filtern oder irgendeinem
brechenden Material im Strahlpfad arbeiten, rufen
unerwünschte Verzerrungen hervor, wenn sie bei
Impulssystemen mit kurzen Pulsdauern eingesetzt werden.
Kurz gesagt und in Übereinstimmung mit einem gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung
umfaßt eine optische Verzögerungsleitung für ultrakurze
Impulse einen ersten hohlen Vorderflächen-Retro-Reflektor,
einen zweiten hohlen Vorderflächen-Retro-Reflektor mit einer zweiten optischen Achse, die parallel und versetzt zur optischen Achse des ersten Retro-Reflektors angeordnet ist,
eine Übersetzungs- oder Verschiebungseinrichtung, die mit zumindest einem der beiden Retro-Reflektoren für die Einstellung des Abstands zwischen diesen gekoppelt ist,
eine Eintritts- oder Einkopplungseinrichtung zum Einführen eines Lichtstrahls in die Verzögerungsleitung, derart, daß der Lichtstrahl zwischen dem ersten und dem zweiten Retro-Reflektor mehrmals reflektiert wird, und
eine Austritts- oder Auskopplungseinrichtung zum Herausrichten oder -führen des Strahls aus der Verzögerungsleitung.
einen zweiten hohlen Vorderflächen-Retro-Reflektor mit einer zweiten optischen Achse, die parallel und versetzt zur optischen Achse des ersten Retro-Reflektors angeordnet ist,
eine Übersetzungs- oder Verschiebungseinrichtung, die mit zumindest einem der beiden Retro-Reflektoren für die Einstellung des Abstands zwischen diesen gekoppelt ist,
eine Eintritts- oder Einkopplungseinrichtung zum Einführen eines Lichtstrahls in die Verzögerungsleitung, derart, daß der Lichtstrahl zwischen dem ersten und dem zweiten Retro-Reflektor mehrmals reflektiert wird, und
eine Austritts- oder Auskopplungseinrichtung zum Herausrichten oder -führen des Strahls aus der Verzögerungsleitung.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt vorliegender
Erfindung ist eines der Elemente der Verzögerungsleitung auf
einer Hochgeschwindigkeits-Langhub-Umsetzungs- oder
Verschiebungseinrichtung zum Verschieben des Elements
entlang eines linearen Pfads montiert, wobei eine feste
Stufe oder Bühne vorhanden ist und ein Galvanometer, das
eine drehbare Ausgangswelle aufweist, deren Drehachse
rechtwinklig zur gewünschten Richtung der linearen Bewegung
eines Schlittens angeordnet ist, an der festen Stufe bzw.
Bühne montiert ist; mit
einem längsverschieblichen, an der festen Bühne für eine lineare Bewegung in einer gewünschten Richtung montierten Schlitten bzw. Gleitstück,
einer Anbringungseinrichtung am Schlitten bzw. Gleitstück für die Aufnahme des beweglichen Elements der Verzögerungsleitung,
einer an der Ausgangswelle der Galvanometer-Einrichtung montierten Nockeneinrichtung und
einem Spannband, das zwischen der feststehenden und der Schlitteneinrichtung angeordnet bzw. mit diesen verbunden ist und durch die Nockeneinrichtung zum Bewegen des Schlittens auf die Drehung der Galvanometer-Welle hin angetrieben ist.
einem längsverschieblichen, an der festen Bühne für eine lineare Bewegung in einer gewünschten Richtung montierten Schlitten bzw. Gleitstück,
einer Anbringungseinrichtung am Schlitten bzw. Gleitstück für die Aufnahme des beweglichen Elements der Verzögerungsleitung,
einer an der Ausgangswelle der Galvanometer-Einrichtung montierten Nockeneinrichtung und
einem Spannband, das zwischen der feststehenden und der Schlitteneinrichtung angeordnet bzw. mit diesen verbunden ist und durch die Nockeneinrichtung zum Bewegen des Schlittens auf die Drehung der Galvanometer-Welle hin angetrieben ist.
Während die neuartigen Aspekte der Erfindung insbesondere in
den Ansprüchen vorgestellt sind, läßt sich die Erfindung
selbst sowie weitere Zielsetzungen und Vorteile derselben
unter Bezugnahme auf die nachfolgende detaillierte
Beschreibung eines derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
besser verstehen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer optischen
Verzögerungsleitung in Übereinstimmung mit einem bevorzugten
Aspekt vorliegender Erfindung,
Fig. 2 eine Frontansicht der Retro-Reflektoren gemäß
Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Hochgeschwindigkeits-
Großdistanz-Translators bzw. -Umsetzers für die
erfindungsgemäße Verzögerungsleitung,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Spannbands
gemäß Fig. 3 und
Fig. 5 eine graphische Darstellung des Verhaltens bzw.
der Wirkung des Umsetzers gemäß Fig. 4.
In den Fig. 1 und 2 ist eine in Übereinstimmung mit einem
gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
stehende Verzögerungsleitung dargestellt.
Zunächst bezugnehmend auf Fig. 1 weist die allgemein mit dem
Bezugszeichen 10 bezeichnete Verzögerungsleitung einen
ersten, vorzugsweise hohlen Frontflächen-Retro-Reflektor 2
und einen zweiten, vorzugsweise hohlen, zylindrisch für
geringe Masse geschnittenen Frontflächen-Retro-Reflektor 14
auf, die jeweils in schematischer Schnittansicht dargestellt
sind. Der erste Retro-Reflektor 12 ist mit einer
Eintrittsöffnung 16 an seinem Scheitel ausgestattet, um die
Einführung eines Eingangslichtbündels in die
Verzögerungsleitung zu ermöglichen. Das einfallende
Lichtbündel bzw. der einfallende Lichtstrahl wird im
wesentlichen entlang der zentralen optischen Symmetrieachse
des Retro-Reflektors 12 eingeführt. Der Retro-Reflektor 14
ist mit seiner zentralen optischen Symmetrieachse parallel,
aber versetzt zur Symmetrieachse des Retro-Reflektors 12
angeordnet, so daß der Eingangsstrahl anfänglich auf eine
der Spiegelflächen des Retro-Reflektors 14 auftrifft und
durch diese reflektiert wird.
Fig. 2 zeigt jeden der beiden Retro-Reflektoren 12 und 14 in
einer Draufsicht, wie sie einem Beobachter erscheinen
würden, der zwischen den Retro-Reflektoren steht und den
einen oder den anderen betrachtet. Die Einfalls-, Austritts
und Zwischenreflektionspunkte des Lichtstrahls auf den
verspiegelten Oberflächen der Retro-Reflektoren sind durch
schmale Kreise mit Punkten, schmale Kreise mit "x" bzw.
hohle Kreisen dargestellt. Der einfallende Strahl trifft
somit zunächst die erste Oberfläche 20 des Retro-Reflektors
14, wird von der Oberfläche 22 zur Oberfläche 24 reflektiert
und von dieser zurück in Richtung zum Retro-Reflektor 12
entlang einer Linie gerichtet, die parallel zur
Einfallslinie liegt. Zur besseren Veranschaulichung ist das
Fortschreiten des Lichtstrahls von der Einfallsöffnung zum
Ausgang der Verzögerungsleitung aufeinanderfolgend durch die
Buchstaben a bis p bezeichnet. Ein schmaler Frontflächen-
Austrittsspiegel 30 ist zwischen den Retro-Reflektoren
angeordnet und dient zum Richten bzw. Umlenken des
Austrittsstrahls zu einem Nutz- oder
Weiterverarbeitungspunkt.
Wie vorstehend angegeben, werden bei vorliegender Erfindung
hohle Frontflächen-Retro-Reflektoren bevorzugt. Das
Vorhandensein irgendeines optischen Materials zwischen den
reflektierenden Oberflächen der Retro-Reflektoren 12 und 14
könnte die ultrakurzen Impulse, für die vorliegende
Erfindung insbesondere geeignet ist, durch Einführung einer
Gruppengeschwindigkeits- oder Gruppenlaufzeit-Verteilung,
die eine Tendenz zur Dehnung eines Impulses im niedrigen
Femtosekunden-Bereich einführen würde, verzerren. Demgemäß
sollten feste oder massive Retro-Reflektoren, Kantenwürfel
und Prismen in Übereinstimmung mit der Erfindung
vorzugsweise nicht verwendet werden, es sei denn, diese
Effekte könnten toleriert oder kompensiert werden.
Zusätzlich können hohle Retro-Reflektoren mit wesentlich
geringerer Masse als irgendeiner der vorstehend angegebenen
festen bzw. massiven Retro-Reflektoren hergestellt werden,
so daß sie dementsprechend rascher und mit geringeren
Kräften als massive Retro-Reflektoren äquivalenter Größe
bewegt werden können.
Vorzugsweise wird die Veränderung der Pfadlänge und
dementsprechend die Veränderung der Verzögerungszeit durch
Bewegen eines der Retro-Reflektoren relativ zum anderen
hervorgerufen. Beispielsweise wird der Retro-Reflektor 14 in
Übereinstimmung mit einem bevorzugten Aspekt der Erfindung
entlang seiner optischen Achse bewegt, wie dies durch den
Doppelpfeil 32 in Fig. 1 veranschaulicht ist. Die
Veränderung der Verzögerungszeit ist eine Funktion sowohl
der Strecke, über die der Retro-Reflektor 14 bewegt wird,
als auch der Anzahl von Reflektionen des Lichtstrahls, die
zwischen den Retro-Reflektoren auftreten. Wenn der Retro-
Reflektor 14 beispielsweise 1 cm bewegt wird und, wie in
Fig. 1 gezeigt, sechs Reflektionen auftreten, beträgt die
Veränderung der gesamten optischen Pfadlänge 6 cm. Dies ist
äquivalent zu einer Veränderung der Verzögerungszeit von
ungefähr 200 Picosekunden. Die Veränderung der
Zeitverzögerung kann entweder durch Vergrößerung des
Bereichs der Bewegung des einen Retro-Reflektors bezüglich
des anderen oder durch Erhöhung der Anzahl von Reflektionen
vergrößert werden. Allerdings läßt sich die Anzahl von
Reflektionen nicht grenzenlos erhöhen, da die Lichtstrahlen,
die bei den Experimenttypen, auf die vorliegende Erfindung
gerichtet ist, eingesetzt werden, endliche Dimensionen
haben. Die Erzeugung einer übermäßigen Anzahl von
Reflektionen würde Verlust einführen, die besser vermieden
werden.
Wie vorstehend erwähnt, ist es in vielen Fällen
wünschenswert, die optische Verzögerung wiederholt von einem
unteren bis zu einem oberen Grenzwert mit einer Rate von
mehreren Hertz zu wiederholen, um eine Echtzeit-Beobachtung
des ablaufenden Prozesses zu ermöglichen, während
gleichzeitig der Effekt von Störungen durch
Mittelwertbildung von während der wiederholten Abtastungen
gesammelten Daten minimiert wird. Die rasche wiederholte
Bewegung eines oder beider Retro-Reflektoren muß in einer
Weise erfolgen, die die Eigenschaften, Position und Richtung
des Strahls nicht verändert. Diese Überlegungen legen dem
Entwurf des Systems Beschränkungen auf, die durch den
vorliegenden Hochgeschwindigkeits-Großhub-Translator (bzw.
-Verschiebungseinrichtung) für ein bewegbares Element einer
optischen Verzögerungsleitung berücksichtigt bzw. gelöst
werden. Der Einsatz von einander zugewandten Retro-
Reflektoren und die mehrfachen Reflektionen verringern die
Forderungen an den Translator bzw. die
Verschiebungseinrichtung erheblich, insbesondere bezüglich
der bewegungsinduzierten Verzerrungen der Retro-Reflektoren.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Hochgeschwindigkeits-Translators bzw. einer
erfindungsgemäßen Hochgeschwindigkeits-
Verschiebungseinrichtung für große Strecken ist in Fig. 3
gezeigt. Der feststehende Retro-Reflektor 12 ist durch eine
herkömmliche, nicht gezeigte Einrichtung getragen. Der
bewegliche Retro-Reflektor 14 ist an einem Ende einer
Miniaturkugel- oder Kreuzrollenlager(crossed roller
bearing)-Schlittenschiene oder -Gleitschiene 40 angebracht,
die für eine hin- und hergehende Bewegung in einem
Schlittenträger oder Gleitträger 42 montiert ist. Ein
Luftlager-Schlitten oder Luftlager-Gleitstück kann
gleichfalls eingesetzt werden. Der Retro-Reflektor 14 kann
durch jedes beliebige geeignete Mittel am freien Ende der
Gleitschiene montiert werden und sollte fest am Schienenende
befestigt sein. Vorzugsweise ist der Retro-Reflektor an
einen Halter, der an einem Ende der Gleitschiene
angeschraubt ist, angeklebt oder in anderer Weise fest an
diesem befestigt. Die Gleitführung 42 ist fest an einem im
wesentlichen L-förmigen festen Träger 46 befestigt. Ein
Galvanometer wie etwa das Galvanometer "General Scanning
G325DT" ist fest am Träger 46, beispielsweise über Bolzen
50, befestigt. Eine drehbare Galvanometer-Ausgangswelle 54
erstreckt sich durch den Träger 46 und hängt über der
Gleitführung 42.
Ein langgestreckter Nocken 56 niedriger Masse ist an der
Welle 54 befestigt. Der Nocken bzw. Ansatz 56 hat eine
äußere Fläche 58 in der Form eines Kreisbogens mit einem
Radius, der gleich groß ist wie der Abstand zwischen der
Ausgangswelle und der oberen Fläche der Gleitschiene 40. Ein
Spannband 60 ist mit der Gleitführung 42 verbunden. Das
Spannband 60 ist perspektivisch in Fig. 4 dargestellt und
weist einen ersten und einen zweiten Endabschnitt 62, 68
auf, die beispielsweise über Bolzen bzw. Schrauben 66, 70 an
räumlich beabstandeten Punkten an der Gleitschiene 40
befestigt sind. Ein zentraler Schlitz 42 ermöglicht es dem
Ende 68, durch das Zentrum bzw. den mittleren Abschnitt des
Spannbands hindurchzutreten. Das Spannband verläuft um den
Außenumfang des Nocken bzw. Ansatzes 56, wobei die Spannung
durch ein einstellbares Spannstück 80 aufrechterhalten wird,
das vorzugsweise in einer mit Gewinde versehenen Öffnung 82
im Körper des Nockens bzw. Ansatzes aufgenommen ist.
Vorzugsweise ist das Spannband aus Blech aus rostfreiem
Stahl mit einer Stärke von 0,004′′ (ca. 0,1 mm) hergestellt.
Unter dem Ausdruck Spannband, wie er hier und in den
Ansprüchen verwendet wird, sind auch Spanndrähte oder -kabel
oder dergleichen zu verstehen.
Wenn der Nocken bzw. Ansatz 56 rotiert, schaukelt bzw.
bewegt er das Gleitstück in beiden Richtungen unter
Minimierung des Schlupfes und des Spiels. Die
Gleitstückverschiebung ist linear proportional zum
Nockenradius mit dem Winkel verknüpft, über den sich die
Ausgangswelle bewegt.
Vorzugsweise ist die Masse des Nockens bzw. Ansatzes 56
durch Vorsehen von Durchgangslöchern 86 minimiert.
In Übereinstimmung mit einem beispielhaften
Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung besitzt der
Nocken bzw. Ansatz 56 eine Erstreckung (throw) von 1,5′′
(ca. 38,1 mm) und dementsprechend auch der Kreisbogen 58
einen Radius von 1,5′′ (circa 38,1 mm). Die Galvanometer-
Welle bewegt sich über einen Winkel von plus oder minus
17,5° bei Frequenzen unterhalb 30 Hz. Diese winkelmäßige
Verstellung übersetzt sich in eine Schlitten-Verlagerung von
23 mm von Spitze zu Spitze. Eine vierfach gefaltete
Verzögerungsleitung mit einem an der Schlittenschiene
montierten Retro-Reflektor stellt eine Veränderung der
Verzögerungszeit von 307 Picosekunden bereit, wenn sie
zusammen mit dieser Umsetzungseinrichtung benutzt wird.
Vorzugsweise ist die Galvanometer-Antriebseinheit auch als
Schaltung mit geschlossener Regelschleife verschaltet, die
einen nicht dargestellten herkömmlichen Sensor an der
Galvanometer-Welle zum Bereitstellen einer analogen
Positions-Ausgangsgröße aufweist. Eine Galvanometer-
Antriebseinheit für generelle Abtastung CX6325 wurde im
Zusammenhang mit der Erfindung erfolgreich eingesetzt. Bei
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei
dem die Retro-Reflektor-Last ein geschätztes Trägheitsmoment
von ungefähr 150 Gramm-cm2 besitzt, zeigt die Kombination
eine mechanische Resonanz von 30 Hz, oberhalb derer eine
zweipolige Abwälzung zu 180 Hz, wo der Servoelektronik-Pol
angeordnet ist, beobachtet wird. Vorzugsweise ist die
Antwort nahezu kritisch gedämpft, so daß der Scanner bzw.
die Abtasteinrichtung durch Resonanz mit sehr niedriger
Amplituden-Überschwingung getrieben werden kann.
Die Galvanometer-Antriebseinheit erhält eine analoge
Eingangsgröße zur Programmierung der Bewegung und stellt
eine analoge Positions-Ausgangsgröße bereit, die hochexakt
und linear mit dem Wellenwinkel verknüpft ist. Es ist
wichtig, daß die Welle eng bzw. fest mit dem Gleitstück
gekoppelt ist. Wenn dies erfolgt bzw. sichergestellt ist,
ist die Positionsspannung linear mit der optischen
Verzögerung verknüpft, und es sind der Verzögerung
entsprechende Daten sofort erhältlich. Bei einem besonders
bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erzeugt das
analoge Treibersignal die Zeitachse auf einem Oszilloskop,
dessen vertikale Ablenkung mit dem Sonden- bzw. Test-Impuls-
Ausgang gekoppelt ist, wobei die Daten in Echtzeit
betrachtet werden können.
Fig. 5 zeigt die Linearität und Kalibrierungsgenauigkeit der
optischen Verzögerung gegenüber der Positionsspannung der
Umsetzeinrichtung gemäß Fig. 3. Die Umsetzeinrichtung bzw.
Verschiebungseinrichtung wurde über eine Pfadlänge von
vollen 23 mm bei einer Rate von 20 Hz betrieben. Die
Kalibrierung ist über den gesamten Bereich einschließlich
der Enden der Abtastung innerhalb von 0,02% linear. Der
Fehler ist über denselben Bereich der Positionsspannungen in
demselben Graph in Fig. 5 in Picosekunden aufgetragen.
Auch wenn der in Fig. 4 gezeigte Galvanometer-Umsetzer den
gegenwärtig bevorzugten Aufbau zum Steuern der Position und
Bewegung des sich bewegenden Retro-Reflektors darstellt,
können auch andere Formen von Translatoren bzw.
Umsetzeinrichtungen eingesetzt werden. Beispielsweise ist in
Fig. 6 ein Spulen-Translator bzw. eine mit Magnetspule
arbeitende Umsetzeinrichtung für translatorische Bewegung
dargestellt. Die allgemein mit dem Bezugszeichen 90
bezeichnete Umsetzeinrichtung weist eine elektrische
Solenoidwicklung 92 auf, die vorzugsweise als auf einem
langgestreckten, herkömmlichen Spulenkörper 53 oder
dergleichen aufgebrachte Vielfachwindungs-Wicklung
ausgebildet ist, und zumindest einen ersten und einen
zweiten Leiter (nicht gezeigt) zum Verbinden des Solenoids
bzw. der Magnetspule mit einer elektrischen Steuerquelle
umfaßt. Ein linear beweglicher Kern 94 ist derart
angeordnet, daß er entlang einer Hauptachse des Solenoids 92
für eine Hin- und Herbewegung, wie durch den Doppelpfeil 96
angezeigt, bewegbar ist. Vorzugsweise wird der Kern 94
bezüglich des Spulenkörpers 93 über lineare Endlager 98 und
100 herkömmlicher Gestaltung abgestützt, die die Bewegung
des Kerns auf lineare Bewegung entlang der Hauptachse des
Solenoids beschränken. Es ist wünschenswert, daß die Lager
98 und 100 die Bewegung des Kerns so genau wie möglich auf
eine geradlinige Bewegung entlang der Achse begrenzen.
Vorzugsweise ist der Kern 94 über eine Feder oder ein Paar
von Federn 102 und 104, die vorzugsweise in der gezeigten
Weise in entgegengesetzten Richtungen gewickelt sein können,
in Richtung zu einer zentralen Ruhestellung vorgespannt.
Eine bewegbare, zentrale Ablenkplatte oder Anschlag 106 ist
am Kern 94 angebracht und steht mit einem Ende jeder Feder
102 und 104 in Eingriff. Die anderen Enden jeder Feder
stehen mit dem Lager 88 bzw. 100 in Eingriff.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung
können die Federn 102 und 104 vollständig oder teilweise
durch Einsatz einer zweifach entgegengesetzten Magnetspule
(dual opposed solenoid) ersetzt werden. Die Einzelwicklungs-
Magnetspule 92 wird durch einen dualen, entgegengesetzt
gewickelten Solenoidaufbau ersetzt, wobei jede Solenoidspule
eine Tendenz zur Bewegung des Kerns 84 in entgegengesetzter
Richtung hervorruft. Die Bewegung des Kerns wird durch
Veränderung der an die beiden Solenoidwicklungen angelegten
Signale gesteuert.
Bei jeder Ausgestaltung ist der Kern 96 vorzugsweise
gegenüber allen Bewegungen mit Ausnahme linearer Bewegung
entlang der Achse gehemmt. Insbesondere ist es bevorzugt,
wenn Drehbewegungen des Kerns 94 verhindert sind,
beispielsweise durch Einsatz eines Kerns in der Form einer
langgestreckten, dreieckförmigen oder rechtwinkligen Stange,
deren Drehung durch Einsatz geeeignet geformter Lager 98
bzw. 100 gesteuert werden kann.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, ist der Retro-
Reflektor 14 an einem linearen Gleitstück 101 montiert, das
auf einer Bühne 102 für geradlinige Bewegung gehalten bzw.
geführt ist. Ein Antriebsrad 103 wird durch einen nicht
gezeigten Motor oder dergleichen um eine Welle 104
angetrieben. Das Antriebsrad 103 ist mit dem bewegbaren
Retro-Reflektor 14 über ein Koppelglied 105 verbunden, das
einen exzentrischen Angel- oder Schwenkzapfen 106 am
Antriebsrad 103 mit einem Angel- oder Schwenkzapfen 107 am
bewegbaren Retro-Reflektor 14 verbindet. Wenn sich das
Antriebsrad 103 in der durch einen Pfeil 109 gezeigten
Richtung dreht, bewegt sich der Retro-Reflektor 14 in einer
im wesentlichen sinusförmigen Weise bezüglich der Bühne 102
vor und zurück. Die Drehbewegung des Rads 103 wird hierdurch
in eine lineare Bewegung umgesetzt.
Die erfindungsgemäße optische Verzögerungsleitung definiert
eine besondere Anwendung bei einer Autokorrelator/Pump/Test-
bzw. Sonden-Abtasteinrichtung, wie sie in Fig. 7 gezeigt
ist. Der Autokorrelator/Abtaster bzw. /Scanner ist
schematisch gezeigt. Eine Quelle oder Reihe von Impulsen,
die von einem Laser kurzer Impulsbreite oder dergleichen
ausgesandt werden, tritt entlang des Strahls 110 ein und
wird durch einen Spiegel 112 in einem Winkel von 90° auf
einen Strahlteiler 116 reflektiert. Ein erster Teil des
aufgespaltenen Strahls 120 läuft zu einem stationären hohlen
Retro-Reflektor 122 weiter, während der zweite Teil 124 des
aufgespaltenen Strahls in eine erfindungsgemäße
Verzögerungsleitung über eine Öffnung 128 in einem
feststehenden Retro-Reflektor 130 eintritt und mehrmals
zwischen dem feststehenden Retro-Reflektor und einem sich
bewegenden Retro-Reflektor 132 reflektiert wird. Der
Austrittsstrahl wird durch einen Spiegel 136 zurück zum
Strahlteiler 116 gerichtet. Der austretende Strahl 140 der
Verzögerungsleitung wird mit einem Strahl 142 vom
feststehenden hohlen Retro-Reflektor 122 zusammengefaßt, um
einen ersten Austrittsstrahl 150 zu bilden, der über einen
Spiegel 152, eine Linse bzw. ein Objektiv 154, einen
Verdopplungskristall 156, ein Filter 158 zum Abblocken der
Grundfrequenz und Durchlassen der zweiten Harmonischen auf
einen Detektor 160 gerichtet ist. Der andere zusammengefaßte
Strahl 164 wird über einen Spiegel 166 auf das Pump/Test-
Experiment gerichtet. Der in Fig. gezeigte Autokorrelator
besitzt eine Anzahl von Vorteilen gegenüber anderen
Autokorrelator-Gestaltungen. Ein umlaufendes Spiegelpaar
oder Dachprismen-Korrelatoren können keine Retro-Reflektoren
verwenden und sind daher empfindlich gegenüber
Fehlausrichtungen gegenüber der Ebene der Bewegung des sich
bewegenden Reflektors. Retro-Reflektoren mit umlaufendem
Spiegelpaar haben ein verringertes Tastverhältnis, da der
Laserstrahl während eines großen Teils der Drehung der
umlaufenden Spiegel von der Optik weggerichtet ist. Bei
Autokorrelatoren mit umlaufendem Glasblock verändert sich
die Größe der Dispersion im Strahl mit der Zeit und kann
daher nicht vollständig kompensiert werden. Ein weiterer
Nachteil der bekannten Autokorrelatoren mit rotierender
Optik besteht darin, daß, da der Strahl über die Oberfläche
der verschiedenen optischen Elemente des Autokorrelators
abgelenkt wird, jede Ungenauigkeit oder jeder Fleck oder
Schmutz in die Daten bei der Mittelwertbildung miteingeht.
Der in Fig. 7 gezeigte Autokorrelator macht sich den Vorteil
der Fähigkeit der optischen Verzögerungsleitung, schnelle
Abtastungen bzw. Veränderungen über große Verzögerungszeiten
bereitzustellen, zunutze.
Durch Zusammenfassen bzw. Mittelwertbilden für
aufeinanderfolgende Abtastungen kann ein erheblich
verbesserter Störabstand erzielt werden. Während des
Zeitintervalls, das zur Durchführung einer langsamen
Abtastung bei herkömmlichen Verzögerungsleitungen
erforderlich ist, können viele tausend schnelle Abtastungen
durchgeführt und miteinander zusammengerechnet bzw.
gemittelt werden. Die langsamen Schwankungen der
Quellenintensität, die die Genauigkeit langsamer Abtastungen
beschränken, mitteln sich über eine große Anzahl von
Abtastungen zu Null aus. Das Laserrauschen ist bei 10 Hz bis
zu 40 dB niedriger als bei 0,1 Hz. Ein synchronisierter
Verstärker würde ein Rauschen von 1 Hz in einer langsamen
Abtastung durchlassen, jedoch ein derartiges Rauschen bei
einem schnellen Abtastbetrieb unter Einsatz der
erfindungsgemäßen Verzögerungsleitung zurückweisen bzw.
sperren. Daher können Verbesserungen des Störabstands von
zumindest 40 dB bei Verwendung der erfindungsgemäßen
Verzögerungsleitung erzielt werden.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einem derzeit
bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ist es
für den Fachmann verständlich, daß viele Abweichungen und
Änderungen durchgeführt werden können, ohne den Gehalt und
Umfang der Erfindung, der lediglich durch die beigefügten
Ansprüche definiert werden soll, zu verlassen.
Claims (38)
1. Optische Verzögerungsleitung für ultrakurze Impulse, mit
einem ersten hohlen Frontflächen-Retro-Reflektor (12),
einem zweiten hohlen Frontflächen-Retro-Reflektor (14), der bezüglich des ersten hohlen Frontflächen-Retro- Reflektors derart angeordnet ist, daß ein Lichtstrahl zwischen dem ersten und dem zweiten Retro-Reflektor mehrfach reflektiert wird,
einer mit zumindest einem der beiden Retro-Reflektoren (12, 14) gekoppelten Translations- oder Umsetzeinrichtung (40-82; 90; 101-107) zum Einstellen des Abstands zwischen den Retro-Reflektoren (12, 14) entlang einer Linie parallel zum reflektierten Lichtstrahl bei dessen Ein- und Austreten in die bzw. aus den Retro-Reflektoren (12, 14),
einer Einführungseinrichtung (16) zum Einführen eines Lichtstrahls in die Verzögerungsleitung parallel zur ersten optischen Achse derart, daß der Lichtstrahl mehrfach zwischen dem ersten und dem zweiten Retro- Reflektor reflektiert wird, und
einer Austrittseinrichtung (30) zum Herausführen des Lichtstrahls aus der Verzögerungsleitung.
einem zweiten hohlen Frontflächen-Retro-Reflektor (14), der bezüglich des ersten hohlen Frontflächen-Retro- Reflektors derart angeordnet ist, daß ein Lichtstrahl zwischen dem ersten und dem zweiten Retro-Reflektor mehrfach reflektiert wird,
einer mit zumindest einem der beiden Retro-Reflektoren (12, 14) gekoppelten Translations- oder Umsetzeinrichtung (40-82; 90; 101-107) zum Einstellen des Abstands zwischen den Retro-Reflektoren (12, 14) entlang einer Linie parallel zum reflektierten Lichtstrahl bei dessen Ein- und Austreten in die bzw. aus den Retro-Reflektoren (12, 14),
einer Einführungseinrichtung (16) zum Einführen eines Lichtstrahls in die Verzögerungsleitung parallel zur ersten optischen Achse derart, daß der Lichtstrahl mehrfach zwischen dem ersten und dem zweiten Retro- Reflektor reflektiert wird, und
einer Austrittseinrichtung (30) zum Herausführen des Lichtstrahls aus der Verzögerungsleitung.
2. Optische Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Retro-
Reflektor gegeneinander versetzt sind, und daß die
Einführungseinrichtung (16) einen ersten reflektierenden
Spiegel des zumindest einen der beiden hohlen
Frontflächen-Retro-Reflektoren (12, 14) aufweist.
3. Optische Verzögerungsleitung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite
Retro-Reflektor gegeneinander versetzt sind, und daß die
Austrittseinrichtung (30) einen ersten reflektierenden
Spiegel des zumindest einen der beiden hohlen
Frontflächen-Retro-Reflektoren (12, 14) aufweist.
4. Optische Verzögerungsleitung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Eintrittsöffnung eine Öffnung (16) aufweist, die an
einem Scheitel eines der beiden hohlen Frontflächen-
Retro-Reflektoren ausgebildet ist, um einen
Eingangsstrahl parallel zur Achse des sich bewegenden
Retro-Reflektors eintreten zu lassen.
5. Optische Verzögerungsleitung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Eingangsstrahl parallel zur
Achse des sich bewegenden Retro-Reflektors eintritt.
6. Optische Verzögerungsleitung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Reflexion des Strahl zwischen den Retro-Reflektoren
viermal erfolgt.
7. Optische Verzögerungsleitung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Austrittseinrichtung einen Spiegel (30) aufweist,
der zwischen dem ersten und dem zweiten Retro-Reflektor
(12, 14) angeordnet ist.
8. Optische Verzögerungsleitung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Translations- bzw. Umsetzeinrichtung
ein in eine Richtung parallel zur Richtung des
einfallenden Strahls bewegbares Gleitstück und
eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen eines der
beiden Retro-Reflektoren am Gleitstück aufweist.
9. Optische Verzögerungsleitung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Umsetzeinrichtung
eine feststehende Bühneneinrichtung (42), an der das Gleitstück (40) befestigt ist,
eine Galvanometer-Einrichtung, die an der feststehenden Bühneneinrichtung montiert ist und eine drehbare Ausgangswelle (54) aufweist, deren Drehachse rechtwinklig zur Achse des sich bewegenden Retro- Reflektors ausgerichtet ist,
eine an der Ausgangswelle angebrachte Nockeneinrichtung (56) und
eine Spannbandeinrichtung (60) aufweist, die an dem Gleitstück befestigt und durch die Nockeneinrichtung zur Bewegung des Gleitstücks auf die Drehung der Galvanometer-Welle hin angetrieben ist.
eine feststehende Bühneneinrichtung (42), an der das Gleitstück (40) befestigt ist,
eine Galvanometer-Einrichtung, die an der feststehenden Bühneneinrichtung montiert ist und eine drehbare Ausgangswelle (54) aufweist, deren Drehachse rechtwinklig zur Achse des sich bewegenden Retro- Reflektors ausgerichtet ist,
eine an der Ausgangswelle angebrachte Nockeneinrichtung (56) und
eine Spannbandeinrichtung (60) aufweist, die an dem Gleitstück befestigt und durch die Nockeneinrichtung zur Bewegung des Gleitstücks auf die Drehung der Galvanometer-Welle hin angetrieben ist.
10. Optische Verzögerungsleitung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
entweder ein oder beide Retro-Reflektoren (12, 14) durch
Frontflächenspiegel ersetzt sind.
11. Hochgeschwindigkeits-Betätigungseinrichtung für die
wiederholte Bewegung eines beweglichen Elements einer
optischen Verzögerungsleitung über eine große Strecke,
mit
einer feststehenden Bühneneinrichtung (42)
einer hin- und herbewegbaren Gleiteinrichtung (40), die an der ersten Bühneneinrichtung für eine lineare Bewegung in einer gewünschten Richtung montiert ist,
einer Montiereinrichtung an der Gleiteinrichtung (40) für die Aufnahme des beweglichen Elements der Verzögerungsleitung,
einer an der feststehenden Bühneneinrichtung montierten Galvanometer-Einrichtung mit einer drehbaren Ausgangswelle (54), deren Drehachse rechtwinklig zur gewünschten Richtung der Linearbewegung der Gleiteinrichtung (40) ausgerichtet ist,
einer an der Ausgangswelle (54) angebrachten Nockeneinrichtung (56) und
einer Spannbandeinrichtung (60), die zwischen die feststehende Bühneneinrichtung und die Gleiteinrichtung eingefügt bzw. mit diesen verbunden ist und durch die Nockeneinrichtung zur Bewegung der Gleiteinrichtung bei Drehung der Galvanometer-Welle angetrieben wird.
einer feststehenden Bühneneinrichtung (42)
einer hin- und herbewegbaren Gleiteinrichtung (40), die an der ersten Bühneneinrichtung für eine lineare Bewegung in einer gewünschten Richtung montiert ist,
einer Montiereinrichtung an der Gleiteinrichtung (40) für die Aufnahme des beweglichen Elements der Verzögerungsleitung,
einer an der feststehenden Bühneneinrichtung montierten Galvanometer-Einrichtung mit einer drehbaren Ausgangswelle (54), deren Drehachse rechtwinklig zur gewünschten Richtung der Linearbewegung der Gleiteinrichtung (40) ausgerichtet ist,
einer an der Ausgangswelle (54) angebrachten Nockeneinrichtung (56) und
einer Spannbandeinrichtung (60), die zwischen die feststehende Bühneneinrichtung und die Gleiteinrichtung eingefügt bzw. mit diesen verbunden ist und durch die Nockeneinrichtung zur Bewegung der Gleiteinrichtung bei Drehung der Galvanometer-Welle angetrieben wird.
12. Umsetzeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung eine
Umfangsoberfläche mit einem Kreisbogen aufweist, dessen
Radius gleich groß ist wie der Abstand zwischen der
Ausgangswelle und der Gleiteinrichtung.
13. Umsetzeinrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
gekennzeichnet durch eine an der Nockeneinrichtung
angebrachte Spanneinrichtung (80) zum Spannen der
Spannbandeinrichtung (60).
14. Umsetzeinrichtung nach einem der Ansprüche 11-13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Montiereinrichtung eine
Einrichtung zum Montieren des Retro-Reflektors an einem
Ende der Gleiteinrichtung (40) aufweist.
15. Verfahren zum Durchführen von zeitlich aufgelösten
Messungen eines physikalischen, chemischen, biologischen
oder elektronischen Prozesses, der durch einen Pump-
Impuls eingeleitet und durch einen Abtast-Impuls
beobachtet werden kann, mit folgenden Schritten:
- a) Richten eines Impulszugs eines Paars eines Pump- Impulses und eines zeitverzögerten Abtast-Impulses auf den Prozeß,
- b) Variieren der Verzögerung zwischen dem Pump-Impuls und dem Abtast-Impuls, so daß mehrfache überlappende Beobachtungen über einen Bereich von Verzögerungen durchgeführt werden,
- c) Mittelwertbilden der mehrfachen Beobachtungen und
- d) Korrelieren der gemittelten Beobachtungen mit der variierenden Verzögerung, um zeitlich aufgelöste Messungen des Prozesses bereitzustellen.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
der Pump-Impuls und Abtast-Impuls elektromagnetische
Impulse sind.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
der Pump-Impuls und der Abtast-Impuls optische Impulse
sind.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15-17, dadurch
gekennzeichnet, daß ein der Verzögerung zwischen dem
Pump-Impuls und dem Abtast-Impuls proportionales
elektrisches Signal bereitgestellt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15-18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beobachtungen in der Form eines
Signals durchgeführt werden, dessen Spannung, Phase,
Frequenz oder Strom proportional zu einem beobachteten
Aspekt des Verfahrens ist.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
der Korrelationsschritt das elektronische Korrelieren
des der Verzögerung proportionalen elektrischen Signals
und des dem beobachteten Aspekt des Verfahrens
proportionalen Signals beinhaltet.
21. Optische Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umsetzeinrichtung
eine elektrische Magnetspuleneinrichtung (90),
eine bewegbare Kerneinrichtung (94), die für eine lineare Bewegung bezüglich der elektrischen Magnetspuleneinrichtung angebracht ist,
eine Montageeinrichtung zum Anbringen des zumindest einen der beiden Retro-Reflektoren an der Kerneinrichtung (84) und
eine betriebsmäßig mit der Magnetspuleneinrichtung und der bewegbaren Spuleneinrichtung verknüpfte Vorspanneinrichtung (102, 104) zum Vorspannen der Kerneinrichtung gegenüber der linearen Bewegung aufweist.
eine bewegbare Kerneinrichtung (94), die für eine lineare Bewegung bezüglich der elektrischen Magnetspuleneinrichtung angebracht ist,
eine Montageeinrichtung zum Anbringen des zumindest einen der beiden Retro-Reflektoren an der Kerneinrichtung (84) und
eine betriebsmäßig mit der Magnetspuleneinrichtung und der bewegbaren Spuleneinrichtung verknüpfte Vorspanneinrichtung (102, 104) zum Vorspannen der Kerneinrichtung gegenüber der linearen Bewegung aufweist.
22. Optische Verzögerungsleitung nach Anspruch 21,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die auf die
elektrische Magnetspuleneinrichtung oder die bewegbare
Kerneinrichtung anspricht und ein elektrisches
Positionssignal bereitstellt, das auf die Position des
zumindest einen Retro-Reflektors, der an der
Kerneinrichtung angebracht ist, bezogen ist.
23. Optische Verzögerungsleitung nach Anspruch 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung eine
Federeinrichtung aufweist.
24. Optische Verzögerungsleitung nach Anspruch 23, dadurch
gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung eine
Schraubenfedereinrichtung mit einer Achse aufweist, die
mit einer Achse der elektrischen Magnetspuleneinrichtung
ausgerichtet ist.
25. Optische Verzögerungsleitung nach einem der Ansprüche
21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorspanneinrichtung eine Vorspann-
Magnetspuleneinrichtung aufweist, um eine
entgegengesetzt gerichtete Kraft an der Kerneinrichtung
zu erzeugen.
26. Autokorrelator mit einem Strahlteiler zum Empfangen
eines Eingangs-Lichtimpulszuges, der jeweils zwei
Ausgangsstrahlen erzeugt,
einem feststehenden hohlen Frontflächen-Retro- Reflektor, der derart angeordnet ist, daß er einen ersten der beiden Ausgangsstrahlen zum Strahlteiler (116) zurückreflektiert,
einer optischen Verzögerungsleitung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 oder 21 bis 25, die derart angeordnet ist, daß sie einen zweiten der beiden Ausgangsstrahlen zum Strahlteiler, der dritte und vierte Ausgangsstrahlen erzeugt, zurückreflektiert, und
einer Detektoreinrichtung (160), die auf den vierten Ausgangsstrahl zur Erzeugung eines Ausgangssignals anspricht, das durch eine Größe charakterisiert ist, die mit dem Grad der Überlappung der Impulse im ersten und zweiten Ausgangsstrahl, die zusammen den vierten Ausgangsstrahl bilden, verknüpft ist.
einem feststehenden hohlen Frontflächen-Retro- Reflektor, der derart angeordnet ist, daß er einen ersten der beiden Ausgangsstrahlen zum Strahlteiler (116) zurückreflektiert,
einer optischen Verzögerungsleitung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 oder 21 bis 25, die derart angeordnet ist, daß sie einen zweiten der beiden Ausgangsstrahlen zum Strahlteiler, der dritte und vierte Ausgangsstrahlen erzeugt, zurückreflektiert, und
einer Detektoreinrichtung (160), die auf den vierten Ausgangsstrahl zur Erzeugung eines Ausgangssignals anspricht, das durch eine Größe charakterisiert ist, die mit dem Grad der Überlappung der Impulse im ersten und zweiten Ausgangsstrahl, die zusammen den vierten Ausgangsstrahl bilden, verknüpft ist.
27. Autokorrelator nach Anspruch 26, dadurch
gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung einen
Verdopplungskristall und ein Grundwellenfrequenzfilter
aufweist.
28. Autokorrelator nach Anspruch 26 oder 27, dadurch
gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung einen
Fotodetektor umfaßt.
29. Autokorrelator nach Anspruch 26, 27 oder 28, dadurch
gekennzeichnet, daß der feststehende hohle Frontflächen
Retro-Reflektor und die optische Verzögerungsleitung
derart angeordnet sind, daß der erste und der zweite der
beiden Ausgangsstrahlen vertikal gegeneinander versetzt
sind, wenn sie beim Strahlteiler wieder zusammengefaßt
werden.
30. Autokorrelator nach einem der Ansprüche 26 bis 29,
dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzeinrichtung gemäß
Anspruch 1
eine feststehende Bühneneinrichtung, auf der das Gleitstück montiert ist,
eine Galvanometer-Einrichtung, die auf der feststehenden Bühneneinrichtung montiert ist und eine drehbare Ausgangswelle aufweist, deren Drehachse senkrecht zur Achse des sich bewegenden Retro-Reflektors ausgerichtet ist,
eine an der Ausgangswelle montierte Nockeneinrichtung und
eine mit der Gleiteinrichtung verbundene Spannbandeinrichtung aufweist, die durch die Nockeneinrichtung zum Bewegen des Gleitstücks auf die Drehung der Galvanometer-Welle hin angetrieben ist.
eine feststehende Bühneneinrichtung, auf der das Gleitstück montiert ist,
eine Galvanometer-Einrichtung, die auf der feststehenden Bühneneinrichtung montiert ist und eine drehbare Ausgangswelle aufweist, deren Drehachse senkrecht zur Achse des sich bewegenden Retro-Reflektors ausgerichtet ist,
eine an der Ausgangswelle montierte Nockeneinrichtung und
eine mit der Gleiteinrichtung verbundene Spannbandeinrichtung aufweist, die durch die Nockeneinrichtung zum Bewegen des Gleitstücks auf die Drehung der Galvanometer-Welle hin angetrieben ist.
31. Optische Verzögerungsleitung nach Anspruch 26, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umsetzeinrichtung
eine elektrische Magnetspuleneinrichtung,
eine bewegbare Kerneinrichtung, die für eine lineare Bewegung bezüglich der elektrischen Magnetspuleneinrichtung angebracht ist,
eine Montageeinrichtung zum Befestigen des zumindest einen der beiden Retro-Reflektoren an der Kerneinrichtung und
eine Vorspanneinrichtung aufweist, die betriebsmäßig mit der Magnetspuleneinrichtung und der beweglichen Kerneinrichtung zum Vorspannen der Kerneinrichtung gegenüber der linearen Bewegung verknüpft ist.
eine bewegbare Kerneinrichtung, die für eine lineare Bewegung bezüglich der elektrischen Magnetspuleneinrichtung angebracht ist,
eine Montageeinrichtung zum Befestigen des zumindest einen der beiden Retro-Reflektoren an der Kerneinrichtung und
eine Vorspanneinrichtung aufweist, die betriebsmäßig mit der Magnetspuleneinrichtung und der beweglichen Kerneinrichtung zum Vorspannen der Kerneinrichtung gegenüber der linearen Bewegung verknüpft ist.
32. Optische Verzögerungsleitung nach Anspruch 31, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung eine
Federeinrichtung aufweist.
33. Optische Verzögerungsleitung nach Anspruch 32, dadurch
gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung eine
Schraubenfedereinrichtung umfaßt, deren Achse mit einer
Achse der elektrischen Magnetspuleneinrichtung
ausgerichtet ist.
34. Optische Verzögerungsleitung nach Anspruch 31, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung eine
Vorspann-Solenoideinrichtung umfaßt, die bezüglich der
elektrischen Magnetspuleneinrichtung derart angebracht
ist, daß sie eine entgegengesetzt gerichtete Kraft auf
die Kerneinrichtung ausübt.
35. Optische Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umsetzeinrichtung
ein drehbares Antriebsrad (103),
eine Antriebsstange (105), deren eines Ende schwenkbar an dem Antriebsrad angebracht und deren anderes Ende schwenkbar mit dem zumindest einen der beiden Retro-Reflektoren gekoppelt ist, und
eine Einrichtung aufweist, die den zumindest einen der beiden Retro-Reflektoren auf eine Bewegung entlang einer Linie beschränkt.
ein drehbares Antriebsrad (103),
eine Antriebsstange (105), deren eines Ende schwenkbar an dem Antriebsrad angebracht und deren anderes Ende schwenkbar mit dem zumindest einen der beiden Retro-Reflektoren gekoppelt ist, und
eine Einrichtung aufweist, die den zumindest einen der beiden Retro-Reflektoren auf eine Bewegung entlang einer Linie beschränkt.
36. Optische Verzögerungsleitung nach Anspruch 35, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beschränkungseinrichtung eine
translatorische lineare Stufe umfaßt.
37. Optische Verzögerungsleitung nach Anspruch 26, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umsetzeinrichtung
ein drehbares Antriebsrad (103),
eine Antriebsstange (105), deren eines Ende schwenkbar an dem Antriebsrad angebracht und deren anderes Ende schwenkbar mit dem zumindest einen der beiden Retro-Reflektoren gekoppelt ist, und
eine Einrichtung aufweist, die den zumindest einen der beiden Retro-Reflektoren auf eine Bewegung entlang einer Linie beschränkt.
ein drehbares Antriebsrad (103),
eine Antriebsstange (105), deren eines Ende schwenkbar an dem Antriebsrad angebracht und deren anderes Ende schwenkbar mit dem zumindest einen der beiden Retro-Reflektoren gekoppelt ist, und
eine Einrichtung aufweist, die den zumindest einen der beiden Retro-Reflektoren auf eine Bewegung entlang einer Linie beschränkt.
38. Optische Verzögerungsleitung nach Anspruch 37, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beschränkungseinrichtung eine
translatorische lineare Stufe bzw. Bühne umfaßt.
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