180848. lajstromszámú szabadalom • Kombinált akuszto-optikai többssugaras intenzitásmodulátor és sugáreltérítő
5 180848 6 ultrahang sebessége kicsiny. Ilyen anyag pl. a víz (longitudinális ultrahang, V = 1500 m/sec), a paratellurit módosulatú Te02 egykristály [(110) Miller-indexű kristálytani irányban, transzverzális ultrahang esetén V = 616 m/sec], és a kálóméi elnevezésű Hg2Cl2 egykristály (110) Miller-indexű irányban transzverzális ultrahang esetén V = 347 m/sec. Ezekben az anyagokban a 3 ultrahang átalakítók hossza előnyösen az 1...3mm tartományban van, de nagyobb is lehet. Az 1 beeső lézersugár a különböző 3 ultrahang átalakítók által keltett ultrahang nyalábok hullámfrontjaival 4 eltérési szöget, ún. Bragg-szöget zár be. Ha a villamosán egymástól függetlenül vezérelhető 3 ultrahang átalakítók mindegyikére az 5 állandó frekvenciájú előnyösen VHF vagy UHF frekvenciájú oszcillátorok jeleit csatlakoztatjuk előnyösen elektronikusan vezérelhető 6 kapcsolókon vagy 6a amplitúdómodulátorokon és 7 szélessávú erősítőkön keresztül, akkor a fellépő akusztooptikai Braggdiffrakció hatására a 8 diffraktált lézersugarak keletkeznek. A 8 diffraktált lézersugarak mindegyike a megfelelő frekvenciájú jellel vezérelt 3 ultrahang átalakító feletti térrészből indul ki, tehát a 2 közeg különböző pontjaiból származik. A 8 diffraktált lézersugarak eltérítési szöge a rögzített frekvenciáknak megfelelően állandó, intenzitásuk a 6 kapcsolókkal vagy 6a amplitúdómodulátorokkal a 9 vezérlő bemeneteken keresztül digitálisan vagy analóg modulálható, a számuk digitális modulációnál megegyezik a bekapcsolt 6 kapcsolók számával, analóg modulációnál pedig az oszcillátorok számával. Ha a villamosán egymástól is és az egyik csoportban lévő ultrahang átalakítók mindegyikétől is függetlenül vezérelhető 3 ultrahang átalakítók másik csoportjához a példában véges és zárt frekvenciatartományokban működő 10 változtatható frekvenciájú oszcillátorok, előnyösen VHF vagy UHF oszcillátorok jelét csatlakoztatjuk, előnyösen a villamosán vezérelhető 6 kapcsolókon és a 7 szélessávú erősítőkön keresztül, akkor 11 diffraktált lézersugarak keletkeznek. E 11 diffraktált lézersugarak eltérítési szögei az oszcillátorok frekvenciájának változtatásával vezérelhető, intenzitásuk 12 vezérlő bemeneteken keresztül bekapcsolható 6 kapcsolók bekapcsolt állapotában állandó, számuk a megfelelő bekapcsolt kapcsolók számával egyezik meg, amely maximálisan megegyezik a másik csoporthoz tartozó 3 ultrahang átalakítók számával. Az ábrán példaképpen két ilyen 11 diffraktált lézersugár van feltüntetve. Ha a 9 vezérlő bemeneteken és a 12 vezérlő bemeneteken keresztül a 3 ultrahang átalakítókra csatolt 6 kapcsolók mindegyike be van kapcsolva, akkor az összes kilépő 8 diffraktált lézersugárnak intenzitása modulálható, és az összes kilépő 11 diffraktált lézersugárnak pedig az eltérítési szöge vezérelhető. A 10 változtatható frekvenciájú oszcillátorok frekvenciája a 13 vezérlő bemeneteken keresztül analóg vagy digitális villamos jellel vezérelhető. A legegyszerűbb megvalósítási formában a 10 változtatható frekvenciájú oszcillátorok kimeneti frekvenciája arányos a 13 vezérlő bemenetre adott villamos jel amplitúdójával. A 2 közeg mérete csökkenthető, ugyanakkor a 8 és 11 diffraktált lézersugarak száma növelhető, ha az egyes 3 ultrahang átalakítókhoz tartozó vezérlő fokozatokban — a 2. ábrán látható módon ~ 14 összegző egységeket helyezünk el és a 9 vezérlő bemeneteken keresztül vezérelt vezérlő fokozatokban 1, 2,..., M számú 5 állandó frekvenciájú oszcillátorokat helyezünk el, továbbá a 10 változtatható frekvenciájú oszcillátorok összegezett jelét egyetlen 3 ultrahang átalakítóhoz csatlakoztatjuk. A 14 összegző egységek az egyes 5 állandó frekvenciájú oszcillátorok vagy a 10 változtatható frekvenciájú oszcillátorok jeleinek amplitúdóit az előjelek figyelembevételével öszszegzik. Ily módon a modulálható 8 és 11 diffraktált lézersugarak száma megsokszorozható, és lecsökkentett méretű, kompakt akusztooptikai többsugaras intenzitásmodulátor és sugáreltérítő állítható elő. Ennél a kiviteli formánál az egyes ultrahang átalakítók által keltett ultrahangtérből nem egy, hanem több 8 és 11 diffraktált lézersugár is kiindulhat. A 2. ábrán pl. az első 3 ultrahang átalakító ultrahangteréből három 8 diffraktált lézersugár indul ki, ha az első vezérlő fokozatban három 6 kapcsoló van bekapcsolva. A bemutatott vezérlési rendszernek megfelelően tehát az első csoporthoz tartozó 3 ultrahang átalakítók mindegyike egy vagy több rögzített irányú 8 diffraktált lézersugarat kelt, egyetlen 3 ultrahang átalakító pedig több, vezérelhető irányú 11 diffraktált lézersugarat. A 3. ábrán bemutatott kiviteli formánál egy vagy több 3 ultrahang átalakító vezérlő fokozata mind 10 változtatható frekvenciájú oszcillátorokat, mind 5 állandó frekvenciájú oszcillátorokat is tartalmaz. Ennek hatására van olyan egy vagy több 3 ultrahang átalakító, amelynek ultrahang teréből egy vagy több rögzített irányú, modulálható 8 diffraktált lézersugár és egy vagy több, vezérelhető irányú 11 diffraktált lézersugár egyidejűleg is kiléphet. A 4. ábrán a rögzített irányú 8 diffraktált lézersugaraknak, valamint a vezérelhető irányú 11 diffraktált lézersugaraknak az 1 belső lézersugár irányához mért 4 eltérítési szögeinek időfüggése látható az 1., 2. és 3. ábrák szerinti kiviteli alakoknak megfelelő példaképpeni vezérlésnél. Mivel a 4 eltérítési szög arányos az ultrahang frekvenciájával, azért a koordináta-rendszer egyik függőleges tengelyén az adott 4 eltérítési szöghöz tartozó frekvenciákat is feltüntettük a jobb érthetőség kedvéért. Az 5 állandó frekvenciájú oszcillátorok közül tizenegy fi, f2...fu frekvenciájú 5 állandó frekvenciájú oszcillátor van bekapcsolva, és ennek megfelelően tizenegy, időben állandó irányú (eltérítési szögű) 8 diffraktált lézersugarat kapunk. A 10 változtatható frekvenciájú oszcillátorok közül három 10 változtaiható frekvenciájú oszcillátor jele van egy vagy több 3 ultrahang átalakítóhoz kapcsolva. E három 10 változtatható frekvenciájú oszcillátor frekvenciája követi a 13 vezérlő bemenetekre adott periodikus, egymástól eltérő frekvenciájú háromszögjelek amplitúdójának időbeli változását, így az [f r f J, [fb], f ] és [fii, fJ frekvenciatartományok ábra szerinti megválasztásakor további három, a tizenegy rögzített irányú 8 diffraktált lézersugarat és egymást sem átfedő, közös síkban periodikus irányváltoztatást végző 11 diffraktált lézersugarat kapunk. Az 5. ábrán bemutatott vezérlési rendszer a kombinált akusztooptikai többsugaras intenzitásmodulátor és sugáreltérítő egy további, a gyakorlat szempontjából fontos kiviteli példáját jelenti. Ezen az 5. ábrán a 2. ábra szerinti kiviteli példától eltérően a 14 összegző egységek a 3 ultrahang átalakítókhoz 15 keverő egységek közbeiktatásával csatlakoznak. E 15 keverő egységek egyik 16 bemenetelre a megfelelő 14 összegző egységek kimenetei a 15 keverő egységek másik 17 bemenetelre egy előnyösen közös (vagy akár több különálló) 18 változtatható frekvenciájú segédoszcillátor kimenete csatlakozik. A 18 változtatható frekvenciájú segédoszcillátor frekvenciája példaképpen az [Fj, F2] véges és zárt tartományban vezérelhető analóg vagy digitális villamos jellel, és kimeneti frekvenciája példaképpen arányos a 19 bemenetre adott villamos jel amplitúdójával. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
