[发明专利]可控制的光调制器部件和所使用的装置

说明书

本发明涉及一种可控制的光调制器部件、通过电磁场的强度可控制 其光透射的透光装置(Lichtdurchlass)及其特别是在彩色图像产生器中 的应用。

已知的是，光通过可极化的介质(其极化特性可通过电场或磁场改 变)、所谓的克尔盒和不可改变的极化滤光器来导向，由此根据对所述 盒的控制，或多或少的光通过这些极化器。这种克尔盒需要高的控制电 压或强磁场(其产生比较复杂)，当取消电激励或磁激励时，这种克尔 盒明显延迟地退回到其起始状态。此外，当激励以较高的频率变化时， 介质中会出现显著的能量转换。另外公知的是，彩色图像产生器通过三 种不同色彩的强度受控的光源来工作，这些光源的光通过移动的X-Y转 向系统叠加地显示在屏幕上。例如在焊接工防护眼镜中所使用的固体是 公知的，这些固体通过入射的光视其强度而定被弱化()，从 而在光强度增加时其透射大大地减少。这种效应带有很小的松弛值。入 射的闪光并不通过如下的圆盘，即这种圆盘随后却再次透明。

本发明的目的在于，提出一种可控制的高速光调制器。

解决方案在于，光调制器部件在其透光装置上被施加以强度受控的 微波场。

有益的设计和应用在从属权利要求和并列权利要求中说明。

新式光调制器部件特别适于控制激光束的强度。调制器部件可以由 于激光束的较小的直径而小型化。光调制器部件的透光装置由玻璃构 成，该玻璃的透射性可通过电磁交变场的强度来控制。其中交变场的频 率和强度取决于玻璃的制造参数。当今，这种玻璃用在如下的眼镜中， 即在这种眼镜中，透光性(透射性)取决于入射的明亮度。例如就太阳 镜或焊接工眼镜而言。现在这种玻璃也可以被制造，从而代替光，具有 一定频率(其低于光束的频率)的电磁场控制透射。该频率通常在5GHz 和100GHz之间。玻璃的透射直接取决于所施加的场强。因此微波场也可 以控制光调制器的透射。

优选微波天线成对地设置在调制器部件的一侧或两侧。特别是已表 明：极性交替的天线环绕地设置是合适的。由此产生围绕中央的透光装 置的例如四极场、八极场等，所述透光装置只需略大于待调制的光束。 在另一种设计中，玻璃呈圆柱形，而天线电极则环状地围绕玻璃圆柱。 对于例如50GHz的微波频率来说，电极是毫米级的。优选电极对是电容 器的一部分，这些电容器与围绕调制器部件设置的电感形成振荡回路。 在这种情况下，由于圆盘的厚度小且电极距离短，在玻璃中产生高的场 强。如果振荡回路被相位错开地触发，从而相应的最大相位围绕中央的 透光装置旋转，则中央的透光装置中的场强被进一步提高。就一种相应 的构造而言，光调制器以直至180GHz的频率工作。其中该频率用作通过 控制频率调制的载频。50GHz发生器可以例如以5GHz的控制频率来控制 其强度，用于光束或激光束的光调制器部件的透射也跟随该频率。通过 这种方式可控制地可将连续工作的激光器的光束用于多种用途，例如用 于模拟的或数字的消息传输，用于信息显示，用于材料加工，或者如还 将详细说明的用于图像显示。连续工作的激光器的调制方式避免了脉冲 工作的激光器的所有已知缺点。

对于单色的图像产生器来说，激光束直接地或者通过滤光器色彩变 化地，例如变成白色光通过光调制器部件被导向，接下来相继地在两个 旋转的棱反射镜上进行X转向和Y转向，该激光束从这两个棱反射镜入 射到投影面上，在投影面上根据光调制产生图像。通过单色的视频信号 对控制的微波进行调制，且旋转的棱反射镜与换行信号和换帧信号同步 地工作，由此再现视频图像。以相应的方式产生彩色电视图像，如果三 种不同色彩的激光的每一个调制的束都叠加地射向棱镜，其中根据色彩 信号进行调制，也就是说，相应的色彩信号越高，微波能量越低。

最好附加地根据亮度信号来调制白色的光束，且三个彩色激光束在 棱反射镜之前混合。白色的光束以公知的方式从蓝色的激光束中通过在 黄色滤光器中的调制得到。亮度信号的这种附加的混合允许对投影的图 像的明亮度进行控制，而无需改变彩色激光的功率。由此避免在明亮度 改变时由激光器中的非线性引起的色彩偏移。

这种完全的彩色图像投影机安装在3cm厚的具有DIN A5尺寸的壳 体中，并提供约15k流明。通过可达到的5GHz高的调制频率，具有10兆 像素的图像在250Hz的帧频的情况下可以产生至今未达到的质量和耀 度。

图中举例地示出对本发明的设计。

图1为光调制器的示意图；

图2示出第一电极装置；