Die Ultraschallzelle mit zwei gegenläufigen Schallwellen als Lichtmodulator

Ultraschallzellen mit zwei gegenläufigen Schallwellen (f Q = 3,12 MHz … 9,36 MHz) werden zur sinusförmigen Intensitätsmodulation eines annähernd monochromatischen Lichtbündels benutzt. Nach der elementaren Theorie von Raman und Nagendra Nath lassen sich die Intensität des Lichtes nullter Ordnung, die von diesem Licht an einer Photokathode erzeugten Wechselströme und der Modulationsgrad in Abhängigkeit von der Schallamplitude berechnen. Das aus dem Modulator austretende Licht weist eine Phasenstruktur auf, die durch Abgleichen der Zelle möglichst klein gehalten wird. Bei der Unterteilung des Lichtes in 16 Teilbündel betragen die maximalen Phasenunterschiede bei Schallfrequenzen von 4,70 MHz … 9,36 MHz 1,5 Grad … 12 Grad, je nach Zellenfüllung und Schallamplitude. Bei praktisch eingesetzten Zellen liegen sie unter 5 Grad. Der Modulationsgrad beträgt 38 … 64%, die notwendige HF ‐Leistung weniger als 2 Watt. Von bestimmten Schallamplituden ab erhält man störende Schlieren. Meßwerte von Gleich‐ und Wechselströmen an der Anode eines Photomultipliers, die in Abhängigkeit von der Spannung an den Ultraschallquarzen aufgenommen wurden, erlauben einen Vergleich mit der Theorie.