Пространственно-временной модулятор света

 

Использование: преобразование по спектру, когерентности и энергетике оптических изображений. Сущность изобретения: пространственно-временной модулятор выполнен в виде последовательно расположенных между стеклянными подложками с прозрачными электродами, соединенными с источником напряжения, двухслойной фотополупроводниковой пластины , первый слой которой выполнен прозрачным в заданном диапазоне длин волн, а второй, который контактирует с диэлектрическим зеркалом, выполнен с примесной проводимостью, чувствительным к излучению в заданном диапазоне длин волн, и слоя жидкого кристалла. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 02 F 1/135

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

CO

C) (д

О О

О (21) 4841567/25 (22) 25.06,90 (46) 23.03.93. Бюл. ¹ 11 (71) Научно-исследовательский физико-технический институт при Нижегородском государственном университете им. Н.И.Лобачевского (72) В.М.Коган (56) Васильев А.А. и др. Пространственные модуляторы света. — М.: Радио и связь, 1987, с. 167 — 168, 183 — 184. (54) ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ

МОДУЛЯТОР СВETA (57) Использование: преобразование по спектру, когерентности и энергетике оптиИзобретение относится к приборам для управления интенсивностью света, выполненным на жидких кристаллах и предназначенным для преобразования по спектру, когерентности и энергетике оптических изображений, Целью изобретения является повышение разрешающей способности.

На чертеже представлена принципиальная схема заявляемого устройства. Здесь

1 — первая стеклянная подложка:

2 — первый прозрачныи электрод;

3 — слой полупроводниковой пластины, прозрачный в заданном диапазоне длин вол н (подложка);

4 — слой полупроводниковой пластины с примесной фотопроводимостью (фоточувствител ьн ы и слой);

5 — диэлектрическое зеркало;

6 — жидкий кристалл;

7 — второй прозрачный электрод;

8 — вторая стеклянная подложка;

„„. 42„„1803900 А1 ческих изображений. Сущность изобретения; и ростра нст вен но-времен ной модулятор выполнен в виде последовательно расположенных между стеклянными подложками с прозрачными электродами, соединенными с источником напряжения, двухслойной фотополупроводниковой пластины, первый слой которой выполнен прозрачным в заданном диапазоне длин волн, а второй, который контактирует с диэлектрическим зеркалом, выполнен с примесной проводимостью, чувствительным к излучению в заданном диапазоне длин волн, и слоя жидкого кристалла. 1 ил.

9 — источник напряжения питания.

Регистрируемое оптическое изображение проектируется на ПВМС со стороны первой стеклянной подложки. Световой поток из диапазона длин волн Л1 < Л< Л2, Л1— длина волны края фундаментального поглощения материала полупроводниковой пластины; Л2 — длина волны края примесного поглощения в слое 4), беспрепятственно проходит стеклянную подложку 1, прозрачный электрод 2, слой полупроводниковой пластины 3. В слое с примесной фотопроводимостью 4 происходит поглощение света и генерация носителей тока, которые разделяются электрическим полем, создаваемым источником напряжения питания 9, Носители тока одного знака (свободные носители тока) инжектируются в подложку, а носители тока противоположного знака (ионизированная примесь) являются связанными и образуют объемный заряд, который формирует потенциальный рельеф на слое ЖК 6, а

1803900 это, в свою очередь, ведет к формированию соответствующего рельефа оптических свойств ЖК слоя.

Считывающий световой поток направляется на ПВМС со стороны ЖК слоя 6, Он проходит вторую стеклянную подложку 8, второй прозрачный электрод 7 и слой ЖК 6, после отражения от диэлектрического зеркала 5 световой поток вторично проходит слой ЖК 6, прозрачный электрод 7 и стеклянную подложку 8. При этом считывающий световой поток пространственно модулируется слоем ЖК по интенсивности, фазе или поляризации в зависимости от свойств применяемого ЖК, 15

Объемный заряд, образованный связанными носителями тока, расплывается со скоростью, on ределяемой максвелловским временем релаксации г = ре, где p — удельное сопротивление фоточувствительного 20 слоя, а е его диэлектрическая проницаемость.

Для широкозонных полупроводников т>10 с, что много больше времени растекания свободных носителей тока (< 10 с), Использование в ПВМС с двухслойной 25

ФПЧ в качестве фоточувствительного слоя полупроводника с примесной фотопроводимостью и расположение этого слоя на стороне,обращенной к ЖК (на границе с диэлектрическим зеркалом),позволяет повы- З0 сить разрешающую способность ПВМС за счет снижения скорости растекания объемного заряда, формирующего потенциальный рельеф на ЖК. Кроме того, здесь отсутствует потенциальный барьер на границе фоточувст- З5 вительного слоя с подложкой, неизбежный даже в идеальном гетеропереходе из-за разрыва зон.

Предлагаемый ПВМС, работающий в

NK диапазоне длин волн, реализован следу- 40 ющим образом, Полупроводниковая пластина была выполнена из полуизолирующего арсенида галлия. Чувствительный к ИК излучению слой 4 сформирован в пластине арсенида галлия путем введения дефектов с глубокими энергетическими уровнями, например, протонной бомбардировкой, Прозрачные электроды 2 и 7 были изготовлены из ЗпО, а диэлектрическое зеркало 5 из последовательно чередующихся 10 — 20 слоев SiOz u

TiOz. В качестве ЖК слоя 6 был использован нематический жидкий кристалл, Источником напряжения питания ПВМС служил низкочастотный генератор синусоидального напряжения, В процессе реализации предлагаемого изобретения получен ПВМС со следующими характеристиками; толщина пластины арсенида галлия 400 мкм; толщина слоя нематического ЖК 5 мкм; электрооптический эффект S-эффект; напряжение источника питания 50 В; частота питающего напряжения 200 Гц; диапазон чувствительности

ПВМС 0,9 — 1,5 мкм; интегральная чувствительность 10 Вт/см; разрешающая способность 70 штр/мм, Формула изобретения

Пространственно-временной модулятор света, содержащий многослойную структуру, выполненную в виде последовательно расположенных стеклянной подложки, первого прозрачного электрода, двухслойной полупроводниковой пластины, диэлектрического зеркала, жидкого кристалла, второго прозрачного электрода, второй стеклянной подложки, причем электроды соединены с источником напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, двухслойная полупроводниковая пластина выполнена из одного полупроводникового материала, при этом слой, контактирующий с диэлектрическим зеркалом, выполнен с примесной фотопроводимостьючувствительным к излучению в заданном диапазоне длин волн, а второй слой — прозрачным в том же диапазоне длин волн.

1803900

45878

Составитель В. Коган

Техред М,Моргентал, Корректор П. Гереши

Редактор О. Стенина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 г !

Заказ 1057 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5