Электрооптическое отклоняющее устройство

 

349003

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 05.Х.1970 (№ 1603061/18-24) М. Кл. G 06k 9/ОО

G 02Ь 27/00 с присоединением заявки №вЂ”

Комитет по делам

Приоритет

Опубликовано 23.VI I 1.1972. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 19.IX.1972 изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.327.12(088.8) Э. И. Голованевский и С. А. Коновалова 1п)кк"-, Ленинградский горный институт им. Г. В. Плеханова .

Авторы изобретения

Заявитель

ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОЕ ОТКЛОНЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

2-.

o ==- " (И, — n„) t/COS, 15 л,,ио

Ф„:

cos2ë +- л sin2a е о

ЗО

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть применено в оптических устройствах ввода информации.

Известны электрооптические отклоняющие устройства, содержащие отклоняющий блок, состоящий из электрооптических,переключателей поляризации и;поляризационных дискриминаторов, оптически связанный с источником излучения и с выходным блоком, формирователь управляющих напряжений, соединенный с преобразователем, регистр и блок памяти.

Однако в известных устройствах возникают фоновые лучи, искажающие передаваемую устройством информацию.

С целью уменьшения интенсивности фоновой составляющей излучения в предложенное устройство введены сумматор, формирователь добавочного напряжения и схема сравнения, входы которой подключены к регистру и блоку памяти, а выходы — к преобразователю кода и к блоку формирования добавочного напряжения. Выход последнего соединен с одним входом сумматора, другой вход которого подключен к блоку формирования управляющих напряжений, а выходы— к отклоняющему блоку.

Рассмотрим распространение линейно-поляризованного луча через анизотропный одноосный кристалл z среза (т. е. среза, перпендикулярного оптической оси z кристалла).

Если направление распространения луча совпадает с оптической осью, характер поляризации луча при прохождении через кристалл сохраняется. При отклонении луча от оптической оси между компонентами луча, поляризованными в плоскости оптической оси и перпендикулярно этой плоскости, в результате естественного двулучепреломления возникает разность фаз ci, которую можно определить !13 следующего соотношения: где Х вЂ” длина волны светового луча в ва2р куувте ио — показатель преломления обыкновенного луча;

t — толщина кристалла; и, — показатель преломления необыкновенного луча, поляризованного под углом к оптической оси, определяемой из соотношения:

349003

I,=I,cos p

1Ф вЂ” 1, sin б. (2) (3) .где n, — показатель преломления необыкновенного луча,,поляризованного параллельно оптической оси.

Сдвиг фазы Ь, появляющийся при прохождении кристалла, приводит к изменению характера поляризации луча. Так, например при б= — +Кл (К вЂ” целое число) на выходе г кристалла луч будет поляризован циркулярно,,при б=л+2Кл — линейно, но .направление вектора Е на выходе кристалла ортогонально первоначальному.

Только составляющая, имеющая первоначальную поляризацию, полезна и отклоняется устройством в заданную точку экрана, в то время как составляющая, ортогональная первоначальной, является фоновой. Интенсивность сигнала и фона можно определить из следующих соотношений: где Iо — интенсивность луча на входе кристаллаа.

На фиг. 1 .приведена за висимость относительной интенсивности фона и полезного сигнала от угла а между направлением распространения луча .и о птической осью для кристалла КДР толщиной 3 мм.

Как известно из теории электрооптического эффекта, при приложении к кристаллу электрического поля в кристалле возникает дополнительная разность фаз бд,„, величина которой зависит от приложенного напряжения v следующим образом: I C одоп — оГ

Таким образом, если световой луч проходит через электрооптический кристалл под углом а к его оптической оси возникающую в результате естественного двулучепреломления разность фаз б можно компенсировать приложением к кристаллу электрического поля определенной величины и,полярности, В электрооптических дискретных отклоняющих устройствах величина упра|вляющего напряжения берется равной .полуволновому (v /4) или четвертьволновому (v /,), если двоичные отклоняющие ячейки содержат четвертьволновые фазовые пластины. В,предлагаемом устройстве величина управляющего напряжения должна быть равна сумме некоторого постоянного напряжения (полуволнового или четвертьволнового) и дополнительНОГО 1 доб. от.пр = 1 сопя1+ 1 доб

Так как величина V„,„-, компенсирующая сдвиг фаз б, имеет знак, обратный знаку

Vconst, то суммарное напряжение по абсолютной величине меньше, чем управляющее напряжение в устройствах без компенсации фона.

Зо

Если допустимый уровень интенсивности фоновой составляющей ограничить какой-нибудь допустимой величиной, например E %, что число градаций управляющих напряжений будет определяться выражением:

m: —.

Так при (=15/о требуется всего 10 значений управляющих напряжений,,при =10О/о, m=5. Последний вариант (=10 "/о) поясняется,на фиг. 2. При углах а(1 30, интенсивность фоновой составляющей не превосходит

10%, управляющее напряжение в этом случае равно Vconst. При углах падения 1 30 ( (а(2 20, когда Iф= (0,1 — 0,3) Ip, ê электрооптическому кристаллу нужно приложить напряжение V<, компенсирующее сдвиг фазы б =26 30, соответствующий интенсивности фоновой составляющей Iф=20О/о, т. е. в этом случае V -,р — — Vconst — V>, а на участке

2 20 (а(3" Iф= (0,3 — 0,5) 1, дополнительное напряжение V2, компенсирующее сдвиг фазы, соответствующий 1=40 "/о. На следующем участке, где 3 (а(3 P/p 1@ = (0,5—

0,7) I„компенсирует сдвиг фазы, соответствующий 1ф=50%, и т. д., т. е. „должно компенсировать сдвиг фаз, соответствующий

1 интенсивности фона I4, = — 1, (n — 1) (n — нот мер участка). В этом случае зависимость интенсивности фоновой составляющей от а примет вид, показанный на фиг. 2. При а) (1ф) 100% ) величины управляющих напряжений будут последовательно принимать ряд значений от 0 до Vconst. Так как различным углам наклона а соответствуют различные выходные позиции луча на экране, значения управляющего напряжения должны автоматически меняться в зависимости от кода положения луча на экране.

Блок-схема устройства при ведена,на фиг.3.

Устройство содержит источник излучения 1, отклоняющий блок 2, выходное устройство (экран) 3, источник питания 4, регистр кода положения луча 5, схему сравнения б, логические схемы 7 для преобразования кода положения луча в код электрооптических переключателей,поляризации, блок формирования напряжения Vconst 8, блок 9 формирования напряжений V,p,ñóììàòoð 10, блок .памяти запоминающее устройство 11.

Первичная информация, представленная координатами последовательных положений луча светового луча на экране, поступает в регистр 5. Из регистра б код положения луча подается на вход схемы сравнения б, на второй вход которой из ЗУ 11 поступают последовательно эталонные коды, соответствующие границам участков с одинаковыми управляющими напряжениями. В зависимости от значения кода положения луча с выхода схемы сравнения б в блок 9 поступает сигнал, задающий величину добавочного напряжения

349003

V,6. Логические схемы 7,преобразуют код позиции луча в код электрооптических переключателей.

Выработанное в блоке 9 добавочное напряжение суммируется в блоке 10 с поступающим из блока 8 напряжением Vconst и поступает на соответствующие электрооптические переключатели поляризации.

Предмет изобретения

Электрооптическое отклоняющее устройство, содержащее отклоняющий блок, состоящий .из электрооптических переключателей поляризации и поляризационных дискриминаторов, оптически связанный с источником излучения и с выходным блоком, блок формирования управляющих напряжений, соединенный с преобразователем, регистр, блок памяти, отличающееся тем, что, с целью

5 уменьшения интенсивности фоновой составляющей излучения, в него введены сумматор, блок формирования добавочного напряжения и схема сравнения, входы которой подключены к регистру и блоку памяти, а выходы—

10 к преобразователю кода и к блоку формирования добавочного напряжения, выход которого соединен с одним из входов сумматора, другой вход которого подключен к блоку формирования управляющих напряжений, а

15 выходы — к отклоняющему блоку.

349003

0,5

010

02

005

0 2 Ф b 8 Ю с( Риг.1

8 10 о(° о о

Фиг.2

Составитель T. Ничипорович

Техред Л. Богданова

Корректор Е. Усова

Редактор Л. Утехина

Типография, пр. Сапунова, 2

0,9

08

07 бо

Заказ 2894/16 Изд. № 1264 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5