Электрооптический преобразователь изображения

 

ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИ.Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ на основе слоистой структуры фототтолупроводникэлектрсоптическнй материал, расположенный между прозрачными электродами, о т л и ч а ю щ' и и с я тем, что, с целью увеличения быстродей-• ствия и расширения класса применяемых фотополупроводников, слой фотополупроводника расположен ме;вду слоями прозрачных диэлектриков.Q(О(ЛО5Oi ГО

ССЮОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„680462 (1) 4 С 02 Г 1/03

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2514529/18-25 (22) 03.08.77 (46) 30.07.85. Бюл. 11 28 (72) Д.Г. Сихарулидзе, И.И. Бродзели и В.В. Чавчанидзе (71) Институт кибернетики АИ Грузинской CCP (53) 535.8 (088.8)

54)(57) ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ IIPLObPAЗОВАТЕЛЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ на основе слоистой структуры фатополупроводникэлектрсоптический материал, расположенный между прозрачными электродамп, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и расширения класса применяемык фотополупроводников, слой фотополупроводника расположен между слоями прозрачных диэлектриков .

680462

Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано. в устройствах оптической обработки информации, а также для преобразования изображений из 5

ИК-области спектра в видимую.

Известны устройства для преобразования и запоминания изображений на основе слоистых структур фотополупроводник-электрооптический .10 материал с использованием н качестве электрооптического материала пластины ДКДР или прозрачной

:сегнетокерамики.

В качестве фотополунроводника 15 в указанных устройстнах используются широкозонные полупроводники (ZnS, CdS, СЙБе) или органические полупроводники PBK.

Следует отметить, что электро- 20 оптические материалы, применяемые в этих устройствах, обладают малой инерционностью. Однако значительная инерционность фотополупронодников, применяемых в этих устрой- 25 ствах и работающих н фоторезистивном режиме, ограничивает быстродействие устройства и н особенности время записи изображения. С другой стороны, фоторезистивный режим ра- З0 боты фотополупроводников н такой конструкции не дает возможности применить в качестве фоточувствительного материала широкий класс полупроводников, а именно †.узкозонные с шириной запрещенной зоны

dZ 1,2 эВ. в силу того, что в стационарных условиях не удается получить необходимое для работы согласование импедансов слоев из-за малости р узкозонного полупроводника, что в свою очередь ограничивает спектральный диапазон работы устройств в ИК-области. Эти дна обстоятельства являются недостатком известных устройств.

Ближайшим техническим решением к изобретению является электрооптический преобразователь изображения на основе слоистой структуры фотополупроводник-электрооптический материал, расположенный между прозрачными электродами.

Однако это устройство обладает 55 недостаточно высоким быстродействием и использует ограниченный кла с фотополупронодников.

Белью изобретения является, увеличение быстродействия и расширение класса применяемых фотополупроводников.

Это достигается тем, что в предлагаемом преобразователе слой фотополупроводника расположен между слоями прозрачных диэлектриков.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Оно содержит слои прозрачных электродов 1, слои прозрачного диэлектрика 2, слой полупроводника 3 с концентрацией свободных носителей и 10 см З, слой элекгрооптического материала 4, клеммы и 6 для подключения источников литания.

Устройство работает следующим:

Образом.

При приложении к клеммам 5 и 6 импульса напряжения под его воздействием в слое полупроводника 3 свободные носители разводятся к границе раздела полупроводник-диэлектрик, и так как их недостаточно для экранирования, в полупроводник проникает сильное поле и возникает обедненная область по всей толще полупроводника. В таком состоянии основная часть напряжения распределена на слое Полупроводника, и величина напряжения на слое электрооптического материала мала для модуляции его оптических характеристик.

При подаче со стороны оптического входа изображения из области спектральной чувствительности полупроводника, н слое полупроводника 3 происходит фотогенерация носителей, пропорциональная освещенности каждой точки. Носители под воздействием поля и полупроводнике дрейфуют к границе раздела полупроводник-диэлектрик за время

10 — 10 с, экранируя при этом часть напряжения в полупроводнике и перераспределяя его на электрооптический слой. Это приводит к модуляции. оптических свойств последнего и формированию выходного изображения за время, соразмерное со временем дрейфа носителей.

Необходимо отметить, что если электраоптический материал обладает хорошими диэлектрическими свойтвами, то нторой диэлектрик между

680462

Корректор И. Зрдейи

Редактор О. 10ркова Техред Ж, Кастеленич

Заказ 4516/6 Тираж 526

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 11(-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал IIml "Патент", r. Ужгород, ул. Гроектная, 4 слоем полупроводника и электрооптического материала может отсутствовать, так как н этом случае функцию диэлектрика будет исполнять одновременно электрооптический материал .

В том случае если считывание изображения происходит фотоактивным для полупроводника светом, второй диэлектрик (между слоем полупроводника и электрооптического материала) может быть выполнен в виде зеркально-отражающего поля.

В качестве полупроводника использовалась шайба монокристаллического кремния с начальной концентрацией носителей nо 10" см, толщиной

2 -10 2ñ» и диаметром 2-3 см, изолированная с обеих сторон слоями прозрачного диэлектрика SiO, с толщиной одной из сторон состыкования с пластинкой ДКДР 100 мк. В этом случае система охлаждается до

-50 С, что одновременно улучшает условия работы фотополупроводника ввиду уменьшения скорости тепловой генерации н нем. Это повышает чувствительность и время фоточувствительного состояния системы. Изображе.— ние наблюдается в скрещенных поляроидах в отраженном поляризованном свете. При использовании когерентного считывающего источника счета

Не-Ne лазера устройство позволяет производить преобразования некогерентного входного изображения н когерентное выходное. При использовании прозрачной сегнетокерампки

PLZT 8/65/35 с толщиной пластины 50-75 мкм выходное изображение

1 формируется за счет эффектов днулучепреломления и динамического рассеяния, наблюдаемых в сегнетокерамике. В первом случае предваритель5 ная поляризация сегнетокерампки достигается напряжением, подводимым к электродам, нанесенным на грани пластины, или к специально коммутируемым шинам на плоскости пластины, а также смещением деформацией. Изображение считывается в отраженном поляризованном свете с помощью системы скрещенных поляризаторов. Устройстно позволяет производить также

I5 преобразование некогерентного изображения в когерентное. В случае использования эффекта динамического

|рассеяния преобразованное изображение наблюдается в отраженном свете

20 по разнице интенсивностей рассеяпного и нерассеянного света в соответствии с интенсивностью разных точек входного изображения.

Свойство электрооптических материалов запоминать воздействия позволяет осуществить длительное хранение изображения. Малое нремя записи изображения, характерное для структур типа МДПДМ и малая инерционность, присущая электрооптическим материалам, увеличивает (на 2-3 порядка) динамический диапазон работы устройатва. Возможность применения в качестве фоточувствительного материала узкозонных и/п с ьЕ 1,2 эВ позволяет расширить область работы устройства в ИК-об-. ласти спектра до длин полн, больших и = 1 мк.