Способ модуляции светового потока

 

О и И "С;А,-Н, И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»708282

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 19.0877(21) 2519117/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 05.01-80 Бюллетень Ио 1

Дата опубликования описания 0801.80 (5))М. ((л 2

G F 1/29

Государственный комитет

СССР по делам нзобретенн Й н открытпй (5Я) УД((535. 3 (088. 8) (72) Авторы

ИЗОб ЖТЭЙИЯ М.И,Елинсон; В,Б,Сандомирский и Г.В.Степанов (71} ЗаЯВИТ®ЛЬ .Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники AH СССР (54 ) СПОСОБ МОДУЛЯЦИИ СВЕТОВОГО ПОТОКА где F — покдеромоторная сила; д — расстояние между электродами †. пластинами;

Ф вЂ” ширина слоя жидкости (»1ирина электрода>;

Изобретение относится к способам управления световыми лучами в системах оптической обработки информации и в квантовой электронике.

Известен способ модуляции световых лучей (1), основанный на регулируемом изменении оптических свойств среды., через которую проходят световые лучи, причем используют сре- ду, обладающую электрооптическими свойствами ° Управление световым потоком осуществляют подачей к электродам системы модулирующего напряжения, под действием которого меняются оптические свойства среды.

Описанный способ не обеспечивает достаточной глубины модуляции светового потока. При этом предъявляются повыаенные требования к электрооптическим свойствам среды, ис20 пользуется высокое модулирующее напряжение.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является

25 способ модуляции светового потока (2), основанный на пропускании

его через жидкую диэлектрическую среду, заключенную между электродами„ к которым прикладывают модулирующее .напряжение.

К недостаткам известного способа с>тносятся неглубокая модуляция потока, высокие значения энергии питания и повышенные требования к электрооптическим свойствам рабочего вещества.

Цель изобретения — увеличение глубины модуляции при одновременном снижении энергии питания и упрощении требований к электрооптнческим свойствам рабочего вещества.

Эта цель достигается благодаоя тому, что концы электродов-пластин погружают в сосуд с диэлектрической жидкостью и прикладывают к ним напряжение,обеспечивающее перемещение жидкости под действием пондеромотор,ных сил до уровня, при котором пере крывается световой поток.

В случае плоскопараллельного .конденсатора величину модулнруюшего напряжения определяют ло формуле: ч =c „ „- г .„

708282

15

25

45

Формула изобретени я (2) (Е.— I>q

8Гй

50 бО

Š— диэлектрическая постоянная;

b,ð — отрицательное давление, втягивающее жидкое ь.

Устройство для реализации предлагаемого способа может быть выполнено в виде плоскопараллельного или клиновндного конденсатора или набора конденсаторов.

На Фиг.1 пред .тавлена схема реализации способа (плоскопараллельный конденсатор), содержащая оптически прозрачные электроды-пластины 1, со=уд 2 с диэлектрической ><идкостью, источник 3 напряжения.

На фиг.2 изображена структура из конденсаторов, выполняющая Функции дефлектора или дешифратора со многими входами.

При погружении электродов-пластин в сосуд с длэлектрической жидкостью и после приложения к ним напряжения жидкость под действием пондеромоторных сил втягивается э межэлектродное пространство, при этом оптические свойства среды меняются. Можно использовать также изменение емкости или других параметров (в зависимости от свойств жидкости) при втягивании жидкости.

Жидкость с диэлектрической проницаемостью Е втягивается в пространство между электродами-пластинами конденсатора (Фиг.1) под действием силы ч ас ч Ы-(), (1) г ак вша "" где Ч вЂ” напряжение на конденсатор(ъ °

С вЂ” емкость системы диэлектрикэлектроды (ось х направлена вдоль электродов-пластин);

Π— расстояние между электродами-пластинами;

Ф вЂ” ширина слоя жидкости (ширина электродов-пластин)..

Отсюда отрицательное давление, втягивающее жидкость, равно

При зазоре между пластинами 10 мкм, диэлектрической постоянной f =10 и плотности жид и 10 г/см3 для втягивания на 5 мм необходимо напряжение 30 В. При этом электрическое поле в жидкости составляет 3 х 10 ф

В/см, что не вызывает электрического, пробоя жидкости. ячейка с указанными параметрами пропускает свет без изменения до тех пор, пока напряжение, поиложенное к электродам, не превысит 30В.

После превышения этой величины напряжения ячейка либо не пропускает

"вет (модулятор), либо отклоняет

его на заданный угол (дейлектор) .

Жидкие металлы и полупроводники также втягиваются в межэлектродное пространство при приложении к электродам напряжения. Например,в указанных структурах (см.йиг.1,2) можно покрыть электроды диэлектрическими прослойками, а в качестве жидкости использовать расплавленный металл или полупроводник. Пусть в зазор между пластинами конденсатора с диэлектрическими прослойками (E — диэлектрическая проницаемость, d — толщина) втягивается жидкий металл. Согласно формуле (1), действующая сила равна ч сл

2 (3)

2 4 (С (С) где С„и С о — емкости на единицу длины диэлектрических прослоек и зазора do между прослойками соот- ветственно. Полагая С„)) C,èìååì (а- Ь ((4) г о„еr.а

При М д =3 х 10; 6 =10;

d

Тогда для жидкости с плотностью

Р -10 г/см уровень подъема после включения электрического поля изменится на 2 см.

Преимуществами предлагаемого способа по сравнению с известным являются: возможность 100Ъ-ной модуляции светового луча по интенсивности, отклонения светового луча на дискретные и большие углы, независимость глубины модуляции и углов отклонения от перенапряжения, отсутствие требований к электрооптическим свойствам рабочей жидкости, малые рабочие напряжения.

Способ реализуется с помощью рабочей ячейки простой конструкции.

1. Способ модуляции светового потока, основанный на пропускании его через диэлектрическую среду, заключенную между электродами-пластинами, к которым прикладывают модулирующее напряжение, отличающийся тем, что, с целью увеличения глубины модуляции при одновременном снижении энергии питания и упрощения требований к электрооптическим свойст-. вам рабочей среды, концы электродовпластин погружают в сосуд с диэлектрической жидкостью и прикладывают к ним напряжение, обеспечивающее перемещение жидкости под действием пондеромоторных сил до уровня, при котором перекрывается световой поток.

708282

F — пондеромоторная сила;

Д- расстояние между электродами, где

Фиг. 2

Составитель З.Азизбаева

РеДактоР Т.ОРловскаЯ ТехРеД МПетко Корректор Г.назарова

Заказ 8481/41 Тираж 569 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, У .-35, Гаушская наб.,д.4/5 филиал ППП Патент, r,Óæãoðoä, ул.Проектная,4

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в случае плоскопараллельного конденсатора, величину модулирующего напряжения определяют по формуле:

w — ширина слоя жидкости (ширина электрода), Я вЂ” диэлектрическая постоянная, марв отрицательное давление, 5 втягивающее жидкость.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент СРА 9 3704935, кл.350160, опублик. 1972

2. Авторское свидетельство СССР

9 526843, кл. G 02 F 1/00, 1972, (прототип) .