Оптически управляемый пространственно- временной модулятор cbeta

 

Союз Советских

Социалистических .

Республик

О П И С А Н И Е (»)840783

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву з (22) Заявлено 10.12.79 (21) 2848902/18-25 (51) M. Кл.

С; 02 F 1/03 с присоединением заявки М

Государственный комитет (23) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.06.8 1. Бюллетень Рй 23 (53) УД К 535.8 (088.8) Дата опубликования описания 23.06.81 (72) Авторы изобретения

М. П. Петров, В. И. Марвхонов и А. В. Хоменко" ) чА

Ордена Ленина физико-технический институт им. А= Ф.И

АН СССР (71) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕМЫЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОВРЕМЕННОЙ МОДУЛЯТОР СВЕТА

Изобретение относится к оптике, а именно к пространственной модуляции поляризации световых лучей с использованием электрооптического эффекта Поккепьса, и может быть использовано, например, в оптических спектровнапизаторах и схе5 мах оптической корреляции.

Известен оптически управляемый пространственно временной модупятор света (ОУ ПВМС) под названием фототитус, 10 представпяюший собою многослойную струк.

ТУРУ Г .1 °

Недостатки фототитуса — относительно узкий диапазон передаваемых пространственных частот — окопо 20 линlмм по уров. т5 ню 0,5 частотно-контрастной характеристики (ЧКХ), необходимость использования холодильника (рабочая температура 50 C) о и малая угловая апертура, ограничиваемая естественным двупучепреломлением кристалла.

Известен ОУ ПВМС, содержащий пластину фотопроводяшего электрооптического кристалла кубической симметриии с Ilpo» зрачными электродами, так называемый прои Гг .

Недостатками ОУ ПВМС ПРОИ являются ср а винте лько узкий ди ап аз он пе редаваемых пространственных частот (меньше

40 пин/мм по уровню 0,5 ЧКХ), малан чувствитепьность и низкая надежность.

Кроме того, как фототитус, так и ПРОМ не обеспечивают возможности секторной пространственной фильтрации изображения.

1(епь изобретения - расширение диапазона передаваемых пространственных частот, увеличение чувствительности и повышение надежности ОУ ПВМС, а также обеспечение возможности секторной пространственной фипьтрации изображения.

Это достигается благодаря тому, что в оптически управляемом пространственно-. временном модуляторе света, содержашем пластину фотопроводятцего эпектрооптического кристалла кубической симметрии с прозрачными электродами, пластина кристалла ориентирована в плоскости f1 10) а электроды нанесены непосредственно на

8407

3 поверхности пластины, параллельные плос, кости Г1 10$.

В мрцуляторе. пластина фотопроводящего электрооптического кристаппа кубической симметрии ориентирована в плоскости

5110$, т.е. выбрано направление с минимальным процольным электрооптическим эффектом. При такой ориентации поперечный эфект Поккепьса достигает максимальной величины. Моцулятор сохраняет работоспособность при отклонении ориентации пластины от ппоскости f110) на угол О30, но при точной ориентации пластины в плоскости f110) обладает наилучшими рабочими характеристиками. 15

Известно, что при объемном распредепении электрического заряда в пластине кристалпа электрическое попе этого распределения имеет компоненты, лежащие в плоскости к рист алли ческой п пас тины. П р и ориентации Г110Д только такие компоненты электрического поля дают вклад в поперечнЫй электрооптический эффект.

Известно, что при линейной или эллиптической поляризации считываюшего света в случае поперечного эффекта Поккельса модуляция считывающего света по состоянию поляризации зависит от взаимного расположения поперечной составляющей электрического поля, кристаллографических осей и направления поляризации света или осей эллипса поляризации. Это приводит к тому, что цифракция в определенных направлениях не набпюдается. или наблюдается слабо. Например, при линейно поляри- З5 эованном вдоль оси (0013 света значение дифференционной эффективности падает до нуля при приближении к направпению, совпадающему с осью 001, т.е. пространственные частоты, векторы которых ле-

4О жат в секторе около направления, совпадаю цего с осью (001, фильтруются Таким образом, модулятор позволяет осуществлять секторную пространственную фильтрацию изображения. При циркулярной поля45 ризации считывающего света этого не происходит, т.е. модулятор передает все пространственные частоты.

На чертеже представлена конструкция предлагаемого ОУ ПВМС.

Устройство состоит из пластины 1 фотопроводящего эсдек трооптического кристалла кубической симметрии (например Вч О или В Яр О о)ориентированной в

55 плоскости 110 и прозрачных электродов

2, нанесенных непосредственно на поверхности пластины, параллельные плоскости

83 4

Устройство работает слецующим образом.

К электродам 2 прикладывают постоянное электрическое напряжение (от 1 цо

4 кВ в случае использования gq gjo )

2о

На рабочую поверхность ОУ ПВМС проек= тируют записываемое иэображение и в кристалпической пластине 1 формируется распределение объемного заряда, соответствующее распределению интенсивности свес та в записываемом изображении. Попверечные составляющие электрического поля объемного заряда модулируют значение разности фаз между обыкновенным и необыкновенным лучами соответственно распредепению интенсивности в записываемом изображении.

Дпя считывания изображения просвечивают ОУ ПВМС циркулярно поляризованHbIM светом. Считывание осушествляют светом с большей, чем при записи, длиной волны для предотврашения разрушения пространственного распределения заряда.

При этом считывающий свет модупируется по состоянию поляризации в соответствии с записанным в устройстве изображением. для визуализации изображения считывающий свет пропускают через анализатор, со» стояший из четвертьволновой пластины и поляроида. Электрическое попе, приложенное в направпении 110, дает максимальное значение разности фаэ межцу обыкновенным и необыкновенными лучами.

При наличии в обрабатываемом изображении направления, в котором необходимо получить наибольшую контрастность (или дифракционную эффективность), это направление ориен тируют вдоль оси 1 1 О), кристаллической пластины.

Лпя обеспечения пространственной секторной фильтрации изображение считывают линейно поляризованным светом, причем ось 001 пластины, направление поляризации считывающего света и направление вектора фипьтруемой пространственной частоты ориентируют параллельно, Предлагаемый ОУ ПВМС по сравнению с известным имеет больший, по крайней мере, в 8 раэ диапазон передаваемых пространственных частот, большую, на один — два поряцка (в зависимости от пр<» странственной частоты) чувствительность при частотах больших, чем примерно

10 лин/мм, большую нацежность благодаря отсутствию диэлектрических слоев у модулятора, возможность осуществпония секторной пространственной фильтрации.

5 840783 6

Формула изобретения пластина кристалла ориентирована в плоскости С1103, а электроды нанесены непоОптически управляемый пространствен- средственно на поверхности пластины, нано-временной модулятор света, содержа- раллельные плоскости f110/. ший пластину фотопровошнцего электрооптического кристалла кубической симмет- Источники информации, рии с прозрачными электродами, о т lI и — принятые во внимание при экспертизе ч а ю шийся тем, что, с целью рас- 1. Пространственные модуляторы свеширения диапазона передаваемых простран- та. Под ред. проф. Гуревича С, Б., Л. ° ственных частот, увеличения чувствитель- 10 Наука", 1977, с. 37-38. ности и повышения надежности, а также 2. Пространственные модуляторы свеобеспечения возможности секторной про- та. Под ред. проф. Гуревича С. Б., Л., странственной фильтрации изображения, Наука", 1977, с. 33-34.

Составитель Н. Назарова

Редактор М. Ликович ТехредТ. Маточка . Корректор Л. Иван

Заказ 4756/66 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4