Способ модуляции светового потока

(22) Завалено 190877(21) 2519117/18-25с присоединением заявки йо(53)М. Кл.2 С 02 Г 1/29 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытй(71) ЗЮЯмитЕЛЬ .Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехникии электроники АН СССР(54) СПОСОБ МОДУЛЯЦИИ СВЕТОВОГО ПОТОКА где Р - покдеромоторная сила;д - расстояние между электродами в . пластинами;Ф - ширина слоя жидкости (к 1 нрина электрода); Изобретение относится к способаМуправления световыми лучами в систеМах оптической обработки информации и в квантовой электронике.Известен способ модуляции световых лучей 1, основанный на регулируемом изменении оптическихсвойств среды., через которую проходятсветовые лучи, причем используют сре-ду, обладающую электрооптическимисвойствамиУправление световым потоком осуществляют подачей к электродам системы модулирующего напряжения, под действием которого меняются оптические свойства среды,Описанный способ не обеспечива"ет достаточной глубины модуляциисветового потока. При этом предъявляются повыаенные требования к элек"трооптическим свойствам среды, ис20пользуется высокое модулирующее напряжение,Наиболее близким техническим решением к предложенному является25способ модуляции светового потока2), основанный на пропусканииего через жидкую диэлектрическуюсреду, заключенную между электродамик которым прикладывают модулирующее.напряжение. К недостаткам известного способа относятся неглубокая .модуляция потока, высокие значенияэнергии питания и повышенные требования к электрооптическим свойствам ра" бочего 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 перекрывается световой поток.В случае плоскопараллельного .конденсатора величину модулнруюшего напряжения определяют ло Формуле:и.ар(2) Ж-л)Ч вша 50 бО Е - диэлектрическая постоянная;Ьр - отрицательное давление,втягивающее жидкое ь.Устройство для реализации предлагаемого способа может быть выполнено в виде плоскопараллельного или клиновидного конденсатора или набора конденсаторов.На Фиг,1 представлена схема реализации способа (плоскопараллельный конденсатор), содержащая оптически прозрачные электроды-пластиНы 1, со:уд 2 с диэлектрической жидкостью, 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 диэлектрической 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 силыЧ аС ЧЫ-, (1)г ак вша ф где Ч - напряжение на конденсатор(ЪС - емкость системы диэлектрикэлектроды (ось х направлена вдоль электродов-пластин);О - расстояние между электродами-пластинами;Ф - ширина слоя жидкости (ширина электродов-пластин).Отсюда отрицательное давление, втягивающее жидкость, Равно При зазоре между пластинами 10 мкм, диэлектрической постоянной=10 и плотности жидкости 10 г/см 3 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 30 В. 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.Аиг,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 (Е 1 - диэлектрическая проницаемость, дл - толщина) втягивается жидкий металл. Согласно формуле (1), действующая сила равнаЧ Сл2(3)2 4 (С 1 С) где Си С о - емкости на единицудлины диэлектрических прослоек изазора До между прослойками соот-ветственно. Полагая С Со,имеема. ь (ф (4)2 08(Сй,При Ч д =3 х 10 В/смр Ял = 10 Д, /д 100 имеем д р " 0,02 атм, Тогда для жидкости с плотностью Р -10 г/смуровень подъема после включения электрического поля изменится на 2 см.Преимуи 1 ествами предлагаемого способа по сравнению с известным являются: возможность 100-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, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения глубины модуляции при одновременном снижении энергии питания и упгои 1 ения требований к электрооптическим свойствам рабочей среды, концы электродов- пластин 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 Ваа 8 КаЧ =лп й.(,6-1) г ЕГ - пондеромоторная сила; д- расстояние между электродами,где Составитель З.АзизбаеваедактоР Т.ОРловскаЯ ТехРед М.Петко Корректор Г. Наз аров Тираж 569твенного комитета ССретениР и открытий-35, Раушская наб одписно к аз 8481/41ЦПИИПИ Госудпо делам и113035, Москва юдилиал ППП ф фПатент , г,ужгород, ул.Проектная,2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в случае плоско- параллельного конденсатора, величину модулирующего напряжения определяют по формуле: чч - ширина слоя жидкости (шири"на электрода),Я - диэлектрическая постоянная,марв отрицательное давление,5 втягивающее жидкость.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент СРй Р 3704935, кл.350160, опублик. 19722. Авторское свидетельство СССР9 526843, кл. 6 02 Е 1/00, 1972,