Оптически управляемый пространственно-временной модулятор света

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК П 9) (И) 9 0 Г ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 0 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) (57) ОПТИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕИЗЙ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ МОДУЛЯТОРСВЕТА, представляющий собой пластину фотопроводящего электрооптического кристалла кубической симметриис прозрачными электродами, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения диапазона передаваемыхпространственных частот, увеличениячувствительности и повьааения надежности, пластина ориентирована вплоскости (111) , а электроды нанесены непосредственно на поверхностипараллельные плоскости (111) .Изобретение относится к оптике,а именно к пространственной моцуляции поляризации световых лучей сиспользованием электрооптическогоэффекта Поккельса и может быть использовано, например, в оптическихспектроаналиэаторах и схемах согласованной фильтрации.Известен оптически управляемыйпространственно-временный модуляторсвета ОУ ПВМС), так называемый Фототитус 1, который представляетсобой многослойную структуру, состоящую из прозрачного электрода, слояаморфного Фотопроводника, диэлектрического зеркала, пластины одноосного 5электрооптического кристалла КХ РО 4прозрачного электрода,Недостатками фототитуса являетсясравнительно низкая разрешающаяспособность (около 20 л/мм), необходимость использования для его работыхолодильника, малая угловая аппертура,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату 25является ОУ ПЬМС, представляющийсобой пластину фотопроводящего электрооптического кристалла кубическойсимметрии с прозрачными электродами23 (прототип),30К его недостаткам можно отнестисравнительно небольшие диапазон передаваемых частот, чувствительностьи надежность.Целью изобретения является расширение диапазона передаваемых пространственных частот, увеличения чувствительности и повышения надежности ОУ ПВМС,Цель достигается тем, что в ОУПВМС, представляющем собой пластину 40фотопроводящего электрооптическогокристалла кубической симметрии спрозрачными электродами, пластинаориентирована в плоскости (111), аэлектроды нанесены непосредственно 45на поверхности пластины, паралельные плоскости ().На чертеже представлен предлагаемый модулятор. Он содержит фотопроводящий электрооптический кристалл 1 50и прозрачные электроды 2 и 3, расположенные непосредственно на поверхностях пластины,1При ориентации кубического кристалла (0 ) продольный электрооптический эффект отсутствует, Однакотакая пластина обладает двойным поперечным эффектом Паккельса Если впластине кристалла сформированообъемное распределение электрического заряда, то электрическое полеэтого распределения имеет компойенты, лежащие в плоскости кристалличе -ской пластины. При ориентации пластинытолько такие компоненты злект рического поля дают вклад в элект рооптический эффект, Поскольку в этом случае модуляция компонент ,электрического поля, направленных поперек пластины кристалла, оказывается несущественной, обе поверхности кристаллической пластины могут быть эквипотенциальны, т.е. электроды могут быть расположены непосред" ственно.на поверхности кристалла,В процессе записи в объеме кристаллической пластины Формируется распределение электрического заряда, соответствующее распределению интенсивности света в записываемом изобретении. Расчет показал, что где дц - разность Фаэ для обыкноэен- но ного и необыкновенного лу-чей;пространственная частота;электрооптический коэффициентт;о - толщина слоя заряда;О - показ атель преломлениякристаллаЕкр- диэлектрическая постояннаякри ст алла;б - средняя поверхностнаяплотность электрическо гозаряда;- длина волны излучения;сов диэлектрическая постояннаяокружающей среды.Из формулы следует, что при61 -При этом сама ве 2 а Еличина ь окаЗывается больше, чем в случае модулятора ПРОИ, Это позво ляет расширить диапазон рабочих пространственных частот модулятора. С увеличением толщины слоя объемного заряда разрешающая способность модулятора увеличивается. Поэтому в этом случае нет необходимости уменьшать толщину слоя заряда за счет увеличения экспозиции записывающим светом. Это приводит к увели чению чувствительности модулятора. Отсутствие диэлектрических слоев упрощает технологию изготовления модулятора и увеличивает его надежность. Были изготовлены экспериментальные обРазцы модулятора. Использован кристалл кубической симметрии В бОд. Пластина такого кристалла имела ориентацию Я . Прозрачные электроды из пластины или окиси индия-окиси олова наиосились непосредственно на поверхность кристалла. Экспериментально измеренная зависимостьщ от Е удовлетворительно совпадает с расчетом, сделанным805803 Корректор В,Гирняк Заказ 1156/6 Тираж 497 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент,.г,Ужгород, ул,Проектная, 4 по вышеприведенной формуле. Дифракционная эффективность модулятора привсех пространственных частотах оказалась выше дифракционной эффективности модулятора ПРОМ, а ее зависи-мость от 1 более плавной. Так, нап- .: 5ример, дифракционная эффективностьмодулятора при 1 :180 л/мм оказалась равной дифракционной эффективности модулятора ПРОИ при 1 30 л/мм.Следует отметить, что при воспроизведении записанного на модулятореиэображения все компоненты спектрапространственных частот получаютсдвиг на /2, поскольку распределение компонент электрического поля, 15лежащих в плоскости распределениязаряда, сдвинуто на /2 по отношению к распределению заряда. Это п 15 иводит к тому, что с модулятора воспроизводится не исходное иэображение, а изображение, однозначно сним связанное. Для некоторых применений модулятора, например, в опти 1 Редактор О.Юркова Техред Т.Маточка ческих спектроанализаторах, это обстоятельство несущественно, поскольку мощности спектров этих изображений совпадают. Однако в других случаях, например для использования модулятора в качестве устройства ввода в схеме согласованной фильтрации, это обстоятельство должно быть учтено, Кроме того, следует отметить, что для считывания изображений с модулятора ПРОМ используют линейно-поляризованный свет, для считывания изображений с данного модулятора используют циркулярно-поляризованный свет.Таким образом, предлагаемый ОУ ПВМС по сравнению с известным ОУ ПВМС имеет больший в 5-6 раз диапазон передаваемых пространственных частот; большую по крайней мере в 2-3 раза чувствительность к записывающему свету; большую надежность благодаря отсутствию диэлектрических слоев в структуре модулятора,