Оптически управляемый пространственновременной модулятор cbeta

(23) Приоритет по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 23.06.81(54) ОПТИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕМЫЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОВРЕМЕННОЙ МОДУЛЯТОР СВЕТАИзобретение 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 схе 5 мах оптической корреляции.Известен оптически управляемый пространственно временной модупятор света (ОУ ПВМС) под названием фототитус,1 О представпяюший собою многослойную струк туру Г 3Недостатки фототитуса - относительно узкий диапазон передаваемых пространственных частот - окопо 20 лин/мм по уровт 5 ню 0,5 частотно-контрастной характеристики (ЧКХ), необходимость использования холодильника (рабочая температура 50 С)о и малая угловая апертура, ограничиваемая естественным двупучепреломлением кристалла.Известен ОУ ПВМС, содержащий пластину фотопроводяшего электрооптического кристалла кубической симметриии с про зрачными эц, так называемыйПРОМ Гг,Недостатками ОУ ПВМС ПРОИ являются сравнительно узкий диапазон передаваемых пространственных частот (меньше40 пин/мм по уровню 0,5 ЧКХ), маланчувствитепьность и низкая надежность.Кроме того, как фототитус, так и ПРОМне обеспечивают возможности секторнойпространственной фильтрации изображения.Цель 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, чтов оптически управляемом пространственно-,временном модуляторе света, содержашемпластину фотопроводяшего электрооптического кристалла кубической симметрии спрозрачными электродами, пластина кристалла ориентирована в плоскости 110,а электроды нанесены непосредственно нв8407 3поверхности пластины, параллельные плос,кости Г 1103.В модуляторе. пластина фотопроводящего электрооптического кристаппа кубической симметрии ориентирована в плоскости Г 1101, т,е, выбрано направление с минимальным продольным электрооптическим эффектом, При такой ориентации поперечный эфект Поккепьса достигает максимальной величины. Модулятор сохраняет работоспособность при отклонении ориентации пластины от ппоскости (110 на угол 0- 30 , но при точной ориентации пластины в плоскости Г 110 обладает наилучшими рабочими характеристиками.15Известно, что при объемном распредепении электрического заряда в пластине кристалпв электрическое попе этого распределения имеет компоненты, лежащие в плоскости кристаллической пластины, При 20 ориентации Г 110 Д только такие компоненты электрического поля дают вклад в поперечнЫй электрооптический эффект,Известно, что при линейной или эллиптической по пяризаци и считывающего света в случае поперечного эффекта Поккельсв 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 дифракция в определеннъх направлениях не набпюдается. или наблюдается слабо. Например, при линейно поляри- З 5 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-40 жат в секторе около направления, совпадающего с осью Г 001, фильтруются Таким образом, модулятор позволяет осуществлять секторную пространственную фильтрацию изображения. При циркулярной поля 45 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 эпектрооптического кристалла кубической симметрии (например Вч 1 0 ипи В 1 6 Оф)ориентированной в55 плоскости 110 и прозрачных электродов 2, нанесенных непосредственно на поверхности пластины, параллельные плоскости 83 4Устройство работает следующим образом.К электродам 2 прикладывают постоянное электрическое напряжение (от 1 до4 кВ в случае использования 3.610 ),2 оНа рабочую поверхность ОУ ПВМС проек=тируют записываемое иэображение и вкристалпической пластине 1 формируетсяраспределение объемного заряда, соответствующее распределению интенсивности света в записываемом изображении. Попверечные составляющие электрического поляобъемного заряда модулируют знаЧениеразности фаз между обыкновенным и необыкновенным лучами соответственно распредепению интенсивности в записываемомизображении,Рпя считывания изображения просвечивают ОУ ПВМС циркулярно поляризованным светом. Считывание осуществпяютсветом с большей, чем при записи, длиной волны для предотвращения разрушенияпространственного распределения заряда,При этом считывающий свет модупируетсяпо состоянию поляризации в соответствиис записанным в устройстве изображением,для визуализации изображения считывающий свет пропускают через анализатор,состоящий из четвертьволновой пластиныи поляроида. Электрическое попе, приложенное в направпении 110, дает максимальное значение разности фаэ между обыкновенным и необыкновенными лучами.При наличии в обрабатываемом изображении направления, в котором необходимо получить наибольшую контрастность (или дифракционную эффективность), это направление ориентируют вдопь оси Г 110,кристаллической пластины. Зля 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 порядка (в зависимости от пр( странственной частоты) чувствительность при частотах больших, чем примерно 10 лин/мм, большую надежность благодаря отсутствию диэлектрических слоев у модулятора, возможность осуществпония секторной пространственной фильтрации./66 Тираж 539ВНИИПИ Государствепо делам изобрете 13035, Москва, Ж, Р аказ 47 Подписноенного комитета СССий и открытийаущска наб., д. 4 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 840783 6 формула изобретения пластина кристалла ориентирована в плоскости Г 1103, а электроды нанесены непоОптически управляемый пространствен- средственно на поверхности пластины, нано-временной модулятор света, содержа- раллельные плоскости Г 110. ший пластину фотопроводяшего электрооптического кристалла кубической симмет- Источники информации, рии с прозрачными электродами, о т л и - принятые во внимание при экспертизе ч а ю щ и й с я тем, что, с целью рас. Пространственные модуляторы свеширения диапазона передаваемых простран- та. Под ред. проф. Гуревича С, Б., Л,ственных частот, увеличения чувствитель 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.