Способ записи и стирания информации на мембранном модуляторе света

Союз Советских Социалистических республик(22) Заявлено 080879 (21) 2806302/18-25с присоединением заявки йо(51)м. 1 ь з С 02 1 1/19 Государственный комнтет СССР но дедам нзобретеннй н открытий(088.8) Дата опубликования описания 150881(54) СПОСОБ ЗАПИСИ И СТИРАНИЯИНФОРМАЦИИ НА МЕМБРАННОМ МОДУЛЯТОРЕСВЕТА Изобретение относится к оптике, а более конкретно к пространственным модуляторам света, и может быть использовано для управления мембранными мо 5 дуляторами света.Известен способ записи и стирания информации на мембранном модуляторе света (1,В этом способе смещение мембраны возможно только при поддержании разности потенциалов между мембраной и управляющими электродами. Таким образом, внутренняя память при таком способе упоавлення отсутствует.Наиболее близким по технической 15 сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ записи и стирания информации на мембранном модуляторе света, прн осуществлении которого на мембрану и управ ляющий электрод подают постоянное напряжение смещения, действующее на протяжении всего цикла записи и хранения информации 1,2 ).Недостатком этого способа явля ется невозможность запоминаниядвухуровневой информации.Цель изобретения - обеспечение возможности запоминания двухуровневой информации. 30 Это достигается благодаря тому, что в способе эаписн и стирания инФормации на мембранном модуляторе света, прн осуществлении которого на мембрану и управляющий электрод подают постоянное напряжение смещения, действующее на протяжении всего цикла записи н храненияинформацииФ на мембрану и управляющий электрод дополнительно подают папря;-.ение пе" реключения, превышающее критическое напряжение, переводящее мембрану в положение упора в управляющий электрод, при этом напряжение смещения меньше критического, но болыае минимального напряжения, удерживающего мембрану в положении упора, а выборочное стирание осуществляют подачей на мембрану и управляющий электрод напряжения, равного напряжению смещения,но противоположной полярности.На Фиг,1 показано положение малого смещения мембраны в модулирующей ячейкет на Фиг.2 - положение больщо" го смещения мембраны; на фиг:3 кривая зависимости величины смещения мембраны от управляющего напражения.Способ осуществляется следующим образом.Обнаружено, что в мембранноймодулирующей ячейке, состоящей изподложки 1, управляющего электрода2, разделительного слоя 3 и проводящей мембраны 4,состоящей из диэлектри-,ческого слоя 5 и проводящего слоя бпри определенном напряжении между 5управляющим электродом 2 и мембраной4 происходит спонтанное переключениемембраны 4 в положение большого смещения до упора в управляющий электрод (фиг. 2).Это объясняется тем, что Опри напряжениях, меньших напряжения переключения О (фиг, 3), силы электростатического притяжения, стремящиеся притянуть мембрану к управляющему электроду, уравновешиваются силойнатяжения мембраны, возвращающей еев исходное положение, и зависимостьвеличины смещения мембраны от управляющего напряжения описывается участком кривой О --а. Когда упРавляю Ощее напряжение становится равнымпереключающему напряжению Б за счетблизости управляющего электрода кмембране силы электростатическогопритяжения начинают расти с увеличением смещениямембраны быстрее,чемсила натяжения мембраны. В результатеэтого, положение мембраны при управляющем напряжении 02 является неустойчивым, так как незначительноесмещение мембраны к электроду вызывает увеличение электростатическихсил, которое не может быть скомпенсировано силой натяжения мембраны, имембрана спонтанно притягивается куправляющему электроду до упора в 35него (фиг.2), Этому моменту переключения мембраны соответствует участок кривой О -Б (фиг.З). Такоесостояние мембраны в положении большого смещения является устойчивым 4 Оравновесным состоянием, "ак как электростатические силы притяжения превышают возвращающую силу натяжения мем"браны. При уменьшении управляющегонапряжения мембрана находится вэтом положении до тех пор, пока электростатические силы не станут равнымивоз вращающей силе натяжения мембранЫ(участок кривойдна Фиг.З).Послеэто-,го происходит переключение мембраны вположение малого смещения, сооответ" Мствующее точке 3 (фиг.З) . Напряжение0 является минимальным напряжениемудержания мембраны, величина которого меньше переключающего напряжения,(, Таким образом, эффект, заключающййся в переключении мембраны в положение большого смещения и ее удержании в этом положении напряжениемменьшим, чем напряжение переключения,позволяет осуществить запись и запоминание информации в модулирующие ячей.ки мембранного модулятора света,Проводится запись и хранение инФормации в модулирующую ячейку мембранного модулятора света со следующими б 5 конструктивными параметрами: диаметрперфорационного отверстия 40 мкм,толщина разделительного слоя 0,4 мкм,толщина полимерной мембраны 100 нмтолщина металлизированного слоя мембраны 20 нм. К управляющему электроду и мембране прикладывается напряжение смещения величиной 10 В. Приэтом мембрана прогибается на величину 0,1 мкм. Для записи информациинапряжение повышается до величины32 В м происходит переключение мембраны до упора в управляющий электрод. Электрическая изоляция междумембраной и управляющим электродомпри этом положении мембраны обеспечивается тем, что мембрана, состоящая из диэлектрического слоя 5,и проводящего слоя б (фиг. 2), касается уп-;равляющего электрода диэлектрическимслоем. После уменьшения напряжениядо прежней величины (10 В) мембранаостается в положении большого смещения, Для стирания записанной информации напряжение понижается до величины 8 В, при этом мембрана переключается в состояние малого смещения.Использование предлагаемого способа управления мембранным модулятороьюсвета обеспечивает возможность запоминания двухуровневой информации,что позволяет реализовать матричныемембранные модуляторы света с памятью,которые могут использоваться в качестве светоклапанных устройств в системе проекции информации на большойэкран, входных устройств оптическихвычислителей, формирователей страницголографических запоминающих устройств.Формула изобретенияСпособ записи и стирания информации на мембранном модуляторе света,при осуществлении которого на мембрану и управляющий электрод подаютпостоянное напряжение смещения, действующее на протяжении всего цикла записи и хранения информации, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюзапоминания двухуровневой информации,на мембрану и управляющий электроддополнительно подают напряжение переключения, превышающее критическоенапряжение, переводящее мембрану вположение упора в управляющий электрод, при этом напряжение смещенияменьше критического, но больше минимального напряжения, удерживающегомембрану в положении упора, а выборочное стирание осуществляют подачей на мембрану и управляющий электрод напряжения, равного напряжению смещения,но противоположной полярности.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Патент США 9 3479109, кл,350"161,1969.2. Престон Н. Когерентные оптические вычислительные машины. М., Мир,1974, с.193.855594 оставитель Н.Наз ехред А. Бабинец ва Корректор актор Л,П а Подписно,4 илиал ППП фПатентф, г,ужгород, ул.Проек каэ 6902/бВН дарстиэобре113 ва, Ж бИИПИ Госупо делам 035, Моск ЬРим Тираж 539енного комитета СССтений и открытий35, Раушская наб.,