Электромеханический модулятор излучения

(71) Новосибиуниверситет имла и Специальбюро специальлитического пСССР В.Л.Дятлов, В.В уцет, Б.С.Потап 535.241.13(088.Патент США 9 35 78-73, 1971. торское свидете 094, кл. С 09 Р кин К,Л3)6).А.Пьянк 364,ьство СССР 11/21, 1981. РСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ИСАНИЕ ИЗОБР ОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТ Бюл. 9 2ский государственныйЛенинского комсомоое конструкторское ой электроники и анаиборостроения СО АН(54) (5 7) 1 -.ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ МОДУЛЯТОР ИЗЛУЧЕНИЯ по авт. св.В 915094, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, он дополнительно снабжен двумя электродамиупорами, расположенными по обе стороны петли экрана ортогонально плоскости полосовых электродов и параллельно образующей петли, при этомуказанные электроды-упоры расположены один от другого на расстоянии,равном по меньшей мере сумме диаметра петли и размера отверстия вдольнаправления движения образующей петли,.и электрически соединены с соответствующим полосовым электродоми источником переменного напряжениятак, что слой металлизации экранаявляется общей точкой,1205100 2. Модулятор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, он дополнительно снабжен экраном из гибкой металлизированной диэлектрической ленты, уложенной петлей, двумя полосовыми электродами с зазором между ними, двумя электродами-упорами, причем все дополнительно введенные элементы расположены с противоположной стороны относительно плоскости отверстия и центрально симметрично от носительно его центра так, что петли обоих экранов перекрывают отверстие 1Изобретение относится к электромеханическим модуляторам излучения, например, света и может быть применено в приборах и устройствах, в которых используются потоки излучения5 и возникает необходимость в их модуляции (эллипсометрах, спектрометрах, устройствах ввода-вывода информации и др,).Цель изобретения - повышение на 10 дежности и быстродействия модулятора.На фиг, 1 показан модулятор, разрез; на фнг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - схема электрического подключения модулятора; на фиг. 4 - кон струкция модулятора с повышенной частотой работы, вид сверху.Модулятор содержит основание 1 (часть корпуса), на котором установлены с зазорами полосовые электроды 2 и 3, электроды-упоры 4 и 5 и электрод-площадка 6 контактного узла металлизации экрана 7. Вывод металлизации экрана к электроду контактного узла осуществлен через слои проводяч25 щей резины 8, прижатой к основанию 1 пластиной из изолятора 9. Экран 7 из односторонне металлизированной диэлектрической ленты уложен петлей над отверстиями 10 и 11 (для просто- ЗО ты круглыми) в полосовых электродах и основании.Электроды-упоры расположены друг от друга на расстоянии, не меньшем, чем сумма диаметра петли и размера З отверстия вдоль направления движения при движении одна навстречу другой, в электродах-упорах выполнены сквозные выборки, глубина которых меньше половины размера отверстия вдоль направления движения образующей петли, а форма выборок соответствует Форме перекрываемой части отверстия, расстояние между электродами-упорами дополнительно уменьшено на глубину соответствующей выборки, причем каж, дый из дополнительно введенных электродов и экран электрически соединены с соответствующим элементом, центрально симметричным с ним,2образующей петли, чтобы не перекрывать отверстия. Их площадь устанавливается параллельно образующей петлиэкрана. У электродов-упоров 4 и 5металлизирована та часть их поверхности, которая может контактироватьс диэлектриком экрана, Металлизированная часть электродов-упоров 4 и 5гальванически соединена с полосовымиэлектродами 3 и 2 соответственно,Электроды-упоры 4 и 5 используютсятакже как конструктивный элемент дляприжима ленты экрана к полосовымэлектродам. На фиг. 1 слои металлизации экрана и всех электродов показаны утолщенной линией.На фиг. 3, где показано подключение электродов модулятора.к блокупитания-управления, ИП обозначаетисточник переменного напряжения, БУ -блок управления тиристорными ключамиЧЯ 1 и Ч 82, К общей шине подключенэкран 7, к анодным нагрузкам ключей -электроды 2,3 и 4,5 модулятора. Между БУ и ИП может быть подключенканал синхронизации (на Фиг. 3 показан пунктиром),В электромеханический модулятор излучения (фиг. 4) могут быть дополнительно введены два полосовыхэлектрода 2 и 3 , два электрода- упора 4 и 5, электрод-площадка 6 контактного узла металлизации и экран 7, Слой проводящей резины 8 прижат к основанию 1 пластиной изизолятора 9 . Экран 7 также уложенпетлей над отверстиями 10 и 11,Все дополнительно введенныеэлементы идентичны соответствующимэлементам, обозначенным теми же 5цифрами без штрихов, и расположенына общем основании по другую сторонуот плоскости отверстия 10 центрально симметрично относительно его центра. Электроды-упоры 4, 5, 4 , 5 имеют сквозные выборки.Для упрощения изображения нафиг. 4 не показаны основания отдельных модуляторов, провода электрических соединений между электродами,15полные контуры электродов 2 и 2и контактных узлов экранов. Сплошными линиями изображены элементы модулятора, расположенного над плоскостью отверстия (плоскость чертежа). 20Гальванические соединения осуществлены между элементами с одинаковым цифровым обозначением. Так,соединены электроды 2 и 2 , 3 и 36и т.д. Электрическое подключениеэлектродов модулятора с повышеннойчастотой модуляции соответствуетсхеме на фиг. 3, в частности к общейшине присоединяются экраны 7 и 7,к анодным нагрузкам - электроды 2,2 , 5, 5 и 3, 3, 4, 4 . Электродыупоры со сквозными выборками (5 и 5")с разных сторон от плоскости ограничивают отверстие, через которое проходит поток излучения. Проекция наплоскость расстояния между электродами 5 и 5 8 =Ь,. В электродах 4и 4 , изображенных на фиг. 4, выборки не показаны. Частично закрытыеэлектродами 4 и 4 отверстия могутбыть также использованы для модуляции потока. Выполнение выборкив электродах 4 и 4 целесообразнов случае наращивания числа полностьюмодулируемых отверстий. Так, размещение еще двух модуляторов (одногонад плоскостью отверстия, выше показанного на фиг. 4 штрихами, а второго под плоскостью отверстия, нижеизображенного сплошной линией) увели 5чивает число мадулируемых с повышенной частотой отверстий до трех. Таким образом, может быть полученалинейка модуляторов.Электромеханический модулятор излучения работает следующим образом.Персть на модулятор (фиг. 2 и 4)сверху приходит поток излучения,на ключи ЧБ 1 и ЧБ 2 гадано аноднае напряжение и отпирающий потенциал с ВУ на управляющий электрод тиристара ЧБ 1. Тогда электроды 2,5 (или 2,2, 5, 5, на фиг. 4) оказываются пад потенциалом, близким к потенциалу экрана 7 (или 7, 7на фиг. 4), а на электродах 3, (или 3,3 , 4, 4 на фиг, 4) присутствует патенциалр близкий к анаднаму напряжению (тиристор ЧБ 2 заперт), Пад действием электростатических сил, вызванных высокой разностью потенциалов, экран закрывает поток излучения через отверстия 11 (фиг.2) или ленты-экраны 7 7 открывают центральное отверстие (фиг. 4) и закрывают оставшиеся части отверстий в электродах 3 и 3 . При запирании тиристора ЧБ 1 и подаче сигнала на управляющий электрод ЧБ 2 происходит закрывание центрального отверстия (фиг, 4) и открывание отверстия 11 (фиг, 2), При этом экраны распластываются па электродам 2 и 2, 2 и захватываются на электрады 7 и 7,7 соответственно длялфиг. 2 и 4.Применение электродов-упоров (упоров с проводящим покрытием с одной, обращенной к петле экрана, стороны) и элсктрическае соединение их с соответствующими паласовымиэлектродами позволяет ликвидироватьотскок экрана при ега ударе аб упорв результате действия сил электростатического притяжения, Параллельное образующей петли экрана расположение электродов-упоров увеличи-вает площадь контактного взаимодействия между петлей и упором да максимальна возможной,Остановка и фиксация положенияэкрана электростатическими силамиповышает надежность и быстродействие устройства.Электромеханический модуляторизлучения по фиг. 4 имеет еще большую предельную частоту модуляции, потому что для полного закрытия илираскрытия отверстия каждый из егодвух экранов 7 и 7проходит примерно вдвое меньшее расстояние, чемв подуляторе по фиг. 2. Экраны 7и 7 двигаются инфазно, перекрываяотверстия с разных сторон, чта обесЪпечивается указанными электрическимисоединениями экранов и электродов,5 1205100Электромеханический модуляторизлучения фактически является конденсатором с .неоднородным изоляторомтвердый диэлектрик - газовая прослойка). При использовании в модуля 5 торе источника знакопостоянного на- на пряжения на границе раздела диэлектриков накаливается заряд.Плотность этого неуправляемого заряда достигает значительной величи ч Ьв условиях повышенной влажностиследствие электролитической поляриации, Такой заряд понижает надежсть работы модулятора,П рименение источника переменногопряжения позволяет значительноеньшить величину неуправляемогоряда и исключить его влияние наботу предлагаемого модулятора,то также повышает его надежность. аг. 2 НИИПИ аказ 852 б/49 Тираж 525, Лодпис ент",ли жгород,ул.Проектная,4