Электрооптическое отклоняющее устройство

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства-Заявлено 05,Х.1970 ( 1603061/18-24) М. Кл. 6 06 с 9/ОО6 02 Ь 27/ОО ем заявкис присоедине Комитет по делам зобретений и открытий при Совете Министров СССРПриоритетОпубликовано 23.т/111.1972. БюллетеньДата опубликования описания 19.1 Х.1972681.327.12(088.8) Голованевский и С. А. Коновалова1 п 1 кт; 11: Авторы зобретен нинградский горный институт им. Г. В. Плеханова .:,вите ЭЛ ЕКТРОО ПТИ Ч ОТКЛОНЯЮ УСТРОЙСТВ Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может бытьприменено в оптических устройствах вводаниформации,Известны электрооптические отклоняющие 5устройства, содержащие отклоняющий блок,состоящий из электрооптических,переключателей поляризации и,поляризационных дискриминаторов, оптически связанный с источником излучения и с выходным блоком, формирователь управляющих напряжений, соединенный с преобразователем, регистр и блокпамяти.Однако в известных устройствах возникаютфоновые лучи, искажающие передаваемую 15устройством информацию.С целью уменьшения интенсивности фоновой составляющей излучения в предложенное устройство введены сумматор, формирователь добавочного напряжения и схема 20сравнения, входы которой подключены к регистру и блоку памяти, а выходы - к преобразователю кода и к блоку формированиядобавочного напряжения. Выход последнегосоединен с одним входом сумматора, другой 25вход которого подключен к блоку формирования управляющих напряжений, а выходы -к отклоняющему блоку.Рассмотрим распространение линейно-поляризованного луча через анизотропный од- ЗО ноосныи кристалл г сре пендикулярного оптичес ла).Если направление р совпадает с оптической ризации луча при прох сталл сохраняется. При оптической оси между поляризованными в пло и перпендикулярно этой тате естественного дву нпкает разность фаз б, делить пз следующего с за (т. е. среза, пе кой оси г криста аспространения луча осью, характер поляождении через криотклонении луча от компонентами луча, скости оптической оси плоскости, в резульпучепреломления возкоторую можно опреоотношения: и) 1/сов к,где л. - дл и, - показ го луча;1 - толщи и, - пока венного луч оптической ния; авв вого лу ия обы тна волны све вени ель преломле а кристалла;атель преломленияполяризованного по оси, определяемой из еобыкноуглом к оотяошело совд у" 2 е,где п, - показатель преломления необыкновенного лучаполяризованного параллельно Оптической оси.Сдвиг фазы б, появляющийся при прохождении кристалла, приводит к изменению характера поляризации луча. Так, например при б= - +Кл (К - целое число) на выходегкристалла луч будет поляризован циркулярнопри б=л+2 Кл - линейно, но направление вектора Е на выходе кристалла ортогонально первоначальному.Только составляющая, имеющая первоначальную поляризацию, полезна и отклоняется устройством в заданную точку экрана, в то время как составляющая, ортогональная первоначальной, является фоновой, Интенсивность сигнала и фона можно определить из следующих соотношений: где 1 о - интенсивность луча на входе кристалла.На фиг. 1 приведена зависимость относительной интенсивности фона и полезного сигнала от угла а между направлением распространения луча и оптической осью для кристалла КДР толщиной 3 мм.Как известно из теории электрооптического эффекта, при приложении к кристаллу электрического поля в кристалле возникает дополнительная разность фаз одоп, величина которой зависит от приложенного напряжения о следующим образом:ьОдоп - Ю О Таким образом, если световой луч проходит через электрооптический кристалл под углом а к его оптической оси возникающую в результате естественного двулучепреломления разность фаз б можно компенсировать приложением к кристаллу электрического поля Определенной величины и ,полярности, В электрооптических дискретных отклоняющих устройствах величина управляющего напряжения берется равной полуволновому (о/,) или четвертьволновому (о/,), если двоичные отклоняющие ячейки содержат четвертьволновые фазовые пластины. В,предлагаемом устройстве величина управляющего напряжения должна быть равна сумме некоторого постоянного напряжения (полуволнового или четвертьволнового) и дополнитель- НОГО 1 доб. 1/напр=сопз 1+1 добТак как величина Ъдоб, компенсирующая сдвиг фаз б, имеет знак, обратный знаку Ъсопз 1, то суммарное напряжение по абсолютной величине меньше, чем управляющее напряжение в устройствах без компенсации фона,10 15 20 25 30 35 40 45 5055 60 65 Если допустимый уровень интенсивности фоновой составляющей ограничить какой-нибудь допустимой величиной, например Ц %, что число градаций управляющих напряжений будет определяться выражением:оо2 Так при =15% требуется всего 10 значений управляющих напряженийпри Ц=10 о/о, т=5. Последний вариант (=10%) поясняется,на фиг. 2. При углах а(130, интенсивность фоновой составляющей не превосходит 10%, управляющее напряжение в этом случае равно Гсопз 1. При углах падения 130( (а(220, когда 1 ф= (0,1 - 0,3) 1 к электрооптическому кристаллу нужно приложить напряжение Рь компенсирующее сдвиг фазы б =26 ЗО, соответствующий интенсивности фоновой составляющей 1 ф=20%, т, е, в этом случае пр -- 1 сопз 1 - Рь а на участке 220(а(3" 1 ф= (0,3 - 0,5) 1, дополнительное напряжение У 2, компенсирующее сдвиг фазы, соответствующий 1=40%, На следующем участке, где 3(а(3 о/о 1 ф = (0,5 - 0,7) 1 о, компенсирует сдвиг фазы, соответствующий 1 ф=50%, и т. д т. е, должно компенсировать сдвиг фаз, соответствующий1интенсивности фона 1 ф= - 1 о(п - 1) (и - нотмер участка), В этом случае зависимость интенсивности фоновой составляющей от а примет вид, показанный на фиг. 2, При а) (1 ф 100%) величины управляющих напряжений будут последовательно принимать ряд значений от 0 до Усопз 1. Так как различным углам наклона а соответствуют различные выходные позиции луча на экране, значения управляющего напряжения должны автоматически меняться в зависимости от кода положения луча на экране,Блок-схема устройства приведена,на фиг.3.Устройство содержит источник излучения 1, отклоняющий блок 2, выходное устройство (экран) 3, источник питания 4, регистр кода положения луча 5, схему сравнения б, логические схемы 7 для преобразования кода положения луча в код электрооптических переключателей,поляризации, блок формирования напряжения 1 сопз 1 8, блок 9 формирования напряжений 1 доб,сумматор 10, блок памяти запоминающее устройство 11.Первичная информация, представленная координатами последовательных положений луча светового луча на экране, поступает в регистр 5. Из регистра 5 код положения луча подается на вход схемы сравнения б, на второй вход которой из ЗУ 11 поступают последовательно эталонные коды, соответствующие границам участков с одинаковыми управляющими напряжениями. В зависимости от значения кода положения луча с выхода схемы сравнения б в блок 9 поступает сигнал, задающий величину добавочного напряженияУ,6, Логические схемы 7,преобразуют код позиции луча в код электрооптических переключателей,Выработанное в блоке 9 добавочное напряжение суммируется в блоке 10 с поступающим из блока 8 напряжением Усопй и поступает на соответствующие электрооптические переключатели поляризации.Предмет изобретенияЭлектрооптическое отклоняющее устройство, содержащее отклоняющий блок, состоящий из электрооптических переключателей поляризации и поляризационных дискриминаторов, оптически связанный с источником излучения и с выходным блоком, блок формирования управляющих напряжений, соединенный с преобразователем, регистр, блок памяти, отличающееся тем, что, с целью 5 уменьшения интенсивности фоновой составляющей излучения, в него введены сумматор, блок формирования добавочного напряжения и схема сравнения, входы которой подключены к регистру и блоку памяти, а выходы - 10 к преобразователю кода и к блоку формирования добавочного напряжения, выход которого соединен с одним из входов сумматора, другой вход которого подключен к блоку формирования управляющих напряжений, а 15 выходы - к отклоняющему блоку.Составитель Т. Ничипорович Техред Л. Богданова Корректор Е Усова Редактор Л. Утехина Типография, п р. Сапунова, 2 1 1 О О,У 08 О 7 Об Заказ 2894/16 Изд.1264 Тираж 406 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5