Управляемый транспарант

(51 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ски реве 373,5 ил. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ 8 ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Управляемые транспаранты исивная запись оптических сигналСб. статей./Под ред. Ю.М, ПоповТруды физ. ин-та им. П.Н. ЛебедМ,: Наука, 1981, т, 126,Патент США У 4215338, кл. 34опублик. 29,07,80,(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ТРАНСПАРАНТ(57) Изобретение может применяться вавтоматике и вычислительной технике,в частности в системах автоматизированного контроля и управления дляввода-вывода информации. Целью изобретения является миниатюризация, повышение надежности й упрощение устройства. Управление интенсивностьюизлучения, проходящего через каждоеотверстие 2 в непрозрачной подложке1, осуществляется непрозрачной шторкой 3 из сплава с обратимым эффектомпамяти формы, имеющей два фиксированных положения: прямолинейное перпендикулярно плоскости подложкии изогнутое Г-образно в зависимостиот управляющего сигнала. Место изгиба шторки 4 выполнено в виде одного витка спирали. На поверхностишторки расположен нагревательныйэлемент, состоящий из диэлектрического, резистивного и контактного слоИзобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для ввода- вывода информации в системах автома 5 тизированного контроля и управления.Целью изобретения является повышение надежности и упрощение транспаранта.На фиг, 1 изображен фрагмент управляемого транспаранта, на фиг, 2 - отдельная шторка," на фиг. 3 - электрическая схема управляемого транспаранта, на фиг. 4 - временные диаграммы напряжений Б, -Б , на фиг, 5 - 15 шторка с изгибом.Фрагмент управляемого транспаранта состоит из двух составных стержней 1 прямоугольного сечения, Отдель,ный стержень 1 имеет три отверстия 20 2, над каждым из которых расположена шторка 3 из сплава типа ТИ 1 с обратимым эффектом памяти формы (ОЭПФ), одним концом закрепленная 1на стержне 1, другой конец шторки 3 25 свободен, Две шторки показаны в изогнутом Г-образном (закрытом) состоянии, перекрывая соответствующие отверстия, остальные четыре - в прямолинейном перпендикулярно плоскости 30 подложки (открытом) состоянии, Место 4 изгиба шторки 3 имеет форму одного витка спирали.На фиг. 2 изображена отдельнаяшторка 3 с нагревательным элементом, 35выполненным в виде сэндвича из напыленных диэлектрического слоя 5, резистивного слоя 6, имеющего змеевидную форму, и выводных контактов 7.На фиг. 3 представлена электрическая схема матричного управления транспарантом, содержащая нагревательныеэлементы 8 шторок, включенные последовательно с диодами 9, горизонтальные управляющие шины 10 и 11, каждая 45из которых соединена через шинныйдрайвер 12 с землей 13, и вертикальные управляющие шины 14-16,На фиг. 4 показаны временные диаграммы напряжений Бщ и Н, сигнала 50разрешения на шинных драйверах 12,соединенных соответственно с горизонтальными шинами 10 и 11, и напряжений 04 -Б, на вертикальных шинах14-16,55На фиг. 5 изображена шторка 3,имеющая толщину В, место 4 изгибакоторой выполнено в виде одного витка спирали с радиусом г,Устройство работает следующим образом.В отсутствие управляющего электрического сигнала свободные концы всех шторок 3 (фиг, 1) находятся в прямолинейном (открытом) состоянии перпендикулярно плоскости транспаранта и модулируемое излучение беспрепятственно проходит через отверстия 2 в стерж нях 1, из которых составлена подложка. При подаче на выводные контакты 7 (фиг. 2) нагревательного элемента отдельной шторки 3 управляющего элек" трического сигнала на резистивном покрытии 6, изолированном от шторки изолирующим слоем 5, выделяется тепло, которое вызывает структурный фазовый переход мартенситного типа в материале шторки 3, сопровождающийся изгибом свободного конца шторки. Направление изгиба обусловлено предварительным заданием обратимой памяти формы шторки из сплава типа Т 1 И эа счет того, что место 4 изгиба отдельной шторки 3 (фиг5) выполняется в виде одного витка спирали с радиусомг = В/2,где В - толщина шторки,относительная деформацияшторки изгибом, обеспечивающая формирование ОЭПФ в материале шторки,При этом непрозрачная шторка принимает Г-образную форму (закрытое состояние), перекрывает соответствующее отверстие, не перекрываясь с соседними шторками, и излучение через последнее не проходит, При снятии управляющего электрического сигнала шторка возвращается в исходное открытое состояние. Время нахождения шторки в закрытом состоянии определяется мощностью и длительностью управляю" щего сигнала. Таким образом, распределение интенсивности модулируемого излучения после прохождения транспаранта определяется видом управляющего электрического сигнала, Управление транспарантом осуществляется либо мозаичным, либо матричным способом. При матричном управлении (фиг3) в отсутствии разрешающего сигнала на шинных драйверах 12 горизонтальные управляющие шины 10 и 11 находятся в разомкнутом состоянии. При последовательной подаче разрешающего сигнала на драйверы 12 гори 13979 зонтальные шины 10 и 11 поочередно замыкаются на землю 13, Синхронно с включением горизонтальной шины на вертикальные шины 14-16 подаются напряжения П, -Б, , временные диаграм 6 мы которых представлены на фиг. 4 вместе с временными диаграммами напряжений Б и П разрешающего сигнала на шийных драйверах 12. При этом 10 по соответствующему нагревательному элементу 8 отдельной шторки 3 протекает ток, приводящий к нагреву материала шторки, Диоды 9 включаются в схему для развязки нагревательных элементов по току, Электрическая схема матричного управления транспарантом (фиг. 3) и временные диаграм.мы напряжений (фиг. 4) приведены для фрагмента управляемого транспаранта (фиг. 1) .П р и м е р. Разработано устройство, в котором подложка выполнена в виде семи составных стержней из текстолита прямаугольногс сечения 25 0,7 0,8 мм , каждый из которых имел пять отверстий диаметром 0,3 мм в продольном направлении на расстоянии 0,7 мм друг от друга, Стержни крепились между собой, затем все вместе - в корпус, при этом отверстия в плоскости транспаранта образовывали матрицу 5 7 с периодом 0,7 мм. Над каждым отверстием в пазу стержня крепилась одним концом шторка длиной 2 мм, толщиной 0,02 мм, шириной в месте изгиба 0,2 мм и шириной концов 0,4 мм. Шторка изготовлялась из фольги на основе сплава Т 1 И, полученной методом литья из расплава на вра 40 щающийся барабан. Обратимая память формы шторки на изгиб придавалась за счет выполнения места изгиба в виде одного витка спирали с радиусом г = О, 1 мм (формула). В результате45 при нагреве материала шторки вьппе температуры обратного мартенситнога превращения (Т66 С), свободный конец шторки принимал изогнутую Г-образную форму под углом 90, при Т с 64 С свободный конец шторки имел прямолинейную форму перпендикулярно плоскости транспаранта, Нагревательный элемент на поверхности шторки создавал 714ся последовательным напылением плейки А 1 О, в качестве изолирующего слоя,затем через соответствующие маски резистивного слоя змеевидной формы изТ 1 и выводных контактов из А 1, Управление устройством осуществлялось мозаичным способам. Управляемый транспарант использовался для модуляции оптического излучения с длиной волны- 0,63 мкм в схеме голографического коррелятора. При этом измеренныйконтраст превышал 60 дБ, время реакции (перехода из открытого состоянияв закрытое) 50 мс, время релаксации(перехода из закрытого состояния воткрытое) 200 мс, скорость обработки данных 3 кадра/с.Управляемый транспарант абеспечизвает уменьшение габаритов в 10 разпа сравнению с известным (с использованием методов литографии), обладает большей простотой и надежностьюблагодаря отсутствию механических узлов крепления. При этом устройствообладает высоким контрастом и широким диапазоном длин волн модулируемого излучения,Формула и з а б р е т е н и яУправляемый транспарант, содержащий непрозрачную подложку с регулярно расположенными на ней отверстиями и непрозрачными шторками, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения транспаранта, подложка выполнена составной из стержней прямоугольного сечения с одним рядом сквозных отверстий, над каждым отверстием расположена шторка, одним концом закрепленная на верхней плоскости стержня, другой ее конец свободен, шторка изготовлена из сплава с обратимым эффектом памяти формы, причем место изгиба шторки выполнено в виде одного витка спирали, свободный конец шторки в изогнутом состоянии закрывает отверстие, на поверхности шторки расположен нагревательный элемент, выполненный в виде напыленных диэлектрического слоя, резистивного слоя и выводных контактов.1397971 Составитель А.АнуфриеТехред М.Дидык едактор Л.Гратилло орректор М.Демчнк Заказ 2273/5 0 Тираж 590ВНИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.,Подписное 4/5 роектная, 4 оивводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород