Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике - Петров М.П.
Скачать (прямая ссылка):
1.5 раза) и осуществлять сдвиг воспроизводимых изображений, а дополнительная магнитная система позволяет поворачивать изображения на угол, достигающий 180°. Такие операции могут быть полезны при использовании ПВМС в системах оптической обработки информации. Вместе с тем следует обратить внимание на тот факт, что электростатическая система может приводить к нелинейным геометрическим искажениям изображений, которые могут быть особенно велики при выполнении перечисленных геометрических операций над изображениями.
В микроканальном ПВМС достигнута чувствительность к записывающему свету, составляющая 2.2-10-8 Дж/см2 (1 = 655 нм) [8.83]. При этом использовалась микроканальная пластина с коэффициентом усиления 103. Приведенная чувствительность получена для образца ПВМС, имевшего толщину пластины электрооптического кристалла LiNb03 500 мкм. Разрешающая способность такого ПВМС относительно невелика. Уменьшение толщины пластины приводит, как известно, к увеличению разрешающей способности и одновременно к уменьшению чувствительности ПВМС.
На рис. 8.24 показаны МПФ для микроканальных ПВМС с пластинами кристалла толщиной 300 и 50 мкм [8.85]. Они имеют разрешающую способность по спаду МПФ до уровня 0.5 соответственно
3 и 10 лин/мм (эти ПВМС имели диаметр рабочей поверхности 15 мм). Чувствительность модуляторов, определенная «по записи крупной детали», была меньше приведенной выше и составляла приблизительно 5-10-9 и 50-10"9 Дж/см2 [8.86]. Предполагается, что возможно дальнейшее увеличение чувствительности модулятора в случае использования микроканальных пластин с более высоким коэффи-
197
f
}
о
О 5 10 15 20
V\ лин/мм
Рис. 8.23. Типичная зависимость коэффициента вторичной эмиссии от ускоряющего напряжения U.
Рис. 8.24. Зависимость контраста от пространственной частоты для микро-
канального ПВМС.
Толщина кристалла dQ, мм: /—50, 2—3000.
циентом усиления и (или) за счет применения специальных материалов для покрытия поверхности диэлектрического зеркала, что может обеспечить более эффективную вторичную электронную эмиссию
8.5. Фоторефрактивные ПВМС с пространственной несущей
Во всех электрооптических ПВМС, рассмотренных выше, для записи изображений в структуре модулятора с помощью пары прозрачных электродов создавалось продольное внешнее электрическое поле. Здесь мы кратко рассмотрим ПВМС, в которых запись информации осуществляется в кубических ФРК типа BSO при поперечном внешнем электрическом поле, а считывание — за счет поперечного электрооптического эффекта. При этом геометрия записи и считывания, т. е. взаимные ориентации внешнего поля, кристаллографических осей и направлений распространения света, совпадает с той, которая используется для голографической записи (см. главу 4).
8.5.1. ПВМС с оптическим формированием решетки поля
В работах [8.87, 8.88] было предложено осуществлять преобразование некогерентных изображений в когерентные по схеме, представленной на рис. 8.25. При записи кристалл освещается двумя плоскими когерентными световыми пучками и и некогерентным записывающим светом Is (х, у), которым в объем кристалла проектируется преобразуемое изображение. Когерентный свет формирует в объеме кристалла синусоидальную интерференционную решетку с пространственной частотой v0. Ширина спектра преобразуемого изображения Av<vc. Кристалл может освещаться когерентным и некогерентным светом одновременно или последовательно. В любом случае после их воздействия в кристалле записывается синусоидаль-
[8.86].
198
ная решетка с частотой vc, амплитуда которой пространственно промодулирована в соответствии с интенсивностью изображения Is С*. У)• Например, когда когерентный и некогерентный свет воздействует на кристалл одновременно, а амплитуда картины интерференции когерентных световых пучков заметно меньше интенсивности некогерентного света, контраст суммарного распределения интенсивности света в кристалле
т (х, у) яг —-—¦—1^---— * ——^—— . (8.6)
4 + Is (X, у) Is (X, у)
В стационарном режиме записи дифракционная эффективность голограммы, записанной на кристалле типа BSO, определяется величиной т (х, у) и не зависит от интенсивности записывающего света (см. главу 4). Поэтому при считывании свет, дифрагирующий на синусоидальной решетке с пространственной частотой v0, формирует в плоскости изображения ФРК световое поле, амплитуда которого
А (х, у) ос У г) (х, у) ос т(х, у) ос 1$1 (х, у). (8.7)
Таким образом получается когерентная «копия» исходного некогерентного изображения, которая напоминает его негатив, поскольку в ней наиболее ярким частям изображения соответствуют места наибольшего «почернения».
Различные режимы работы описываемого ПВМС исследовались в [8.88]. Во всех случаях в экспериментах использовались кристаллы BSO. В литературе такой ПВМС получил название «фоторефрак-тивный оптический преобразователь некогерентных изображений в когерентные» (PICOC — в английской аббревиатуре).
В работе [8.90] рассмотрен сходный вариант применения фото-рефрактивного кристалла в поперечной геометрии в качестве ПВМС. Здесь решетка с частотой vc формировалась за счет растрирования записываемого изображения. Для этого изображение проектирова-
