Теория и расчет оптико-электронных приборов - Якушенков Ю.Г.
ISBN 5-88439-035-1
Скачать (прямая ссылка):
При облучении ПВМ управляющим входным оптическим сигналом S1 в зависимости от освещенности, создаваемой S1 на слое фотопроводника 2, происходит перераспределение напряжения, приложенного к прозрачным электродам 1. В результате считывающий оптический сигнал S2, приходящий с другой стороны на ПВМ через слой электрооптического материала и не воздействующий на его электрооптические свойства, на освещенных участках ПВМ претерпевает амплитудную или фазовую модуляцию. Диэлектрическое зеркало 3 позволяет существенно уменьшить влияние считывающего сигнала S2 на возбуждение фотопроводящего слоя 2 и одновременно отражает промодули-рованный сигнал.
Подобного рода модуляторы могут работать не только на отражение, но и на просвет. Стирание информации часто проводится путем равномерного и достаточно интенсивного облучения ПВМ при закороченных электродах.
Обобщенная схема электрически управляемого динамического транспаранта представлена нарис. 9.10, б. Входящее излучение S1 поступает на мишень 5, прозрачность которой изменяется путем подачи на нее управляющего сигнала S2 в виде пучка электронов. Выходящее излучение S3 оказывается промодулированным по сечению пучка и во времени.
261 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов
Рис. 9.10. Схемы ПВМ: а — с оптическим управлением; б — с электронным управлением
На практике находят применение довольно разнообразные по физическому принципу работы, конструктивным особенностям и областям применения ПВМ. В табл. 9.1 приведены параметры уже существующих или разрабатываемых за рубежом динамических транспарантов.
Таблица 9.1 Параметры некоторых динамических транспарантов
Тип транспаранта
Параметр свето клапан- термопластиковый управление кристаллом жидкокрис-
ный фазо рельефный оптическое электронное таллический
Размеры транспаранта, мм Разрешающая способность, лин/мм: средняя предельная 20x20 (40x40) 25(50) 50 50x50 (100x100) 32(100) 150 30x40 10(20) 80 50x50 15(30) 30 25x25 (50x50) 30 70
Быстродействие (время одного цикла), с 0.03 0.05-1 0.01 0.03 0.03
Динамический диапазон 400:1 400:1 1000:1 1000:1 100:1
Срок службы Время хранения записи 3000 ч 3x10" циклов 20-300 мс IO5 циклов месяцы 3 года 1 ч 3 года 1ч 15 мес.
Время стирания записи, мс 20-300 (1...5)xl0» 0.5 <0.5 15
Время записи или считывания всего транспаранта, мс 33 33 5х105 33 IO5
Чувствительность (требуемая плотность тока или энергия записи) 5 мкА/элем. 1 мкА/элем. 1 мДж/см2 50 мкА/элем. 1.6 мДж/см2
Напряжение питания, кВ 5 7 0.1 2.5 10» (10 кГц)
262 Глава 9. Модуляция и демодуляция в оптико-электронных приборах
В светоклапанном транспаранте изменение рельефа тонкой жидкой диэлектрической пленки осуществляется управляемым электронным пучком, интенсивность которого модулируется в соответствии с подаваемым извне сигналом. Проходящее через пленку колли-мированное излучение (лазерное) оказывается модулированным по сечению в соответствии с рельефом пленки. При токе 0,5...4 мкА деформация пленки происходит при температуре около 50° С и ее амплитуда составляет единицы процента от толщины пленки. Такие транспаранты имеют срок службы в несколько лет.
В термопластиковом фазорельефном устройстве используется деформация тонкого слоя термопластика (5...10 мкм) при воздействии на него управляемого электронного пучка, разогревающего этот слой до 100° С. После разогрева и образования фазового рельефа термопластик должен застыть, поэтому здесь быстродействие, оцениваемое временем одного цикла изменения рельефа, невысоко (0,5 ...1 с). Полоса пропускания пространственных частот, т.е. и пространственное разрешение, здесь гораздо выше, чем в светоклапанном устройстве.
Работа кристаллов DKDP с оптическим или электронным управлением в качестве мишени динамического транспаранта основана на использовании эффекта Поккельса. Структура оптически управляемых транспарантов может быть подобной той, что представлена нарис. 9.10, а, а электрически управляемых транспарантов — на рис. 9.10, б. В этих транспарантах кристалл DKDP обычно охлаждается до точки Кюри («-50° С), что обычно обеспечивается с помощью термоэлектрического холодильника.
Достоинством электрически управляемых транспарантов является возможность использовать излучения различных длин волн и получения на этой основе цветных изображений. Очень перспективны системы, сочетающие электрически управляемые транспаранты с го-лографическими пространственными фильтрами.
В жидкокристаллическом транспаранте, представляющем собой многослойную пленочную структуру, молекулы жидкокристаллического слоя (толщиной несколько микрометров) ориентированы под углом 45° к оси транспаранта. Падающее («считывающее») излучение Должно быть плоскополяризованным. Поворот молекул жидкого кристалла под воздействием приложенного напряжения вызывает поворот плоскости поляризации входящего в транспарант излучения на+45°, а отраженного назад (от диэлектрического отражающего слоя транспаранта) излучения - на -45°. При скрещенных осях поляризации входного и выходного слоев транспаранта излучение на его выходе отсутствует.
