Рідкокристалічний модулятор оптичного випромінювання

Рідкокристалічний модулятор оптичного випромінювання, що містить дві герметично з'єднані по периметру, виконані з прозорого склокераміч ного матеріалу з коефіцієнтом термічного розширення від мінус 0,3 10 6 K 1 , до 0,3 10 6 K 1 то Запропонована корисна модель відноситься до електрооптичних модуляторів, які використовуються у оптичних вимірювальних приладах та може бути використана на підприємствах оптикоелектронної промисловості. Відомі різноманітні модулятори оптичного випромінювання, які можна умовно розділити на три класи: механічні, електрооптичні (в тому числі на основі електрооптичних ефектів у рідких кристалах) та твердотільні [1-3]. Кожний з цих класів має притаманні йому переваги та недоліки, які визначають їх використання у різних оптоелектронних приладах. Найбільш близьким технічним рішенням, прийнятим за прототип, є рідкокристалічний екран [4], який складається з двох пластини зі склокерамічного матеріалу з ультранизьким значенням коефіцієнту температурного розширення (КТР), які герметично з'єднані між собою із зазором, заповненим рідкокристалічною речовиною. На пластинах зі сторін, обернених до рідкокристалічної речовини, створений топологічний малюнок електродів з прозорого струмопровідного шару оксиду індію відповідно до характеру відображуваної інформації (шкала, семисегментні знакомісця, мнемонічні символи тощо). Кожний прозорий електрод має свій зовнішній електричний контакт. Із зовнішньої сторони на одну із пластин нанесений прозорий струмопровідний нагрівач. Зовні на пластини наклеєні плівкові поляризатори з певним чином орієнтованими площинами поляризації. Крім того, зі сторони другої пластини екрану знаходиться додаткова пластина, виконана зі склокерамічного матеріалу з ультранизьким значенням коефіцієнту температурного розширення з нанесеним прозорим струмопровідним нагрівачем. Для підведення напруги до нагрівачів на пластинах створені металічні контакти та припаяні гнучкі мідні проводи у ізоляції. Всі пластини екрану виконані зі склокерамічного композиційного матеріалу [типу Zerodur та Ceram виробництва фірми Шотт (Німеччина)], або з аналогічних матеріалів зі значенням КТР у межах =(0±0,3)* 10-6 К-1 у діапазоні температур від мінус 100°С до +500°С. Такий екран може працювати не тільки у режимі на відбивання, а й пропускання світла. Якщо прозорий електрод на внутрішніх поверхнях підкладок виконати суцільним, то такий екран можна використовувати для модуляції світла. Позитивною рисою цієї конструкції є наявність прозорого нагрівача, який дозволяє підігрівати рідкокристалічну речовину. Оскільки параметри оптичного модулятора мають суттєву залежність від температури рідкокристалічної речовини, застосування прозорих тонкоплівкових нагрівачів дозволяє підігрівати модулятор при зниженні температури зовнішнього середовища. Недоліком цієї конструкції є те, що температура рідкокристалічної речовини є неконтрольованою і змінюється при зміні температури або умов оточуючого середовища при постійний електричній потужності, підведеній до нагрівачів. (19) UA (11) 12551 (13) U вщиною від 0,2 до 2 мм, пластини, з нанесеними на них прозорими електродами, простір між якими заповнений рідким кристалом, нанесені на пластини прозорі тонкоплівкові нагрівачі і плівкові поляризатори, який відрізняється тим, що обидва нагрівачі нанесені безпосередньо на зовнішні сторони пластин, а на внутрішній поверхні хоча б одної з пластин виконано щонайменше один тонкоплівковий датчик температури. 3 12551 4 Задачею запропонованої корисної моделі є склокерамічного матеріалу з ультранизьким знастабілізація температури оптичного модулятора з ченням КТР 1 та 2, які герметично з'єднані між метою підвищення стабільності його параметрів собою (наприклад, склеєні клеєм 3) із зазором, (швидкодії та глибини модуляції). заповненим рідкокристалічною речовиною 4. На Поставлена задача вирішується тим, що запластинах 1 та 2 зі сторін, обернених до рідкокриспропонована конструкція рідкокристалічного модуталічної речовини, нанесені електроди з прозорого лятора оптичного випромінювання, який складаструмопровідного оксиду індію 5 та 6, які мають ється з двох герметично з'єднаних по периметру зовнішні контакти 7 і 8. Із зовнішньої сторони на виконаних з прозорого склокерамічного матеріалу пластини 1 та 2 також нанесені прозорі тонкоплівз коефіцієнтом термічного розширення від мінус кові нагрівачі 9 і 10, створені металічні контакти та 0,3 • 10-6 К-1 до 0,3 • 10-6 К-1 товщиною від 0,2 до припаяні гнучкі мідні проводи у ізоляції 11, 12, 13 і 2мм пластин з нанесеними на них прозорими еле14. Зовні на пластини 1 та 2 зі сторони прозорих ктродами, простір між якими заповнений рідким нагрівачів наклеєні плівкові поляризатори 15 та 16. кристалом, нанесених на пластини прозорих тонНа внутрішній поверхні склокерамічних підкладок коплівкових нагрівачів і плівкових поляризаторів, виконані тонкоплівкові датчики температури 17 та який відрізняється тим, що обидва нагрівачі нане18. Всі пластини виконані зі склокерамічного комсені безпосередньо на зовнішні сторони пластин, а позиційного матеріалу типу Zerodur та Ceram вина внутрішній поверхні хоча б одної з пластин виробництва фірми Шотт (Німеччина), або з аналогіконано щонайменше один тонкоплівковий датчик чних прозорих матеріалів зі значенням КТР у температури. межах =(0±0,3)* 10-6 К-1у діапазоні температур від Позитивний ефект досягається завдяки тому, мінус 100°С до +500 С. що застосування тонкоплівкового датчика темпеПриклад реалізації. Були виготовлені рідкократури дозволяє з високою точністю підтримувати ристалічні модулятори по прототипу та по запротемпературу рідкокристалічного оптичного модупонованій корисній моделі. Після виготовлення лятора. При цьому параметри модулятора стають проводили дослідження можливості підтримання практично незалежними від зміни зовнішніх умов температури рідкокристалічних модуляторів. По оточуючого середовища. Електричний опір датчипрототипу була можливість підігрівання до 40ка залежить від температури, тому на тонкоплівко50°С, але при зміні зовнішніх умов (зниження зовві прозорі нагрівачі подається необхідна для станішньої температури імітувалося обдуванням мобілізації певної температури електрична дулятора вентилятором) температура модулятора потужність. Завдяки цьому обидва прозорі нагріпо прототипу знижувалась до 25-28°С, а по корисвачі розташовують прямо на зовнішніх сторонах ній моделі підтримувалась температура з точністю підкладок модулятора. Крім того, оскільки підклад±5%. ки оптичного рідкокристалічного модулятора викоЛітература нані зі склокерамічного матеріалу з ультранизьким 1. Лазеры в контрольно-измерительной технизначенням КТР, товщина рідкокристалічного шару ке. П.М. Таланчук, С.П. Голубков, В.П. Маслов и практично не змінюється при зміні температури др. - К.: Техника, 1992, стр.17-19. стабілізації за рахунок зміни геометричних розмі2. А.М Дубинский, Э.Д. Панков. Стендовые исрів підкладок і не впливає на параметри оптичного пытания и регулировка оптикоэлектронных прибомодулятора. ров. - Л.: Машиностроение, 1986. - стр.24-25. Новизна такого рідкокристалічного модулято3. Васильев А.А. Управляемые жидкокристалра на підкладках зі склокераміки обумовлена сукулические транспаранты для устройств преобразопністю ознак, які дають новий позитивний ефект, вания и кодирования оптических сигналов. // В кн.: пов'язаний з підвищенням стабільності часів переУправляемые транспаранты и реверсивная запись ключення та глибини модуляції оптичного випрооптических сигналов.- М.: Наука. - 1981. - с.3-75. мінювання. 4. Коломзаров Ю.В., Маслов В.П., Толстих Конструкція корисної моделі модулятора приЮ.Г., Циркунов Ю.Я. Деклараційний патент Україведена на Фіг.1, а вигляд пластини з нанесеними ни №4517 на корисну модель "Рідкокристалічний прозорим електродом та датчиком температури дисплей", бюлетень №1, 17.01.2005. на Фіг.2. Рідкокристалічний модулятор оптичного випромінювання складається з двох пластини зі 5 Комп’ютерна верстка В. Мацело 12551 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601