Спосіб керування модуляцією світлового потоку в оптично керованій комірці на основі багатошарової структури та пристрій для його здійснення

1. Спосіб керування модуляцією світлового потоку в оптично керованій комірці на основі бага C2 2 (13) 1 3 74545 4 висока вартість виготовлення, настройки та юстухарактер задания напруги управління на поверхні вання оптичної і механічної систем. шару, модулюючого світловий потік, чим досягаНайбільш близькими технічним рішенням до ють підвищення точності реалізації аналогових заявлюваного способу є спосіб формування лінзи адаптивних оптичних елементів. Френеля за допомогою рідкокристалічної комірки Поставлене завдання вирішують тим, що опяк елемента оптичної системи адаптивного фокутично прозорий електрод зі сторони фотопровідсування зображення. Потрібну для лінзи Френеля ного шару наносять по периметру цього шару, фазову затримку хвильового фронту оптичного напругу живлення комірки прикладають між прозовипромінювання створюють за рахунок відповіднорими електродами. Управління коміркою здійснюго розподілу управляючого освітлення по поверхні ють за рахунок насвічування шару фотопровідника фотопровідного шару у вигляді концентричних оптичним випромінюванням із заданим просторокілець. Напругою, що прикладена до товщі рідкого вим розподілом таким чином, щоби область насвікристалу через фотопровідник викликають відпочування частково або повністю перекривала провідну зміну показника заломлення рідкого кристалу зорий електрод зі сторони фотопровідника, а внаслідок електрооптичного ефекту, а отже і необтакож зміною величини, частоти, форми імпульсів хідну фазову затримку [2]. напруги живлення. Внаслідок прикладання напруги Основним недоліком цього способу управління живлення між прозорим електродом нанесеним по багатошаровою оптично керованою коміркою є периметру шару фотопровідника та суцільним складність реалізації з його допомогою адаптивних прозорим електродом нанесеним зі сторони шару, аналогових оптичних елементів - лінз та дзеркал модулюючого світловий потік, струм проходить через дискретний характер задання фазового зсувздовж шару фотопровідника і через шар модуву на поверхні комірки, низьку просторову роздільлюючий світловий потік на другий прозорий електчу здатність та мале число градацій зміни фазової род, що нанесено по всій поверхні цього шару. В затримки, які реально здатні передавати пристрої, результаті отримують розподіл напруги на поверхщо використовують такий спосіб управління. ні шару, модулюючого світловий потік, що буде Найбільш близьким до заявлюваного привизначений заданим розподілом управляючого строю є трививідна рідкокристалічна лінза у складі оптичного випромінювання та спадом напруги за шару електрооптичного рідкого кристалу, одного рахунок струму, що проходить вздовж шару фотосуцільного прозорого електроду, покриваючого провідника. Крім цього, поставлене завдання досявсю поверхню шару з однієї сторони, та центральгають теж тим, що, у порівнянні з прототипом, де но симетричної гратки провідників з'єднаних через напругу на поверхні шару, модулюючого світловий відповідні резистори з іншої сторони шару. Напрупотік задають дискретно за рахунок гратки прозогу зміщення прикладають між суцільним електрорих електродів, в даному способі управління модом та центральним електродом гратки, а напругу дуляцією світлового потоку в оптично керованій управління - між суцільним електродом та крайнікомірці на основі багатошарової структури та прими електродами гратки. Фокусну віддаль лінзи строї для його реалізації, відповідно до винаходу, контролюють величиною напруги управління. прозорий електрод зі сторони шару фотопровідниСферичну та еліптичну лінзи утворюють за допока нанесений по периметру цього шару, та насвімогою двох ідентичних рідкокристалічних лінз опчуванню шару фотопровідника управляючим оптично зв'язаних між собою і розташованих в простичним випромінюванням із заданим просторовим торі ортогонально одна по відношенню до іншої розподілом здійснюють таким чином, щоб область [5]. насвічування частково або повністю перекривала Недоліком такого оптичного пристрою є диспрозорий електрод зі сторони фотопровідника, кретний характер задання профілю лінзи за рахунапруга на поверхні шару, модулюючого світловий нок гратки провідників, обмежена точність задання потік, задана за рахунок спаду напруги на опорі профілю лінзи за рахунок розкиду величин опорів шару фотопровідника внаслідок протікання струрезисторів зміщення, що задають параболічний мів, котрі течуть паралельно до поверхні площини характер напруги живлення рідкого кристалу, розміщення шару фотопровідника, що призводить складність конструкції при реалізації параболічних до неперевного розподілу напруги управління на та еліптичних лінз. поверхні шару, модулюючого світловий потік, яке В основу винаходу поставлено завдання ствозабезпечить високу якість при реалізації аналогорення способу управління модуляцією світлового вих оптичних лінз та дзеркал. потоку в оптично керованій комірці на основі багаУ даному способі та пристрої для його реалітошарової структури та пристрою для його реалізації результат досягають саме тим, що змінено зації за допомогою використання спаду напруги на напрямок проходження основного струму живленопорі шару фотопровідника за рахунок струмів, що ня комірки в шарі фотопровідника, а саме, струм течуть паралельно до площини розміщення шару проходить паралельно до поверхні площини шару фотопровідника шляхом нанесення в багатошарофотопровідника, управління модуляцією світлововій структурі оптично прозорого електроду зі стого потоку здійснюють управляючим оптичним вирони шару фотопровідника по периметру цього промінюванням та величиною, формою імпульсу шару та насвічування шару фотопровідника та частотою напруги живлення комірки. Суттєвою управляючим оптичним випромінюванням із задавідмінністю даного винаходу є і те, що оптично ним просторовим розподілом таким чином, щоб прозорий електрод зі сторони шару фотопровідниобласть насвічування частково або повністю перека розміщають по периметру контуру шару фотопкривала прозорий електрод зі сторони фотопровіровідника, а насвічування шару фотопровідника дника, що дозволить забезпечити неперервний проводять управляючим оптичним випромінюван 5 74545 6 ням із заданим просторовим розподілом таким величині напруги, прикладеної до шару 2. Причому чином, щоб область насвічування частково або розподіл напруги на поверхні шару 2 проходить повністю перекривала зі сторони фотопровідника відповідно до заданого розподілу управляючого прозорий електрод, що забезпечить протікання випромінювання І0. Наприклад, сформувавши струму живлення комірки паралельно до площини управляюче випромінювання І0 у формі фігури, що шару фотопровідника, чим досягають неперервномістить зовнішню однорідно освітлену область, го задания напруги управління на поверхні модуперекриваючу електрод 4 по всьому його перимелюючого шару за рахунок спаду напруги на опорі тру з високою інтнесивністю випромінювання, ташару фотопровідника від протікання струму кою щоби питомий опір шару фотопровідника 3 вздовж шару фотопровідника. був набагато менший за питомий опір матеріалу Даний спосіб реалізують тим, що на основі ісшару з електрооптичними властивостями 2, та нуючих технологій створення оптично керованих внутрішню область (круг) з інтенсивністю випромібагатошарових комірок для модуляції світлового нювання, такою щоби питомий опір шару фотоппотоку прозорий електрод, що розміщений за шаровідника 3 був співмірний з питомим опором маром фотопровідника наносять лише по контуру теріалу шару із електрооптичними властивостями шару фотопровідника, наприклад, шляхом напи2, досягають розподілу напруги прикладеної до лення через маску. Ширина напиленого прозорого шару 2 в межах круга у вигляді параболи обертанелектроду повинна бути достатньою для забезпеня з вершиною в центрі круга. Таким чином реалічення ефективного електричного контакту з шаром зують оптичний прилад із властивостями парабофотопровідника та достатньою для перекривання лічної лінзи. Наприклад, сформувавши його зображенням управляючого випромінювання. управляюче випромінювання І0 у формі фігури, що Напругу живлення прикладають між прозорими містить зовнішню однорідно освітлену область, електродами комірки, а зображення управляючого перекриваючу електрод 4 по всьому його перимевипромінювання проектують на шар фотопровідтру з високою інтенсивністю випромінювання, таника. кою щоби питомий опір шару фотопровідника 3 Пристрій для реалізації способу управління був набагато менший за питомий опір матеріалу модуляцією світлового потоку в оптично керованій шару з електрооптичними властивостями 2, та комірці на основі багатошарової структури схемавнутрішню область (еліпс) з інтенсивністю випротично зображено на Фіг.1 як адаптивний оптичний мінювання, такою щоби питомий опір шару фотопелемент для застосування в якості лінзи. На Фіг.2 ровідника 3 був співмірний з питомим опором масхематично зображено пристрій для застосування теріалу шару із електрооптичними властивостями в якості дзеркала. 2, досягають розподілу напруги прикладеної до Пристрій для реалізації способу управління шару 2 в межах еліпса у вигляді параболи обермодуляцією світлового потоку в оптично керованій тання із змінною кривизною з вершиною в центрі комірці на основі багатошарової структури у складі еліпса. Таким чином реалізують оптичний прилад щонайменше: нанесеного по всій площині комірки із властивостями еліптичної лінзи. Наприклад, прозорого електроду 1, шару речовини з електросформувавши управляюче випромінювання І0 у оптичними властивостями 2, шару фотопровідника формі фігури (прямокутника), що містить дві зов3, прозорого електроду 4 нанесеного по краю пенішні однорідно освітлені області, перекриваючі риметру фотопровідника 3, діелектричного дзерелектрод 4 з високою інтенсивністю випромінюкала 5 для реалізації адаптивних дзеркал або без вання, такою щоби питомий опір шару фотопровінього, управляючого І0 і керованого І випромінюдника 3 був набагато менший за питомий опір мавання, джерела напруги живлення U заданих патеріалу шару з електрооптичними властивостями раметрів величини, форми імпульсу та частоти. 2, та внутрішню область з інтенсивністю випроміПристрій для реалізації способу управління нювання, такою щоби питомий опір шару фотопмодуляцією світлового потоку в оптично керованій ровідника 3 був співмірний з питомим опором макомірці на основі багатошарової структури працює теріалу шару із електрооптичними властивостями наступним чином. 2, досягають розподілу напруги прикладеної до Напругу живлення U прикладають до електрошару 2 в межах внутрішнього прямокутника у видів 1 та 4. Шар фотопровідника 3 освітлюють гляді параболи, причому вершини парабол лежать управляючим випромінюванням І0. Через те, що на відрізку, що ділить внутрішній прямокутник наелектрод 4 нанесено по периметру краю фотопровпіл. Для реалізації за допомогою даного привідника 3, струм між електродом 1 і 4 проходить строю керованого дзеркала між електрооптичним парелельно до площини розміщення шару фотопшаром 2 і шаром фотопровідника поміщають діеровідника 3. Такий хід струму призводить до непелектричне дзеркало 5. Змінюючи інтенсивність та рервного задания спаду напруги на опорі шару просторовий розподіл керуючого випромінювання фотопровідника 3 і неперевного задания управлюІ0, величину напруги живлення комірки U, форму чої напруги на поверхні шару з електрооптичними та частоту імпульсів напруги живлення, досягають властивостями 2. Задаючи розподіл інтенсивності зміни електричних властивостей шару фотопровіуправляючого випромінювання І0, величину напрудника 4 і, відповідно, оптичних властивостей елекги живлення U, форму та частоту імпульсів напрутрооптичного шару 2. Так досягають оптичної моги міняють її спад на опорі шару фотопровідника 3. дуляції та управління керованим випромінюванням Напругу живлення U через опір шару фотопровідІ. Таким чином прилади, побудовані на основі кеника 3 прикладають до шару з електрооптичними рованої оптичної комірки із багатошаровою струквластивостями 2, внаслідок чого у ньому виникне турою дають можливість створення адаптивних явище наведеного двозаломлення пропорційне параболічних, еліптичних, циліндричних та інших 7 74545 8 лінз та дзеркал із змінним фокусом та апертурою. - збільшення діапазону управління оптичними Отриманий таким способом пристрій з нанеможливостями багатошарових комірок. сеним по периметру шару фотопровідника електБібліографічні дані: родом при прикладанні напруги живлення U між 1. Ю.Д. Думаревский, Н.Ф. Ковтонюк, А.И. Сапрозорими електродами 1, 4 та насвічуванні шару вин "Преобразование изображений в структурах фотопровідника 3 управляючим випромінюванням полупроводник-диэлектрик" Москва, Наука, 1987, І0 із заданим розподілом інтенсивності забезпе176стр. чить неперервний розподіл напруги на поверхні 2. А.А. Васильєв, Е.И. Галаванова, И.Н. Коммодулюючого шару 2, і протікання струму вздовж панец "Арифметические и логические операции в шару фотопровідника. схеме с ЖК ПВМС в режиме ОВФ поверхностью" Використання способу модуляції світлового Препринт N185 Физического института им. П.Н. потоку в оптично керованій комірці на основі багаЛебедева АН СССР, Москва, 1990, 23стр. тошарової структури та пристрою для його реалі3. Eddy С. Tam, Shaomin Zhou, and Mike R. зації забезпечить такий технічний результат: Feldman "Spatial light modulator based electro optical - розширення функціональних можливостей imaging system" Applied Optics, 1992, v.31, N.5, оптично керованих багатошарових комірок; p.578-580. - розширення сфери застосування оптично ке4. Патент США №4059346, Horward S. Levine. рованих багатошарових комірок; Robert Winter, Controlled focus mirror with rim - покращення якості реалізації оптичних лінз та controlled flexure. дзеркал завдяки усунення впливу дискретності 5. Патент США №5617109, Michael С. DeJule, задания фазового зсуву на управління модуляцією Nabeel A. Riza, Three terminal liquid crystal lens cell. світлового потоку; 9 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 74545 Підписне 10 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