Модулятор света

Модулятор света

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. МОДУЛЯТОР СВЕТА, содер-, жащий последовательно расположенные прозрачную подложку, прозрачный электропроводящий слой, светочувствительный полупроводниковый слой , диэлектрический деформируемый термопластический слой, гибкий светоотражающий электропроводящий слой, а также источник электрической энергии , общая точка которого соединена С гибким светоотражающим электропро15 15 Л -1 ,. / у / J /// // ////// у/, у/ водящим слоем, а другой вывод/через блок управления соединен с прозрачным электропроводящим слоем, отличающийся тем, что, с целью увеличения временных диапазонов записи, преобразования полутоновой записи в контрастную и запоминания контрастной записи, между светочувствительным полупроводниковьам слоем и диэлектрическим деформируемым термопластическим слоем введен матричный электрод с отверстиями , заполненными материалом с активным сопротивлением, который соединен с общей точкой источника электрической энергии, а светочувствительный полупроводниковый слой вы полнен в виде растра, отверстия СП которого заполнены диэлектриком, и представляет собой P-t структуру. 2. Модулятор по по. 1, о т л ич ающийся тем, что, с целью повьииения качества воспроизведения, ширина элементсде растра составляет 0,2-0,8 периода растра. . со sl 00

„„SU„„1041978

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

«1

Л««,. «> «. «., «

«,«««

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3419837/18-25 (22) 09.04.82 (46) 15.09.83. Бюл. Р.34 (72) Ю.П. Гуща, В.Н. Гаврилов, A.A. Мягков и О.A. Сперанский (71) Московский институт радиотех- ники, электроники и автоматики (53) 535.8(088.8) (56) 1. Патент Японии 9 49-11275, кл. 103 К, 1974.

2. Shiridon N.К. The R»ticon

Family of Erasable Jmage Recording

Devices.3EEE, Transactions of Elec—

tron Devices,v-Е6,19, 1972 Р 9,с. 87. (54 ) (57 ) 1. МОДУЛЯТОР СВЕТА, содер-. жащий последовательно расположенные прозрачную подложку, прозрачный электропроводящий слой, светочувствительный полупроводниковый слой; диэлектрический деформируемый термопластический слой, гибкий свето- отражающий электропроводящий слой, а также источник электрической энергии, общая точка которого соединена с гибким светоотра>кающим электропроводящим слоем, а другой вывод, через блок управления соединен с прозрачным злектропроводящим слоем, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения временных диапазонов записи, преобразования полутоновой записи в контрастную и запоминания контрастной записи, между светочувствительным полупроводниковым слоем и диэлектрическим деформируемым термопластическим слоем введен матричный электрод с отверстиями, заполненными материалом с активным сопротивлением, который соединен с общей точкой источника электрической энергии, а светочувствительный полупроводниковый слой выполнен в виде растра, отверстия которого заполнены диэлектриком, и представляет собой п — р — n — р

2 2 структуру.

2. Модулятор по по. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества воспроизведения, ширина элементов растра составляет

0,2-0,8 периода растра.

1041978

Изобретение относится к модуляции света методами укрепления интенсивностью света с применением деформируемях слоев и может найти применение в устройствах управления светом и оптической обработки инфор- 5 мации.

Известен модулятор света, содеял жащий однокамерную вакуумную колбу с диэлектрической подложкой, покрытую решетчатым электродом, на кото- 10 рый нанесен деформируемый слой (1 ). . Недостатком этого модулятора является невысокое качество изображения промодулированного света, обусловленное необходимостью считывания рельефа на просвет, .при этом решетчатые электроды ухудшают качество модуляции, Наиболее близкий к предлагаемому модулятор света содержит последова- -20 тельно расположенные прозрачную подложку, электропроводяций слой, диэлектрический деформируемый термопластический слой, гибкий светоотражающий электропроводящий слой, а также источ.ник электрической энергии, общая точка которого соединена с гибким светоотражающим электропроводяцим слоем, а другой полюс через блок управления соединен с прозрачным электропроводяцим сло. ем C2>.

К его недостаткам относится ограниченный временной диапазон, а также невозможность преобразования полутоновой записи в контрастную, 35 а следовательно, и запоминания контрастной записи.

Цель изобретения — увеличение временного диапазона записи, преобразование полутоновой записи в 40 контрастную,и запоминание контрастной записи.

Указанная цель достигается тем, что в модулятор света, содержаций посл до те ьио расположенные про- 45 зрачную подложку, прозрачный электропроводящий слой, светочувствительный полупроводниковый слой, диэлектрический деформируемый термопластическкй слой, гибкий светоотражаюций электронроводящий слой, а также источник электрической энергии, общая точка которого соединена с гибким светоотражаюцим электропрово дящим слоем, а другой вывод через блок управления соединен с прозрачным электропроводяцим слоем, между светочувствительным полупроводниковым слоем и диэлектрическим деформируемым термопластическим слоем введен матричный электрод с отверсти-60 ями, заполненными материалом с активным сопротивлением, который соединен с обцей точкой источника электрической зиергии, а светочувствительный полупроводниковый слой вы- б5 полнен в виде растра, отверстия которого заполнены диэлектриком, и представляют собой — p — n р„ структуру.

Кроме того, ширина элементов растра составляет 0,2-0,8 периода растра

: На фиг, 1 представлена принципиальная схема модулятора света> на фиг. 2 - разрез A-A на фиг. 1> на фиг. 3 — вольт-амперная характеристика светочувствительной полу"проводниковой структуры.

Модулятор света содержит прозрачную подложку 1, покрытую прозрачным электропроводящим слоем 2. На слой

2 нанесен слой светочувствительной полупроводниковой структуры, выполненной г. виде растра, причем промежутки элементов раствора заполнены диэлектриком 3. Светочувствительная полупроводниковая структура представляет собой последовательное соединение слоев 4, 5, б и 7, выполненных в виде n — р — n -р струк2 2 туры. На светочувствительный полупроводниковый слой нанесен матричный электрод 8, отверстия которого совпадают с элементами растра светочувствительной полупроводниковой структуры, причем в отверстиях матричного электрода 8 располагают материал с активным сопротивлением

9. На матричном электроде 8 располагают также диэлектрический деформируемый термопластический слой 10 °

На свободную поверхность деформируемого слоя 10 нанесен гибкий светоотражающий электропроводящий слой 11.

При этом слои 4 и 7 светочувствительной полупроводниковой структуры имеют электрический контакт .с электропроводяцим слоем 2 и с материалом с активным сопротивлением 9 соответственно, а матричный электрод 8 и светоотражаюций слой 11 соединены с общей точкой 12 источника электрической энергии 13, другой вывод которого соединен через блок 14 управления с электропроводя,щим слоем 2. Со стороны подложки 1 проецируется световое изображение 15.

Модулятор света работает следующим образом.

При проецировании иэображения

15 на светочувствительную структуру в светлых участках в коллекторном переходе p>-n слои 5 и б под действием света происходит лавиннная ионизация, и переход ð2-и„ скачком переходит в другое устойчивое состояние — открытое (фиг. 31. При этом сопротивление светочувствитель ной структуры 10 8 Ом уменьшается на б-7 порядков до 0,1 Ом. Переход р>-п„находится в открытом состоянйи до тех пор, пока по электрической цепи, образованной источником

10, Ц. 9 ляет осуществлять длительное хранение записанной информации. Для этого при размыкании электрической цепи блоком 14 управления термопластический слой 10 охлаждают ниже точки плавления термопластического слоя, и записанный рельеф застывает.

Для преобразования полутоновой. записи в контрастную необходимо световое иэображение 15 спроецировать на светочувствительную полупроводниковую структуру, а напряжение источника 13 электрической энергии подобрать таким образом, чтобы коллекторный переход слоев 5 и 6 открывался при наименьшей градации яркости изображения 15. В этом слу:чае ток во всех освещенных элементах светочувствительной полупроводниковой структуры будет одинаков, независимо от освещенности.

Чувствительность записи модулятора света зависит от толщины термопластического слоя 10, который обычно выполняют толщиной не более

50 мкм. Это обусловлено временем нагрева термопластического слоя 10 до точки плавления, так как при значительных толщинах требуется значительное время разогрева. При этом элементы светочувствительной полупроводниковой структуры выполняют" с шириной равной 0,2-0,8 периода растра структуры. При значении размеров более 0,8 периода растра структуры происходит проплавление термопластического слоя 10 между элементами растра,что приводит к образованию паразитного рельефа и,следова13, проводящим слоем 2, элементом— светочувствительной полупроводниковой структуры, активным сопротивлением 9 и матричным электродом 8, протекает ток. При этом основная часть напряжения источника 13 оказывается.приложенной.к материалу с активным сопротивлением. 9. Следовательно, а центре отверстий матричного электрода 8 на поверхности материала с активным сопротивлением 9 10 действует напряжение, близкое к напряжению источника 13. С перемещением к краю отверстия напряжение на поверхности активного сопротивления уменьшается до нуля. Этим до- )5 стигается поперечная модуляция элек- . трического поля в плоскости матричного электрода 8. В неосвещенных элементах светочувствительной полупроводниковой структуры сопротивление элементов велико по сравнению с активным сопротивлением 9 и основная часть напряжения источника

13 приложена к элементу светочувствительной полупроводниковой струк- . туры. Следовательно, в центре отверстий матричного электрода 8 на поверхности материала с активным сопротивлением 9 напряжение близко к нулю, что приводит к отсутствию модуляции электрического поля. Модуляция электрического поля будет также отсутствовать между сплошной поверхностью матричного электрода

8 и гибким светоотражающим электро- . проводящим слоем 11. Таким образом, 35 в плоскости матричного электрода

8 действует поперечно-.модулированное электрическое поле, величина модуляции которого зависит от уровня напряжения источника 13 электричес- gp кой энергии. При этом ток, протекая через материал с активным сопротивлением 9, выделяет тепло на нем, что вызывает локальное нагревание диэлектрического деформируемого, 45 термопластического слоя 10 до вязкоупругого состояния, а электрическое . поле, действуя на слой 10, вызывает образование, геометрического рельефа, который деформирует гибкий светоотражающий электропроводящий слой

11, в соответствии с проецируеьюм световым изображением 15. Рельеф на слое 11 модулирует световой поток, падающий на этот слой. Для стирания рельефа необходимо при отключенном источнике 13 термопластический слой 10 довести до размягченного состояния каким-либо из известных способов (например, высокочас- ."тотным нагревом ), при этом рельеф 60 стирается под действием сил поверхностного натяжения.

Переход от закрытого к открытому.

;состоянию коллекторного перехода слоев 5 и б происходит под действи- 65 ем светового импульса 15, время которого может быть 10 еc и выше.

По окончании светового импульса коллектарный переход слоев 5 и б остается открытым, а переход от открытого в закрытое состояние осуществляют размыканием электрической цепи с помощью блока 14 управления. Такой режим модулятора света позволяет использовать оптические сигналы, длительность которых меньше времени образования деформаций диэлектрического деформируемого термопластического слоя 10 ° При этом можно регулировать длительность памяти модулятора в широком диапазоне, изменяя интервал времени размыкания электрической цепи блоком 14 управления, при размягченном слое 10. Кроме того, модулятор света позвотельно к ухудшению качества воспроизведения, а также к повышенному потреблению энергии на дополнительный разогрев. При размерах менее 0,2 периода растра структуры уменьшается использование информационного поля модулятора, что приводит к уменьшению разрешающей способности модулятора и, следовательно, к ухуд1041978

Составитель Н.Назарова

Редактор А.Маковская Техред И.Метелева Корректор В.Гирняк

Эаказ 7123/47

Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская. наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

1 шению качества воспроизведения.

Разрешающая способность модуляторов света,.как правило, составляет не менее 10 линий на миллиметр. При этом оптимальные параметры светочувствительной полупроводниковой структуры при толщине термопластического слоя 10 10-50 мкм составляют. период растра элементов TT-(20100 ) мкм, линейные размеры элементов растра — 0,5 Т.

Таким образом, предлагаемый модулятор имеет более широкий временной диапазон воздействия управляю5 щего оптического сигнала и обеспечивает воэможность преобразования . полутоновой записи в контрастную и запоминания контрастной записи.