Сканирующее устройство Советский патент 1983 года по МПК G06K7/14 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах считывания, визуализации и обработки иформации в ИК- и СВЧ-диапазонах.

Известно сканирующее устройство, содержащее германиевую панел и сетку, размещенные в электроннолуче.вой трубке. Работа такого устройства основана на сканировании германиёвой -панели электронным лучом, плотность электронов и энергия которого выбираются в пределах, обеспечивающих наибольший скачок отраженияС1J.

Недостатком устройства является узкий рабочий диапазон длин волн, связанный с зависимостью параметров устройства (электропроводности толщины панели, расстояния панели о сетки и т.д. ). от длины волны излучения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сканирующее устройство, содержащее оптически прозрачную подложку с нанесенной на одну из ее поверхностей отражающей пленкой и источник поглощаемого ИзлученияГ2J.

Недостатком известного устройства также является узкий рабочий диапазон длин волн, связанный с резонансным характером работы устройства.

Цель изобретения - расширение области применения путем обеспечения возможности работы в широком частотном диапазоне.

Поставленная.цель достигается тем, что в сканирующее устройство, содержащее оптически прозрачную подложку с нанесенной на одну из ее поверхностей отражающей пленкой и источник -поглощаемого излучения, введен со стороны отражающей пленки источник локального .импульсного подогрева, причем отражающая пленка вьзполнена из материала с фазовым переходом металл - полупроводник и скачкообразной зависимостью поглощенной мощности, а источник поглощаемого излучения расположен со стороны оптически прозрачной под. ложки.

На чертеже представлена принципиальная схема сканирующего устрой.ства..

Устройство содержит оптически прозрачную подложку 1, отражающую пленку 2, выполненную с фазовым переходом металл-полупроводник и скачкообразной .зависимостью поглощенной мощности, источник 3 локального импульсного подогрева, пленочный подогреватель 4, электроды 5, диэлектрическую пленку б, источник ЭДС 7, источник 8 поглощаемого излучения.

На чоптически прозрачную подложку 1, выполненную, например из слюды, нанесена отражающая пленка 2 с фазовым переходом металл - полупрсзводник и скачкообразной зависимостью поглощенной мощности (например, двуокиси ванадия VO . Эти свойства материала означает, что при температурах ниже фазового перехода (т Tj, где Т - температура фазового перехода материала ) материал находится в полупроводниковом состоянии и слабо поглощает излучение, а при температуре Т| двуокись ванадия скачком переходит в металлическое- состояние и в состояние сильного поглощения.(Других материалов, кроме V02. , обладающих обоими указанньпми свойствами, пока неизвестно ), Под оптически прозрачной подложкой 1 расположен источник 8 поглощаемого излучения, в качестве которого может быть использован источник излучения видимого или ИК-диапазонов, не обязательно когерентный. С одной стороны отражающей пленки 2 расположен источник 3 локального импульсного подогрева, который может быть выполнен в виде пленочного подогревателя 4, например из NiCr с электродами 5, отделенного от отражающей пленки 2 диэлектрической пленкой 6 ( например Si02)и источника ЭДС 7, подсоединенного к электродс1м 5. Источник локального импульсного подогрева может также представлять собой импульсный узконаправленный источник поглощаемого излучения.

Сканирующее устройство работает следующим образом,

В исходном .состоянии, когда истоник 8 поглощаемого излучения и источник 3 локального подогрева отключены, пленка V02 находится в полупроводниковом состоянии, характеризующемся коэффициентом отражения, близким к нулю. Следовательно, устройство не считывает изображение в плоскости которого находится. При включении источника 8 поглощаемого излучения его. излучение через слюду радает на пленку V02 . Поскол,ку пленка V02 при температуре ниже температуры фазового перехода находится в состоянии слабого поглощения, излучение источника 8 поглощаемого излучения почти н поглощается в пленкеи, следовательно, не нагревает ее до температуры фазового перехода. Оставаясь в полупроводниковом состоянии, она по-прежнему мало отражает, и поэтому устройство не считывает изображения. При включении источника 3 локального импульного подогрева элемент пленки V02 , находящийся под ним, нагреваясь, переходит в металлическое состоя- . ние, а поскольку при температуре Тц V02 скачком меняет поглощение, излучение источника 8 поглощаемого излучения, падающее на всю площадь .отражающей пленки, поглощается именно в локально разогретом элементе. Вследствие теплопроводности соседняя часть пленки также разогревается и переходит в металлическую фазу и в состояние сильного поглощения, что приводит к дополнительному -разогреву за счет энергии излучения источника 8. Вследствие теплопроводности разогревается соседняя область пленки и процесс, перехода в металлическую фазу распространяется вдоль пленки. Происходит, таким образом, послег довательный нагрев элементов пленки V02 (хотя засвечена она равномерно по площади и непрерывно во времени ), означающий последовательный переход элементов зеркала в состояние- сильного отражения. Поэтому изображение, в плоскости которого находится устройство, будет последовательно им сканироваться.

Режим освещения панели диктуется следующими соображениями. В интер.(

вале плртностей мощности от.р

: о(Г„-т,) :.. V

р a i JS--21темпе

температура Панели может 2 А-,

быть как ниже температуры фазового перехода, так и выше, в зависимости от того, имеется дополнительный локальный подогрев или нет. Если плотность мощности меньше меньшего -значения р , то вся пленка V02 бУдет находиться в- полупроводниковсми состоянии и локальный подогрев ее так и останется локальным. Если плот-, ность мощности больше большего значения I В.СЯ пленка будет в металлической фазе, независимо от локального подогрева.

В предлагаемом техническом решении диапазон частот определяется свойствами материала, из которого выполнена панель. Для двуокиси ванадия, например, этот диапазон включает инфракрасную исубмиллиметровую части спектра. При переходе с одной частоты на другую никакой допол нительной перестройки произв.одить не требуется, а считываемое излучение Можетбыть как монохроматическим, так и интегральным с широкой полосой частот.

Экономический эффект от использования устройства обусловлен его техническими преимуществами.

СКАНИРУЮЦрЕ УСТРОЙСТВО, СОдержащее оптически прозрачную подложку с нанесенной на одну из,ееповерхностей отражающей пленкой и источник поглощаемого излучения, о тличающееся тем, что,, с целью расширения области применения путем обеспечениявозможности работы в широком частотном диапазоне, оно содержит со стороны отражающей пленки источник локального импульсного подогрева, причем отражающая пленка выполнена из материала с фазовым переходом металл - полупроводник и скачкообразной зависимостью поглощенной мощности,- а источник поглощае-. мого излучения расположен со стороны оптически прозрачной подложки. (Л t 4 оо О) СО