Эластомерный оптический усилитель света Советский патент 1984 года по МПК G03G16/00 

Изобретение относится к технике оптической записи и отображения информации.

Известны оптические усилители света, основанные на применении эластомерных деформируемых сред совместно с фоточувствительньми слоями на основе полупроводников. Изменение формы поверхности эластомерной диэлектрической среды, производимое за счет воздействия на нее электростатического поля, изменяет направление проходящего или отраженного светового потока. В этих устройствах, носящих в литературе названиео и fj Rut icon, электростатическое поле возникает при приложении напряжения к фотополупроводниковому слою и к жидкому металлическому отражающему электроду («С Ruticoii) или к электроду, работающему в среде с тлеющим разрядом ф Rut icon) l. .

Недостатком этих устройств является то, что фоточувствительный слой полупроводника подвергается воздейстВИЮ как записывающего, так и считывающего света, что уменьшает время

хранения записанной информации.

Кроме того,,о6 Ruticon имеет пониженную чувствительность и сравнительно невысокое пространственное разрешение, связанное с тем, что поверхность эластомера не является свободной, а покры а достаточно жестким жидким металлическим слоем. В свою очередь И Ruticon обладает низкой дифракционной эффективностью, так как он работает на пропускание света при считывании информации.

Наиболее близким к предлагаемому является усилитель света типа ( Ruticon, который содержит последовательно нанесенные на прозрачную подложку прзрачный электропроводящий слой - слой фотополупроводника, слой эластомерадиэлектрика и гибкое металлическое зеркало.

Устройство работает следующим образом.

Постоянное напряжение смещения подается на прозрачный электропроводящий слой и гибкое металлическое зеркало, а значит,и на слой фотополупроводника. При воздействии записывающего света, падающего на слой . фотополупроводника со стороны подложки, равномерное распределение электр ического поля в слое эластомера изменяется. При этом пондеромоторные силы электрического поля деформируют слой эластомера, создавая на поверхности -гибкого металлического зеркала геометрический рельеф. Преобразование этого геометрического рельефа происходит при -падении считывающего света на поверхность гибкого металлического зеркала навстречу записываю. щему свету 2J .

Недостатками известного устройств являются пониженная чувствительность и невысокое пространственное разрешение, определяемые тем, что на слой эластомера нанесено жесткое по сравнению с эластомером металлическое зеркало.,

Цель изобретения - повьш1ение чувствительност и пространственного разрешения эластомерного оптического усилителя света.

Указанная цель достига ется тем, что в эластомерный оптический усилитель света, содержащий прозрачную подложку, на которой последовательно расположены прозрачный электропроводящий слой и слой фотополупроводника слой эластомера-диэлектрика, введены слой непрозрачного диэлектрика, многослойный диэлектрический отражатель, слой эластомера-проводника, причем на слое фотополупроводника последовательно размещены слой непрозрачного диэлектрика, многослойный диэлектрический отражатель, слой эластомера-диэлектрика, на которьй нанесен слой эластомера-проводника.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого усилителя.

На прозрачную подложку 1 последо -r,JLL,f

вательно нанесены прозрачный злектропроводящий слой 2 (например, ЗплОа), слой фотополупроводника 3 (например, Od-Se), сдой непрозрачного диэлектрика 4, многослойный диэлектрический отражатель 5, выполненный в вцде чередующихся слоев с большим (например сульфид цинка ZnS) и малым (например криолит NajAlf) показателем преломления с оптической толщиной каждого в четверть длины волны света, слой эластомера-диэлектрика 6, (например, полиорганосилоксановый каучук, с использованием отвердителей холодного сшивания и пластификаторов) и слой эластомера-проводника 7 (например, желатина с глицериновой основной). Усилитель света работает следующим образом. Источник напряжения подсоединяется между прозрачным электропроводящим слоем 2 и слоем эластомера-проводкика 7. При затемненном фотополупроводг никовом слое 3 поперек слоя эластомера-диэлектрика 6 создается равномерное электрическое поле. В результате возникает пондеромоторная сила деиствующая на границе раздела между слоем эластомера-диэлектрика 5 и слоем эластомера-проводника 6. Так как электрическое поле, а следовательно, и сила равномерно распределены по noверхности, то деформации на поверхности эластомера-диэлектрика не возникайт. , Если фотополупроводниковый слой освещен в течение короткого промежутка времени, то электрические заряды движутся по направлению к границе между слоем фотополупроводника 3 и слоем непрозрачного диэлектрика 4j где они улавливаются и образуют поверхностный слой зарядов. Эти заряды модулируют однородное электрическое поле и вызывают пространственное изменение пондеромоторной силы, действующей на поверхности эластомерадиэлектрика. Тонкий слой эластомерапроводника 7, имеющего тот же модуль упругости, что и слой эластомерадиэлектрика, также деформируется. Возникающая поверхностная деформация зависит от пространственного градиента освещенности записывающего света. Считывающий свет падает на поверхность эластомера-проводника со стороны обратной записывающему свету и, пройдя через деформированные прозрачные слои эластомера-проводника и эластомера-диэлектрика, истытывает отражение на многослойном диэлектрическом отражателе 5. Это зеркало состоит из чередующихся прозрачных слоев, оптическая толщина каждого из которых равна четверти длины волны считывающего света. Для видимого света очень удобными являются сульфид цинка и криолит. Благодаря отраженияьг на границах раздела слоев получается больщое число интерферирующих лучей, например лучи 1, 2, 3, 4 5 для отраженного света. Эти лучи при отражении интерферируют на усиление, а при прохождении - на ослабление, В случае числа слоев, приближающегося к десяти, коэффициент .поглощения таких зеркал составляет около 0,1%, а коэффициент полезного действия очень близок к единице. Для исключения влияния на слой фотополупроводника 3 остаточного света служит тонкий слой непрозрачного диэлектрика 4, Далее свет, отраженный от диэлектрического зеркала, вновь проходит деформированные слои эластомера-диэлектрика и эластомера-проводника. Деформация влияет только на фазу отраженного света и является фазовым рельефом. Используя оптическую пширен-систему, можно преобразовать фазовое изображение в обычное, изменение интенсивности света в котором непосредственно зависит от соответствующей амплитуды деформации. Предлагаемый усилитель света обеспечивает существенное увеличение пространственного разрещения, так как на поверхность эластомерадиэлектрика нанесен не жесткий металлический отражающий слой, а слой эластомера-проводника, имеющего тот же модуль упругости, что эластомердиэлектрик. Кроме того, значительно увеличена чувствительность усилителя за счет двукратного прохождения считывающего света через деформированную поверхность эластомеров.

ЭЛАСТОМЕРНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ СВЕТА, содержащий прозрачСча1Пь 6ающ1/й cSe/n --- -rvrzxiZrzr/Cz:- -г: -„л : ; lit It Saaacbffatoufou cSem ную подложку, на которой последовательно расположены прозрачный электропроводящий слой и слой фотополупроводника, слой эластомера-диэлектрика, о тличающийся тем, что, с целью повышения его оптической чувствительности и пространственного разрешения, введены слой непрозрачного диэлектрика, многослойный диэлектрический отражатель и слой эластомерапроводнига, причем на слое фотополупроводника последовательно размещены слой непрозрачйого диэлектрика, многослойный диэлектрический отражатель, слой эластомера-диэлектрика, на который нанесен слой эластомера-проводника.. (Л ///// //.//, / / / А / ;