Пространственно-временной модулятор света Советский патент 1984 года по МПК G02F1/03 G11C11/42 

оо

ND

00

Г)

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для улучшения качества изображений методами маскирования, дифференцирования изображений, а также для преобразования изображений, получаемых в некогерентном свете, в когерентные.

Известны пространственно-временные модуляторы света (ГТВМС), использующие в качестве модулирующей среды электрооптические кристаллы I.

Недостатком данных устройств является то, что реализация операции вычитания, необходимой для осуществления частотной фильтрации изображений (методы маскирования), дифференцирования изображений, создания псевдорельефа и т. д. осуществляется в две экспозиции, что ограничивает класс обрабатываемых изображений в связи с низким быстродействием.

Наиболее близким к предлагаемому является ПВМС, обеспечивающий возможность осуществления операции вычитания изображений за одну экспозицию. Устройство содержит последовательно расположенные первый прозрачный электрод, первый диэлектрический слой, первый монокристаллическийфоточувствительныйслой, обладающий эффектом Поккельса, диэлектрическое зеркало, второй прозрачный электрод, второй монокристаллический фоточувствительный слой, обладающий эффектом Поккельса, второй диэлектрический слой, третий прозрачный электрод 2.

Однако известное устройство не позволяет осуществлять дифференцирование изображений в полярных координатах.

Цель изобретения - обеспечение возможности дифференцирования в полярных координатах.

Поставленная цель достигается тем, что в пространственно-временной модулятор света, содержащий последовательно расположенные первый прозрачный электрод, первый диэлектрический слой, первый монокристаллический фоточувствительный слой, обладающий эффектом Поккельса, диэлектрическое зеркало, второй прозрачный электрод, второй монокристаллический фоточувствительный слой, обладающий эффектом Поккельса, второй диэлектрический слой, третий прозрачный электрод, введены четвертый прозрачный электрод, |5азмещенный между монокристаллическим слоем и диэлектрическим зеркалом, и упорядоченный световолоконный жгут, выполненный из однокодовых волокон эллиптического сечения, размещенный между диэлектрическим зеркалом и вторым прозрачным электродом.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит прозрачные электроды 1, 2, 3 и 4, монокристаллические фоточувствительные слои 5 и 6, диэлектрические слои 7 и 8, диэлектрическое зеркало 9, световолоконный жгут 10.

Устройство работает следующим образом.

На ограниченные прозрачными электродами 1 и 2, 3 и 4 структуры, содержащие прозрачный диэлектрический слой 7 и 8 и монокристаллический фоточувствительный слой 5 или 6, подают напряжение и. При этом одно из изображений

0 fi (х, Y) проецируют на ПВМС с одной стороны, а f (х, Y) - с другой (длина волны света соответствует максимуму фотопроводимости слоев 5 и 6). Вследствие фотопроводимости на первом из монокристаллических слоев 5 формируется потенциадьный рельеф Ui fj (х, у), на втором 6 - Ui f2(x, у). В силу того, что монокристаллические слои обладают электрооптическими свойствами, плоскополяризоваиный считывающий поток, проходя через

Q эти слои, испытывает двулучепреломление, величина которого пропорциональна разности напряжений и визуализируется после прохождения анализатора в плоскости изображения в виде распределения интенсивности

5 Io(x, (f t -y J-Ualf «,VJ (j)

я/z

где lo - интенсивность считывающего светового потока;

- полуволновое напряжение моиокристаллических слоев.

0 Наличие диэлектрического зеркала 9, отражающего световой поток записи, позволяет избежать взаимного паразитного влияния записываемых изображений.

Световолоконный жгут 10, размещенный между одним из прозрачных электродов 2 или 3 и диэлектрическим зеркалом 9, передает световое поле считывающего пучка с выхода одного монокристалла на вход другого и дает возможность осуществить механическую развязку двух структур 0 1, 7, 5, 2 и 3, 6, 8, 4. При этом, поскольку эффект вычитания основан на изменении вторым кристаллом поляризации света заданный первым, он достигается лищь в случае, если упорядоченный световолоконный жгут выполнен из волокон, передающих состояние поляризации, например волокон эллиптического сечения. В случае, если между кристаллами находится элемент, искажающий поляризацию, на выходе из устройства получается поле случай0 ных поляризаций, которое будет суммироваться с результатом вычитания.

Введение в устройство второго внутреннего электрода, размещенного между монокристаллическим слоем и диэлектрическим 5 зеркалом, обеспечивает его работоспособность, так как в случае его отсутствия невозможно подать электрическое поле на один из монокристаллических слоев и. следовательно, невозможно зарегистрировать одно из вычитаемых изображений. Размещение же его между диэлектрическим зеркалом и световолоконным жгутом привело бы к резкому снижению точности операции вычитания. Расположение дополнительного электрода между монокристаллическим слоем 5 и диэлектрическим зеркалом 9 позволяет уравнять емкости диэлектрических слоев 7 и 8. Так как процесс регистрации является нелинейным и зависимость напряжения на кристаллах от интенсивности записывающего света определяется выражением , ел где УО напряжение на структуре; С -емкость диэлектрических слоев; Сьр-емкость монокристаллического слоя; К -постоянный коэффициент, С -время записи. то при выравнивании емкостей диэлектрических слоев коэффициенты перед экспонентной и все показатели становятся одинаковыми при регистрации вычитаемых изображении и как следствие этого операция вычитания осуществляется более точ. но. Возможность вычисления в полярных координатах технически обеспечивается разворотом относительно одна другой ninocкостей двух частей ПВМС, закрепленных на концах жгута. По сравнению с наиболее перспективными широко используемыми ПВМС типа «PROM и «Phototitus данный модулятор позволяет осуществлять дифференцирование в полярных координатах, а в таких операциях вычитания осуществляет за одну экспозицию; обеспечивает вычитание быстро изменяющихся и смещающихся друг относительно друга изображений; обладает высоким быстродействием; удобен в эксплуатации; обладает более высокой точностью.

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ МОДУЛЯТОР СВЕТА, содержащий последовательно расположенные первый прозрачный электрод, первый ди электрический слой, первый монокристаллический фоточувствительный слой, обладающий эффектом Поккельса, диэлектрическое зеркало, второй прозрачный- электрод, второй монокристаллический фоточувствительный слой, обладающий эффектом Поккельса, второй диэлектрический слой, третий прозрачный электрод, отличающийся тем, что, с целью дифференцирования изображения в полярных координатах, в него дополнительно введены четвертый прозрачный электрод, размещенный между первым монокристаллическим i слоем и диэлектрическим зеркалом, и световолоконный жгут, выполненный из одно(Л кодовых волокон эллиптического сечения, размещенный между диэлектрическим зерС калом и вторым прозрачным электродом. У