Оптический управляемый вентиль Советский патент 1992 года по МПК G02F3/00 G02B5/20 

1

(21)4218954/63 (22) 27.02.87 (46)23.09.92. Бюл. Ns 35

(71)Московский институт электронного машиностроения

(72)Б.С.Морозов и В.Я.Прибытков

(56) Б.Р.Белостоцкий, Ю.В.Любавский и др. Основы лазерной техники. - М.: Советское радио,с. 138-139, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 1315921, кл. G 02 Р 5/10, 1986.

(54) ОПТИЧЕСКИЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЕНТИЛЬ

(57) Изобретение относится к оптическим устройствам, а именно к оптическим логическим устройствам. Цель изобретения - увеличение числа реализуемых устройством логических функций. Оптический управляемый вентиль включает фильтр и диффузный рассеиватель. С целью увеличения числа реализуемых логических функций в устройство дополнительно введен диффузный рассеиватель, при этом фильтр расположен между диффузными рассеивателями. 1 ил.

Изобретение относится к оптоэлектро- нике и может быть использовано в качестве элемента оптической развязки, модулятора или коммутатора светового потока.

Известен оптический вентиль, содержащий прозрачный материал, обладающий эффектом Фарадея, помещенный в магнитное поле и расположенный между двумя поляризаторами.

Недостатками такого вентиля являются сложность конструкции и его эксплуатации, т.к. для охлаждения прозрачного материала используют жидкий азот; невозможность получения больших размеров вентиля для работы с широкими пучками света; невозможность управления вентильным эффектом.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является оптический вентиль, содержащий оптически связанные фильтр с избирательным по углу светопропусканием и диффузный рассеива- тель.

Недостатком известного оптического вентиля является отсутствие возможности управления вентильным эффектом, что ограничивается его функциональные возможности и, следовательно, сужает область его использования.

Целью изобретения является увеличение числа реализуемых логических функций.

Поставленная цель достигается тем, что фильтр с избирательным по углу светопропусканием расположен между двумя управляемыми светорассеивателями.

Вновь введенные признаки обуславливают появление новых технических свойств, а именно четыре возможных состояния вентиля: два состояния с взаимно противоположными направлениями преимущественного светопропускания вентиля и два состояния, обеспечивающие полную блокировку светового пучка и его пропускание в любом направлении.

На чертеже представлено поперечное сечение оптического управляемого вентиля с управляемыми светорассеивателями на жидком кристалле с динамическим рассеянием.

Оптический управляемый вентиль содержит две жижкокристаллические ячейки 1 и 2, между которыми расположен фильтр. Каждая жидкокристаллическая ячейки 1 и 2 состоит из двух стеклянных пластин 4, 5 и 6,

сл

ч о

ю ю

7,снабженных прозрачными электродами

8,9 и 10, 11, между которыми заключены слои жидкого кристалла 12 и 13 с эффектом динамического рассеяния. К электродам 9,

10 и 11 через ключи 14 и 15 подключены источники 16 и 17 возбуждающего напряжения соответственно. Фильтр 3 состоит из прозрачной пластины 18, в которой расположены тонкие параллельные друг другу светопоглощающиежалюзи 19. Ширинажа- люзи может быть например, 0,25 мм, а расстояние между ними - 0,125 мм. Возможны и другие соотношения между шириной и расстоянием между желюзи, обеспечивающие избирательное по углу светопропуска- ние.

Вентиль работает следующим образом.

При разомкнутых ключах 14 и 15 слои жидкого кристалла 12 и 13 прозрачны. Световой пучок, входящий перпендикулярно в стеклянную пластину, проходит через жидкокристаллическую ячейку 1, фильтр 3 параллельно пластинам жалюзи 19 и через жидкокристаллическую ячейку 2 без ослабления. В этом случае световой пучок прой- дет без ослабления и в обратном направлении. Если ключ 14 замкнут, а ключ 15 разомкнут, то в слое жидкого кристалла 12 ячейки 1 будет происходить рассеяние светового пучка, входящего в ячейку 1, вследствие чего большая часть его поглотится на жалюзи и на выход через ячейку 2 пройдет лишь незначительная часть светового потока. При обратном прохождении светового пучка он последовательно прохо-

16

W

т

дит без ослабления через ячейку 2 и фильтр 3, а затем диффузионно пропускается рассеивающим слоем ячейки 1. Таким образом, коэффициент пропускания пучка света со стороны ячейки 1 будет меньше, чем при обратном прохождении пучка. Аналогично работает оптический вентиль при замкнутом ключе 15 и разомкнутом ключе 14. В этом случае меняется только направление преимущественного светопропускания вентиля, а именно коэффициент пропускания пучка со стороны ячейки 2 будет меньше, чем в обратном направлении. Если оба ключа 14, 15 замкнуты, то вентиль блокирует световой пучок, входящий как со стороны ячейки 1, так и со стороны ячейки 2, т.к. в обоих случаях световой пучок вначале диф- фузно рассеивается ячейками 1 или 2, а затем поглощается в фильтре 3.

Таким образом, имеют место четыре состояния управляемого оптического вентиля.

Формула изобретения Оптический управляемый вентиль, включающий фильтр с избирательным по углу светопропусканием и первый диффузный рассеиватель, отличающийся тем, что, с целью увеличения числа реализуемых логических функций, введен второй диффузный рассеиватель, при этом оба диффузных рассеивателя снабжены средством управления светорассеиванием, а фильтр с избирательным по углу светопропусканием расположен между диффузными рассеива- телями.

Л

/

п

/