Двумерный оптический модулятор с термокомпенсацией Советский патент 1992 года по МПК G02F1/05 

Изобретение относится к оптическим методам обработки информации, в частности может применяться для избирательной пространственной модуляции света.

Целью изобретения является повышение контрастности двумерного оптического модулятора.

На фиг. 1 изображен двумерный оптический модулятор с термокомпенсацией; на фиг. 2 - характерная температурная зависимость электрооптического коэффициента кристаллов вблизи фазового перехода с отличающимися точками Кюри.

Предлагаемый модулятор содержит подложки 1 с электродами, первый 2 элемент из электрооптического материала с

точкой Кюри ТК1, второй элемент из электрооптического материала с точкой Кюри Тка.

Подложки с электродами 1 выполнены из оптического материала с коэффициентом преломления и спектральным диапазоном, равным или близким к коэффициенту преломления и спектральному диапазону первого 2 и второго 3 элементов из электрооптического материала с точками Кюри TKi и ТК2 соответственно, например, из плавленого кварца марки КВ. В подложке с электродами 1 выполнены выступы, например, путем шлифовки или травления в монолитной пластине канавок шириной, например, 0,2 мм или менее либо раздельного их изготовления с последующей фиксацией. Глубина канавок определяется количеством

ч ел 1

««Ј

подводящих электрических проводников и их конструктивным выполнением. На выступы подложек 1 наносятся, например, металлические кольцеобразные (или про- зрачнопроводящие)электроды, размер и количество которых определяется размерами и количеством первого 2 и второго 3 элементов из электрооптического материала с точками Кюри Тк1 и Тк2 соответственно.

Первый 2 и второй 3 элементы из электрооптического материала с точками Кюри Тк1 и ТК2, соответственно, выполнены, например, из кристаллов ДКДР с различной степенью дейтерирования на продольном электрооптическом эффекте. Например, степень дейтерирования первого 1 элемента из электрооптического материала с точкой Кюри ТК1 составляет 88%, что соответствует зависимости I (фиг.2), степень дейтерирования второго 3 элемента из электрооптического материала с точкой Кюри ТК2 составляет 92%. что соответствует зависимости 11 (фиг.2).

Выполнение первого 2 м второго 3 элементов из электрооптического материала с точками Кюри ТК1 и ТК2 осуществляется, например, следующим образом. На одной из сторон пластины из электрооптического материала выполняются выступы размером, например, 0,5x0,5 мм2 и менее путем, например, шлифовки или травления в ортогональных направлениях пазов шириной, например, 0,2 мм или менее и глубиной, например, 0,3 мм или менее. Полученная таким образом профилированная пластина приклеивается, например, оптическим клеем к подложке 1 с электродами так, чтобы обеспечить соосность выступов и электродов. Затем пластина из электрооптического материала шлифуется со стороны плоской части до получения отдельных первого 2 и второго 3 элементов из электрооптического материала толщиной 0,3 мм. Увеличение толщины первого 2 и второго 3 элементов из электрооптического материала (например, ДКДР) ведет к рассеиванию света из доменной структуры при работе кристалла в сег- нетоэлектрической фазе, т.е. за точкой Кюри (кривые слева от точек Кюри, фиг.2).

Затем подложки 1 с электродами своими выступами с приклеенными к ним первым 2 и вторым 3 элементами из электрооптического материала оптически соединяются с соответствующими выступами с электродами других подложек 1 с электродами и образуется двумерный модулятор с термокомпенсацией.

При сборке весь оптический блок сжимается с усилием достаточным для демпфирования механических колебаний в первом

2 и второй 3 элементах из электрооптического материала с точками Кюри ТК1 и Ткз.

Устройство работает следующим образом.

Первый 2 и второй 3 элементы из электрооптического материала, например, ДКДР, с точками Кри ТК1 и Т«2, соответственно, охлаждаются до температуры То (рис.2). При этой температуре, которой соответствует

точка пересечения кривых, соответствующих фазовым состояниям кристаллов, например, первый 2 элемент из электрооптического материала с точкой Кюри ТК1 находится в параэлектрической фазе, а второй 3

элемент из электрооптического материала с точкой Кюри ТК2 в сегнетоэлектрической фазе, но оба характеризуются одинаковыми электрооптическим коэффициентом гезс . При повышении температуры любого из например, первого 2 элемента из электрооптического кристалла, на (+ А J) происходит соответствующее уменьшение электрооптического коэффициента на (- Агез) в первом 2 элементе из электрооптического материала и повышение на такую же величину на (+ Агбз)электрооптического коэффициента в соответствующем втором 3 элементе из электрооптического материала.

Аналогичная ситуация получается и при

понижении температуры любого, например, первого 2 элемента из электрооптического материала (- Д Т). Только в этом случае в плане изменения знака электрооптического коэффициента первый 2 и второй 3 элементы из электрооптического материала поменяются местами. Следовательно, при пропускании световых пучков через модулятор происходит компенсация термически наведенного двулучепреломления и, как

следствие, повышение контрастности,

Таким образом, выполнение элементов из электрооптического материала в виде отдельных пластин с компенсацией термически наведенного двулучепреломления

обеспечивает высокий контраст двумерного оптического модулятора.

Формула изобретения Двумерный оптический модулятор с термокомпенсацией, содержащий две подложки с взаимно перпендикулярным расположением выступов с электродами и элемент из электрооптического материала, установленный между ними, отличающийся тем, что, с целью повышения

контрастности, в него введены дополнительно две подложки, идентичные первым, установленные соосно и оптически связанные с первыми, а элементы из электрооптического материала выполнены в виде отдельных

пластин, установленных на выступах между электродами, причем точки Кюри электрооптических материалов каждого элемента различны.

Использование: для избирательной пространственной модуляции света в области оптических методов обработки информации. Сущность: двумерный оптический модулятор с термокомпенсацией содержит два оптически связанных модулятора, каждый из которых состоит из двух идентичных профилированных в одном направлении с одной стороны элементов из диэлектрического материала, на выступах которых напротив друг друга расположены пары электродов, а во впадинах подводящие электрические проводники к ним и расположенные между электродами этих элементов элементы из электрооптического материала с отличающимися в соответствующих каналах модуляторов температурами фазовых переходов (точками Кюри), которые получены из сошлифованной со стороны плоской части профилированной с одной стороны по двум ортогональным направлениям пластины из электрооптического материала, предварительно скрепленной своими выступами соосно с выступами и электродами элемента из диэлектрического материала. 2 ил. (Л

Редактор

/Ц

-47 +ЛТ

Фиг.2.

Составитель В.Пилипович

Техред М.МоргенталКорректор Н.Гунько