Электрооптический модулятор света Советский патент 1975 года по МПК G02F1/133 

1

Изобретение относится к прикладной оптике и может быть использовано в различных оптических устройствах, в том числе в проекционных системах, содержащих оптические квантовые генераторы.

Известен электрооптический модулятор света на основе жидкокристаллической матричной панели, содержащей две параллельные стеклянные пластины, между которыми помещена жидкокристаллическая смесь. На внутренние поверхности пластин нанесены прозрачные полоски проводящего покрытия, составляющие матрицу. В качестве материала тонкого проводящего покрытия используется, например, окись олова.

Расстояние между стеклянными пластинами фиксируется с помощью распорок из таких полимеров, как тефлон. Если к выводам матрицы подвести сигналы управления, то в узлах матрицы жидкокристаллическое вещество становится ненрозрачным.

Недостатком известного электрооптического модулятора является небольщая глубина модуляции (максимальная контрастность изображения), объясняемая тем, что жидкокристаллическое вещество даже при воздействии достаточного поля высокой напряженности (до десятков киловольт па сантиметр) мутнеет лишь до молочного цвета.

С целью увеличения глубины модуляции заднюю (относительно источника света) стеклянную пластину жидкокристаллической матрицы выполняют из фотохромиого стекла и используют источник ультрафиолетового излучения, воздействующий на фотохромную пластину. Глубина модуляции света (контрастность изображения на экране) повыщается благодаря тому, что излучение источника света (например, ОКГ сЛ 0,63 мкм) задерживается не только в номутневщих областях жидкокристаллической смеси, но и в фотохромной пластине, облучаемой ультрафиолетовым излучением.

Степень обесцвечивания фотохромной нластины пронорциональна интенсивности света и длине волны. В областях пластины, соответствующих прозрачным зонам жидкокристаллической смеси, фотохром практически обесцвечивается.

Результирующая глубина модуляции, обеспечиваемая электрооптическим модулятором света, равна произведению величины глубины модуляции, создаваемой жидкокристаллической смесью, на величину глубины модуляции фотохромной пластины.

На фиг. 1 ноказана функциональная схема проекционной снстемы с предложенным электроонтическим модулятором света; на фиг. 2-

предложенный электрооптический модулятор света.

Предложенный электрооптический модулятор света содержит жидкокристаллическую матричную панель 1, состоящую из передней 2 и задней фотохромной 3 стеклянных пластин, между которыми помещена жидкокристаллическая смесь 4, прозрачных полосок проводящего покрытия 5, составляющих матрицу и нанесенных на внутренние поверхности стеклянных пластин 2 и 3, распорок 6 кз полимеров типа тефлона, фиксирующих расстояние между стеклянными пластинами, и выводов 7 матрицы, и источник 8 излучения в ультрафиолетовом диапазоне электромагнитных волн.

Излучение 9 в оптическом диапазоне электромагнитных волн (например, ,63 мкм) попадает на жидкокристаллическую матричную панель 1. Сигналы управления жидкокристаллической панелью 1, поступающие по выводам 7 матрицы, вызывают образование на панели определенной картины - распределение оптической плотности по площади панели.

На жидкокристаллическую панель 1 воздействует также излучение 10 в ультрафиолетовом диапазоне электромагнитных волн. Характер воздействия излучения 10 на фотохромную пластину 3 противоположен характеру воздействия излучения 9: излучение 10 затемняет фотохромную пластину, а излучение 9 обесцвечивает. В местах, соответствующих области прозрачности жидкокристаллической смеси, преобладает процесс обесцвечивания фотохрома. В местах фотохромной пластины, прилегающих к области помутнения жидкокристаллической смеси, в связи с рассеиванием света преобладает процесс потемнения фотохрома. Динамическое равновесие достигается путем регулирования интенсивиости излучения 10.

Интенсивность света на выходе электрооптического модулятора /вых пропорциональна через произведение коэффициентов /Ci/Ca интенсивности /вх света на входе модулятора, где /Ci - коэффициент оптической плотности

жидкокристаллической смеси; К.- - коэффициент оптической плотности фотохромной пластины.

Контрастность наблюдаемого со стороны фотохромной стеклянной пластины 3 или проектируемого на экран изображения существенно повыщается. При изменении отображаемой матричной панелью 1 картины изменяется распределение оптической плотности по поверхности пластины 3 благодаря обратимости процессов, происходящих в пластине.

Проекционная система с предложенным электрооптическим модулятором света функционирует следующим образом.

Лазер 11 через оптическую систему 12 освещает поверхность жидкокристаллической панели 1. С другой стороны на панель воздействует ультрафиолетовое излучение 10. В областях фотохромной пластины 3, соответствующих прозрачности жидкокристаллической смеси, подавляющее воздействие (обесцвечивание фотохрома) оказывает излучение 9 лазера 12. В местах же помутнения жидкокристаллической смеси подавляющее воздействие (потемнение фотохрома) оказывает излучение 10 в ультрафиолетовом диапазоне. В результате повыщается контрастность изображения на экране 13.

Предмет изобретения

Электрооптический модулятор света, содержащий жидкокристаллическую матричную панель, состоящую из передней (относительно источника света) и задней стеклянных пластин, между которыми помещена жидкокристаллическая смесь, прозрачных полос проводящего покрытия, нанесенных на внутренние поверхности стеклянных пластин и составляющих матрицу, распорок из полимеров типа тефлона, отличающийся тем, что, с целью увеличения глубины модуляции света, в него введен источник ультрафиолетового излучения, воздействующий на заднюю стеклянную пластину жидкокристаллической матричной панели, выполненную из фотохромного стекла. Фиг 1