Электрооптический модулятор на основе прозрачной сегнетоэлектрической керамики Советский патент 1976 года по МПК G02F1/05 

которую проходит модулируемый световой поток. Однако такое размещение электродов резко ограничивает максимальный размер апертуры, поскольку с увеличением расстояния между электродами увеличивается рабочее напряжение (напряженность электрического поля, вызывающая переполяризацию сегнетоэлектрической керамики кВ/см). Кроме того, так как управляющие пары электродов не могут наноситься друг на друга (перекрываться), размер ячейки получается сравнительно больщим и не может быть уменьшен без уменьшения ее апертуры, что существенно ограничивает разрешающую способность пространственных модуляторов с такими ячейками. Цель изобретения - уменьщение рабочего напряжения и увеличение разрещающей способности электрооптических модуляторов с памятью. При этом сохраняется простая схема переключения состояний сегнетокерамики, а также достигается увеличение апертуры при работе модуляторов непосредственно на человеческий глаз. Это достигается тем, что в предлагаемом модуляторе управляющие электроды выполнены в виде нескольких, например двух, нар размещенных друг над другом электродов, разделенных прозрачными изолирующими пленками с диэлектрической проницаемостью, близкой к проницаемости сегнетокерамики. На фиг. 1 схематически изображен описываемый электрооптический модулятор с двумя парами управляющих электродов; на фиг. 2- конструкция системы встречно-штыревых электродов (ВШЭ). Модулятор содержит два поляроида 1 и 2 и сегнетокерамическую пластину 3. На одну главную плоскость пластины 3 нанесены системы непрозрачных электродов 4 и 5, разделенные тонкой прозрачной изолирующей пленкой 6. Модуляция проходящего через апертуру 7 света производится переключением напряжения с системы электродов 4 на 5 и наоборот. Так как электрические поля от систем 4 и 5 действуют практически на одну и ту же область пластины 3, переполяризация ее происходит наиболее эффективно. При это-м модулятор работает при минимально возможных электрических полях. Наличие пленки 6 позволяет размещать электроды4и5 с любым перекрытием (друг над другом), что снижает размеры ячейки, при сохранении ее апертуры, т. е. увеличивает разрещающую способность модулятора. Для многоступенчатой (пступенчатой) модуляции на пластину 3 наносятся п систем электродов, разделенных друг от друга пленками 6. При работе модулятора непосредственно на человеческий глаз апертура ее фактически молсет быть увеличена до любых размеров, ограниченных лищь размерами пластипы 3, применением двух систем встречно-щтыревых электродов (ВШЭ), разделенных пленкой 6 и развернутых относительно друг друга на требуемый угол. Конструкция системы ВШЭ приведена на фиг. 2, где 8 - контактные площадки, а 9 - щтыревые электроды. Стрелками ноказано распределение электрического поля. Потери света, определяемые шириной штырей, могут быть весьма малыми (порядка нескольких процентов), поскольку щирина щтыря берется порядка нескольких микрон при расстояниях между штырями в несколько сотен .микрон. Вследствие того, что расстояние от глаза до пластины 3 значительно меньще, чем до наблюдаемых предметов, штыри систем ВШЭ не просматриваются и фактически апертура оптического затвора задается габаритами керамической пластины, а не расстоянием между щтырями. Устройство работает следующим образом. Монохроматический пучок света, пройдя через поляроид 1, падает па пластипу 3. В случае немонохроматического света перед поляроидом 1 устанавливается фильтр. Пластина 3 предварительно поляризована с помощью одной из систем ВШЭ так, чтобы проходящий через нее свет не изменял нлоскости своей поляризации. За пластиной 3 помещают анализатор 2, параллельный лпбо скрещенный с поляризатором 1, т. е. в системе реализуется состояние «открыто или «закрыто. Противоположное состояние, т. е. «закрыто или «открыто соответственно достигается путем предварительного подбора угла между щтырями обеих систем ВШЭ и подачей на вторую систему ВШЭ соответствующего напряжения. Таким образом, коммутируя напряжение на ВШЭ, можно либо пропускать, либо не пропускать через систему свет. Быстродействие такой системы может достигать величины с, а площадь проходящего через нее светового пучка-десятков квадратных сантиметров. Размещение управляющих электродов друг над другом и введение .между ними изолирующей пленки позволит изготавливать электрооптическне модуляторы с минимально возможными модулирующими напряжениями, увеличенной разрешающей способностью, с многоступенчатой модуляцией, простой схемой переключепия состояний сегнетокерамики, а для работы непосредственно на человечес1чий глаз - с большой апертурой. Формула изобретения Электрооптический модулятор на основе прозрачной сегнетоэлектрической керамики, состоящий из двух поляроидов и заключенной между ними прозрачной сегнетокерамической пластины с управляющими электродами, нанесенными на одну главную плоскость пластипы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения рабочего напряжения и увеличения разрещающей способности, управляющие

5

электроды выполнены в виде нескольких, например двух, пар размещенных друг над другом электродов, разделенных прозрачными изолирующими .пленками с диэлектрической проницаемостью, близкой к проницаемости сегнетокерамики.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США № 3695747, Кл. 350-150, 1972.

2.Патент США ДЬ 3512864, Кл. 350-150, 1970 (прототип).

/

6

//г. 7