3. Керовані транспаранти

1. Загальні відомості

Керовані транспаранти призначені для просторової модуляції світлового пучка по амплітуді, фазі або поляризації й застосову­ються в системах введення-виведєння даних.

За способом керування модуляцією світлового пучка розрізня­ють електрично й оптично керовані транспаранти. Обидва типи мо­жуть здійснювати дискретну або аналогову модуляцію світлового пучка. У першому випадку транспарант повинен мати нелінійну характеристику, у другому, навпаки, повинен мати лінійну за­лежність оптичних властивостей елемента від керуючого сигналу.

В основі роботи керованих транспарантів можуть бути різні фізичні явища: електрооптичні, акустооптичні, магнітооптичні. Керовані транспаранти умовно можна розділити на такі типи:

1. Електрично керовані транспаранти:

а) з адресацією електронним пучком;

б) з адресацією електронною напругою:

• рідкокристалічні пристрої;

• на основі електрооптичної кераміки;

• на феромагнітних матеріалах;

• на монокристалічних сегнетоелектриках;

• акустооптичні пристрої.

2. Оптично керовані транспаранти.

2. Транспаранти з керуванням електронним пучком

У просторових модуляторах світла з адресацією електронним пучком вхідні дані модулюють струм пучка скануючої електронної гармати, і на мішені записується розподіл заряду, що відповідає вхідному сигналу.

Рис. 2.3, Транспарант з керуванням електронним пучком: 1 — електронна гармата для запису; 2 — прозорий електрод; 3 — модулюючий кристал;

4 — електронна гармата для стирання; 5 — оптичне вікно

Найбільш перспективним є транспарант з адресацією електрон­ним пучком на основі електрооптичного кристала ГЖОР. В одному з них мішень являє собою пластинку кристала із прозорим елек­тродом на протилежній стороні. Розподіл електричного поля, що формується в кристалі при утворенні на його поверхні потенцій­ного рельєфу, викликає просторові зміни показника переломлення мішені й амплітудну або фазову модуляцію колімованого вхідного пучка завдяки ефекту Поккельса. Оперативний режим робо­ти модулятора досягається шляхом використання до­даткової електронної гарма­ти із широким пучком, що знімає поверхневий заряд.

Пристрій такого типу дозво­ляє здійснювати введення растра розміром 1000 х 1000 точок зі швидкістю 80 кадрів/с, або ЗО Мбіт/с.

Існує й інший режим ро­боти приладу, коли перед кристалом на шляху елек­тронного пучка розміщу­ється тонка сітка, на яку подається відеосигнал, а кристал сканується пучком постійної інтенсивності.

3. Акустооптичні пристрої

Акустооптичні пристрої є, по суті, одновимірними перетворю­вачами й формують рухоме вікно вхідних даних. Основні типи та­ких перетворювачів — це пристрої з об’ємними й поверхневими

хвилями. У них використову­ють явище дифракції світла на акустичних хвилях, що по­ширюються в середовищі взаємодії, причому в пристро­ях з об’ємними хвилями вико­ристовуються як ефект Брег­га, так і ефект Рамана — Ната.

Рис, 2.4. Багатоканальний акустооптичний модулятор:

1 — колімований пучок світла;

2 — п’єзоелектричні перетворювачі;

3. — вхідні електричні сигнали;

4 — модульований пучок світла;

5 — акустооптичний матеріал;

6 — акустична хвиля

Створення багатоканаль­них модуляторів, що форму­ють двовимірні масиви даних, можливе за допомогою вели­кої кількості індивідуально адресованих осередків, кіль­кість яких відповідає кількос­ті каналів модуляції. Часова послідовність тп електричних імпульсів по п каналах пере­твориться в модуляторі на змінне зображення із кількіс­тю елементів т · п . Тривалість імпульсу зчитування повинна становити десятки наносекунд, щоб акустичні ґрати можна було б вважати нерухливими.