Конструкции управляемых транспарантов
В качестве примера ЭУТ рассмотрим ПВМС на жидких кристаллах (рисунок 1). Жидкие кристаллы (ЖК) обладают электрооптическими свойствами и являются почти совершенным материалом для создания управляемых транспарантов УТ, легко управляемых электрическим полем. Основу такого ЭУТ составляет тонкий слой ЖК (до 10 мкм), который помещают между двумя прозрачными проводящими слоями разделенными на "дорожки". Управляющие напряжения - от 10 до 50 В. В исходном состоянии жидкокристаллическая ячейка совершенно прозрачна. При подаче возбуждающего электрического импульса наблюдаются эффекты двулучепреломления или динамического рассеяния света, т.е. молекулы ЖК ориентируются таким образом, что становятся идеальными (матовыми) рассеивателями. Происходит ослабление Ф0 в сотни раз. Потребление мощности при этом - 1 мкВт/см2. Тип модуляции: амплитудная, как проходящего так и отраженного пучка. Для ЖК ЭУТ характерны: пороговый характер срабатывания, время срабатывания – миллисекунды, емкость 32 x 32 бит, η ~ 40 %, К ~ 0.96.
Конструкцию ОУТ рассмотрим на примере устройства ФОТОТИТУС - аналогового отражательного транспаранта (рисунок 3). В качестве активной среды использован электрооптический кристалл DKDP (2). Слой фотополупроводника (ФП) под воздействием света Fзап (x,y) становится проводящим. Диэлектрическое зеркало (ДЗ) (4) отражает F (x,y) и Ф(x,y) . Прозрачные электроды (7) служат для подачи управляющих напряжений. U раб ~ 80 В. Изображение предмета (5) с помощью оптической системы (6) проецируется на транспарант со стороны ФП. Управляющий световой поток F (x,y) с записанной информацией экспонирует ФП (3). Освещенные участки ФП становятся проводящими.
Электрическое поле прикладывается к активному кристаллу. Под воздействием поля некоторые области в DKDP становятся двулучепреломляющими - это значит, что они способны управлять поляризацией управляемого светового потока Ф0 . В отражательном варианте УТ световой поток Ф0 отражается от ДЗ и еще раз проходит через DKDP тем самым в Ф0 вносится информация. Параметры системы подбираются таким образом, чтобы на выходе ФМ (x,y) имел ортогональную поляризацию. Такой свет можно отделить от Ф0 , используя поляризационные светоделители (1).
Рассмотренный ОУТ обладает следующими характеристиками. Площадь рабочего поля - Ax × Ay ~ 3×4 см. Разрешающая способность 150 мм-1. Коэффициент контрастности K = 0,99 . Чувствительность - от 2 до 10 мкДж/см2. В качестве физических принципов, используемых в конкретных разработках ПВМС, можно отметить следующие:
1. Изменение показателя преломления рабочего вещества благодаря элек-
трооптическим эффектам Поккельса и Керра.
2. Наведение искусственного двулучепреломления. Вращение плоскости
поляризации происходит вследствие электрооптического или магнитооптиче-
ского эффектов Поккельса, Фарадея, Керра.
Рисунок 3
3. Изменение поглощения или рассеяния света вследствие фото- или электрохромных эффектов, эффектов гидродинамического рассеяния света.
4. Изменение фотоотражающих свойств. Эффект достигается путём де-
формации микрорельефа поверхности вещества, термооптических эффектов, пьезоэффектов.
Наиболее часто используются следующие материалы: KDP, DKDP,
(KH2PO4, KD2PO4), электрооптическая керамика, жидкие кристаллы, фотополупроводники, фотохромные соединения, фототермопластические носители и т.д.