Физическое описание работы оптических транспарантов. Математическое моделирование оптических транспарантов, страница 3

Разработаны ПВМС на основе сочетания структур металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) – жидкий кристалл. В них МДП структура представляет собой матрицы индивидуально адресуемых транзисторов (ЭУТ) или однородную пластину, оптические характеристики которой пространственно модулируются входным изображением (ОУТ). На основе таких комбинировнных структур можно получить ПВМС обладающие эффектом памяти.

К достоинствами ПВМС на ЖК можно отнести малые управляющие напряжения (неск. десятков вольт) и токи (1…3 мкА/см²); их технологическую и электрическую совместимость с МДП интегральными микросхемами; высокий контраст изображения; технологичность и относительно низкую стоимость.

К недостаткам: невысокое быстродействие (частота переключения у лучших из них не превышает  1×10⁴ Гц; ограниченный диапазон рабочих температур (диапазон существования мезофазы) от -(10..20)^оС  до +(40…50)^оС; необходимость внешней засветки и небольшой угол обзора.

Так же применяются ЭУТ на магнитооптических материалах. Для создания магнитного поля в активном материале используется так называемая токовая петля. После кратковременного подключения тока, большего некоторого порогового значения, намагниченность участка под токовой петлей может сохраняться очень долго. Таким образом можно записать и сохранить электрическую информацию в оптическом виде и многократно считать её (при считывании используется эффект Фарадея) при помощи пучка проходящего или отраженного света.

К преимуществам транспарантов этого типа можно отнести высокое быстродействие (10^-8с); неограниченный срок службы; большая информационная емкость; длительное время хранения записанной информации. Недостатки: сравнительно большие токи управления и поглощение света в активных материалах.

1.2. Физическое описание работы оптически управляемых транспарантов

Рис.7. Простейшая схема ОУТ работающего на отражённом пучке света

Рис.6. Простейшая схема ОУТ работающего на прохождение света

   Простейшая схема ОУТ работающего на прохождение света (рис.6) состоит из многослойной пластины,  включающей слой электрооптического материала 1, слой фотопроводника 2 и прозрачные проводящие слои 3 и 5, к которым подключается управляющее напряжение U. Структура помещается между скрещенными поляризатором П и анализатором А.  На неё направляется пучок света Ф_о с равномерным распределением

	Рис.6. Простейшая схема ОУТ работающего на прохождение света		Рис.7. Простейшая схема ОУТ работающего на отражённом пучке света

 

интенсивности в поперечном сечении и такого спектрального диапазона Dl,  к которому фотопроводящий слой 2  нечувствителен. При этом управляющее напряжение одинаково распределяется между слоями 1 и 2 по всей площади пластины и оптические свойства слоя 1 также одинаковы по всей площади пластины. В отсутствии управляющего пучка Ф_упр свет на выход устройства не проходит.

На полупрозрачное зеркало 4 направляют управляющий пучок света Ф_упр (изображение), с нужным пространственным распределением  интенсивности и спектральным диапазоном Dl₁, к которому фотопроводник чувствителен.  Сопротивление фотопроводника становится пространственно модулированным. Это приводит к  перераспределению управляющего напряжения между слоями 1 и 2. Более силъно освещенным участкам фотопроводника отвечает менъшее падение напряжения на слое 2 и болъшее на слое 1 и наоборот. Возникают локалъные изменения оптических свойств слоя 1, и вызванное ими двойное лучепреломление. Пучок света Ф_о модулируется по поляризации в поперечном сечении и пройдя через полупрозрачное зеркало и анализатор формирует изображение на фотоприёмнике. Таким образом проиходит перенос изображения с одного спектрального диапазона (Dl₁) на другой (Dl).