DE1917147A1

DE1917147A1 - Vorrichtung zur Modulation der von einem elektrooptischen Element als Funktion eines elektrischen Feldes uebertragenen Strahlung

Info

Publication number: DE1917147A1
Application number: DE19691917147
Authority: DE
Inventors: French Hollis Edward; Oliver Donald Sears
Original assignee: Itek Corp
Current assignee: Northrop Grumman Guidance and Electronics Co Inc
Priority date: 1968-04-08
Filing date: 1969-04-02
Publication date: 1970-08-27
Also published as: FR2014116A1; DE1917147C3; DE1917147B2; CA920270A; BE731185A; NL6905179A

Description

Vorrichtung zur Modulation der von einem elektrooptischen Element als Funktion eines elektrischen Feldes übertragenen Strahlung,

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Informationsentnahmevorrichtung zum Lesen von in Form eines Musters in einem Halbleiterelement gespeicherter Information unter Zuhilfenahme eines inneren elektrischen Feldes und eines elektrooptischen Elements, dass einer Eigenschaft aufweist« die sich mit Schwankungen des angewandten elektrischen Feldes ändert» und welches dem Halbleiterelement zugeordnet ist« um als Funktion des Inneren elektrischen Feldes des Halbleitertlements «ine vom elektrooptischen Element Übertragene Strahlung zu modulieren, mit einer Einrichtung, die das elektrooptisch· Element der Strahlung aussetzt und einer Einrichtung zur! Feststellung der Modulation der vom elektrooptischen Element¹ abgegebenen Strahlung, die ein Mass für das im Halbleiterelement gespeicherte Informationsmuster darstellt·

Die Erfindung umfasst ferner tin Verfahren sur Veränderung

des Kontrastes eines fotografischen Bildes, wahrend des Kopierene

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bei welchem ein fotoleitendes Material einer durch ein par@ntblld hindurchtretenden Eingangsstrahl tang ausgesetzt wird, um die Leitfähigkeit des fotoleitenden Materials ent» sprechend einem Muster zu verändern* dass des* Bi ent ©verteilung des Transparentbildes entspricht« wobei über das foto» leitend® Material und ein elektrooptisohes Material ein elektrisches Feld angelegt wird« welches sich am elektret optischen Material als Funktion des Leitfähigkeitsmusters des fotoleitenden Materials ändert, das elektrooptisch© Mafe terial einer Eingangsstrahlung ausgesetzt wird und das foto» empfindliche Element einem Teil der modulierten, vom elektrooptischen Material gelieferten Ausgangsstrahlung ausgesetzt wird, wobei die Intensität dieses Telia der modulieren Ms-' gangsstrahlung sich genföss einem Mustor ändert, dass der; Dichteverteilung des Transparentbildes entsprießt«

Ein wesentliches Merkmal de? Erfindung betrifft dia Entnahm© von Information, die in Form eines Musters in einem Hälblel· terelement gespeichert ist, unter Zuhilfenahme eines iniieren elektrischen, Feldes, und insbesondere die Entnahme dieser Information durch Einwirken des genannten ismeresi elektrischen Feldes auf ein elektrooptisches Element und Feststellung der * vom elektrooptischen Element als Funktion des Feldes gell®« ferten Strahlungemodulation·

Information kann in Halbleitermaterialien gespeichert werden, indem ein Strählungsmuster auf die Halblelterflache projiziert wird, um im Halbleiter ein inneres elektrisches Feld zu er« zeugen, welches der Infeensltätsänderung des auf den Halbleiter einfallenden Strahlungemusters entspricht« Dies· Art der Informationsspeicherung besitzt viele wichtige Vorteile, bei» splelswelse geringen Platzbedarf, und die Möglichkeit, ohne

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bewegliche Teile zu arbeiten» wie dies bei .den meisten gegen* wärt ig verwendeten Speichereinrichtungen erforderlich ist'· Eine schnelle und wirksame Entnahme der auf diese Weise gespeicherten. Information machte viele Schwierigkeiten infolge der verfügbaren sehr geringen Energiepegel. Ferroelektrisch© Fotoleiter» Fotoelektret und andere Materialien wurden für derartige Speicherverfahren verwendet« Pas bekannteste Material 1st vielleicht das Fotoslektretmaterial, welches den Nachrichtengehalt durch eine beständige Innere Polarisation spei» chert. Unter einer beständigen Inneren Polarisation (PXP) wird die Erscheinung verstanden, dass ein beständiges Inneres elektrisches Feld in einem fctoleitenden dielektrischen Stoff erzeugt wir^₅ welcher einer. Strahlung ausgesetzt ist« sowie einem aussehen elektrischen Feld, das durch geeignete Elektroden wirksam wird. Sie Innere Polarisation oder das

innere.elektrische Feld bleibt gemäss dem durch die einfallende Strahlung am Dielektrikum geschaffenen Muster bestehen, selbst wenn das äussere elektrische Feld und die Strahlung entfernt worden sind« und selbst wenn die Elektroden kurzgeschlossen werden; es kann jedoch durch ansehllessende Bestrahlung unwirksam gemacht werden.

Me Erscheinung der beständigen Inneren Polarisation kann durch eine Trägerwanderung in der Struktur des fotoleitenden dielektrischen PIP-Materials erklärt werden. Dieses Material wird auch als Fotoelektretmaterial oder einfach als Fotoelektret bezeichnet. Ein typisches Fotoelektret kann aus Slnksulfid oder Zinkcadmiumsulfid als Fotoleiter-Grundmaterial bestehen» welches Silber _B Kupfer oder andere Stoffe als Verunreinigung aufweist. Ein derartiges Fotoelektret ^welst ©inen Aufbau mit mehreren Energi;3zuständen auf, einsehliesslich eines Valenzbandes und eines höhere Energie besitzenden lÄlterbandos»

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ORIGINAL INSPECTED

und es ist eine Anzahl von weiteren Energiezuständen vor- . banden * die durch Verunreinigungen oder andere Anomalien hervorgerufen werden, die als Fa-ngstellen bezeichnet: 'werden, da sie als wandernde "fangende" Löcher oder'Elektronen, d„ h freie Träger betrachtet werden.

Eine Bestrahlung- des Fotoelektoets mit 'ausreichenderum .die Elektronen vom Valensband'zum Leiterband-anzuheben, führt zur Entstehung von'.Elektronen-Iiöoherpaaren· Wirkt in 'diesem Zustand ein ä*uss@res elektrisches Feld am Foteelekfer©t ein, so bewegen sieh die Elektronen und Löcher unter..d@Br" Einfluss des" Feldes. Einige davon werden in den Versmreimigyegs«= stellen oder Fangsfeellen eingef angan umd bleiben aaeh d®m ■ Aufhören d@r Bestrahlung, eingefa&gen, MMhreod sioh- niobt ©in«= gefangene Elektronen und Löcher wlader ver©inig®n»

Die eingefangenen Elektronen und Löcher ergeben ©in elektrisches Feld oder eine Polarisation innerhalb des Fotoel@ktr@ts» die nicht durch Xtarsschliessen oder Erden der Elektroden entfernt werden kann, die sich jedoch durch eine Zwsitbestrahlüog des Potorelektrets entfernen lässt. Die zvieit® Bestrehlung hebt die Elektronen und/od©r Löcher a^s dein Fangsteilen und veranlasst sie, sich in das Leiter·» und/oder Valenzband zu bewegen, bis sie sich wieder vereinigen oder di® Elektronen erreichen.

Während der Anwendung des äusseren elektrischen Feldes dauert die Polarisierung an, bis die Polarisationsspannung an den Elektroden des Fotoelektrets gleich der angewandten Spannung ist. In diesem Zustand befinden sich zwei Arten von Ladungen an den Elektroden: eine kapazitive Ladung, die bei Polarisation

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eines jeden Dielektrikums vorhanden ist» und eine "gebundene" Ladung, die dem PIP-PeId zugeordnet ist« und deren Bezeichnung daher rührt, dass die Ladungen in ihrem unbeweglichen Zustand durch das PIP-PeId gebunden werden« Die Kapazitive Ladung 1st nicht erwünscht und sollte entfernt werden, bevor ein Lesen erfolgt, ura eine Verwechslung derselben mit der gebundenen Ladung zu vermeiden, weiche freie Träger entsprechend der inneren Polarisation des Fototelektrets liefert, wenn dieses be» strahlt wird. Gegenwärtig werden Messungen der an den Blek-. troden gelieferten Ladung bei Freigabe der gebundenen Ladungen als Folge von Strahlung dasu. verwendet, um das Ausmass der Inneren Polarisation Einern Foto@l@ktr@ts zu bestinsmen« Falls die Bestrahlung mit @iis@sn Hferahlongspunkfc erfolgte welcher in eir&em bestimmten Myetai» üb©r das Fotoelektret l&uffc, so können die am Fotoel©kts°@t abgetasteten Ladungen verwendet werden, um die im Fotoelekfci³"©^ gespeicherte Information oder das gespeicherte Bild in M!mll©h@r Weis® wieder zu gewinnen, wie dies bei Ladungen erfolgt', dl® in einesa Vidikon oder einer anderen Bildröhre

Seit dieser Vorgang zum e.rsfc@& Mal beobachtet wurde, sind viele Versuche unternosraisen woM®n₉ diesen auf dem breiten Feld der Informationsspeicherung und -eintnahsse sowie im besonderen Bereich der Fotografie bzw* Elektrofotografie, anzuwenden· Ein Vorschlag sah das Bestäuben der polarisierten Bereiche mit geladenen Kohlenstoffteilchen vor, um eine sichtbare Wiedergabe des Bildgehaltes zu erreichen· öeniMss einem anderen Vorschlag wurden die Ausgänge des PIP«, polarisierten Dielektrikums verbunden, um die Intensität eines Strahls einer KathodenrÖhre in Einklang nit der Freigabe von gebundenen Ladungen durch Beleuchtung mit einer zweiten, auf das Fotoelektret gerichteten Kathodenstrahlröhre zu modulieren, wobei der Abtaststrahl dieser

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zweiten Röhre mit der ersten Kathodenstrahlröhre synchronisiert ist, so dass die Bildreproduktion des düreh inner© Po* larlsation gespeicherten Bildes auf der ersten Kathodenstrahlröhre erfolgt. Unter "gebundenen" Lädungen werden sol· ehe Ladungen verstanden« die durch das elektrische Feld g@° bunden sind« das auf Grund der beständigen inneren Polarisation entsteht. - ■ ■

Einige dieser ¥@rfahren hatten-,keinen guten wegen d@s niedrigen Signal-RaueoliverhSltnlsstsc sehen Signals«- das · b@i Freigabe d©r g®temtd<tssi Anwendung - von Strahlung erzeugt.wurd©_o Di

beruht zwra feil auf um

üt® bei Preigate der g©feimd@a@a stehen« ^©ΐ^^ΙΙβΙιβιι aifc u®m S^ⁱfii©sⁱ©.iiii©fe@Bi ©d©E° ismog©% ^lä© $m B¹@%@®3L©tetyet iÄä/<©ä©F im f©^fsfeEs so dass die. Wiedsg'gwänntsnE el@s Xr&forisatioiis^Sial^©®- stMndig uQiä/<s
beruh©» dßpaüf«, - dass sieh

sitSt verteilen* die

gebildefe'wiffdg, wodurch das v@rf

MLeinert

Verfahr®fi ößd eine Vorriofefemag ssur

eines fotogFafisehen Bilds fähren«! d®s K©pi©s=@a@ sondere ζην Verringerung und Erhöhung da@ grafischen Bildern.

Die Verringerung'des'Kontraste fot'ograf isoteep Bilder stallt einen Vorgang dar« ih welcher die OidhtQsüstHside des^: originalen

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Filmtransparentbildes praktisch in den Empfindlichkeitsbereich der Emulsion auf dem fotoempfindlichen Medium zusammen» gedrängt werden« welche durch das Transparentbild belichtet wird* um eine fotografische Kopie oder Wiedergabe zu erzeugen» Das Transparentbild ist üblicherweise ein Originalnegativ und die Ke&fcrastverringerung kann disrch Einschieben einer positiven Maske des Originalnegativs sswischen die Belichtungs» qu©lle und das Originalnegativ erreicht werden« Die positive B-Iaske schwächt das gegen die weniges* dichten Bereiche des Opäginalnegatlvs gerichtete Licht in einem griSsseren Ausisass als das gegen die dichteren Bereiche des Originalnegativs g©x»i©fefeete Liefet. Als Ergebnis entsteht ein© Kopie, die ©lae gr§8S©z*e Klarheit der Einzelheiten aufweist ₆ da dia BsIiehfetMsgspegel innerhalb des ©mpf indliohsfeeia miä. im wesentlichen linearen Abschnitt der Esapfindliöfokeitskurve,-das heisst« der Dichte Über d<sm Logarithmus der Belichtung (D/log E). der Emulsion des fofcoesapfindlich@n Materials liegen·

Eine Kontrastverringerung kann auch durch Anwendung eines Phosphor-Löschverfahrens ©rzlelfc werden* bei v?elcheoä ulfera^· violettes Licht verwendet wird» um eine fluoreszierende Fläche •zur Erzeugung eines chemisch wirksamen Lichtes star Belichtung eines fotoempfindlichen Mediums anzuregen» Eine näherungsweise infrarote Lichtquelle« die durch das Negativ strahlt« lischt die Fläche und schwächt den Ausgang der Fläche an chemisch aktivem Licht in umgekehrtem Verhältnis zur Dichte des Negativs: Bereiche der Fläche» die durch Abschnitte des Negatives mit hoher Dichte vom näherungsweise infraroten Licht abgeschirmt werden» empfangen weniger löschendes, näherungsweise infrarotes Licht und erzeugen iftehr chemisch wirksames Licht« während jene

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Bereich®, die durch die Abschnitte des Negativs mit niedriger Dichte abgeschirmt werden, metis» löschendes,, n&h©rungsvjeise infrarotes Licht aufnehmen und . weniger chemisch wirksames Licht erzeugen.

Die Bildverstärkung ist ©in Vorgang* bei welchem die tat einer Strahlungsbelichtung₀ welche durch die Abschnitte des Negatives mit niedriger Dichte tritt, erhöht wird, während m die Intensität einer belichtenden Strahlung» die durch die Abschnitte des Negatives mit hoher Dichte hindurchtritt» verringert wird, um den Kontrast des Bildes zu erhöhen.

In vielen Fällen ist ein wichtiger Informationsgehalt in den unterbelichteten oder Schattenbareichen des fotografischen Bildes enthalten, geht aber infolge des bei niedrigen Belichtungszeiten des Films verfügbaren geringen Kontrastes verloren. Diese unterbelichteten Sohattenbereiche^ die auf der positiven Fotografie und in der ursprünglich fotografierten Szene als dunkle Sehattenbereiehe auftreten* erseheinen als helle Stellen niedriger Dichte auf dem Filimegatlv. Die helle« ren oder weniger dichten Bereiche des Negatives liege« la . " einem nicht linearen Abschnitt d@r Kennlinie des Films. Diese Kennlinie stellt die Dichte über dem Logarithmus der Belichtung (D/log E) dar, wobei die Dichte in der Ordinate und der Logarithmus der Belichtung als Abszisse erscheint. Sowohl die Dichte wie auch der Logarithmus der Belichtung erhöhen sich mit wachsender Entfernung der Kurve vom Nullpunkt des Koordinatensystems, aber im ersten Abschnitt der Kennlinie steigt die Dichte im Verhältnis zom Logarithmus des Be-IiehtungawQrtss nicht linear an* ond in den ersten Bereichen dieses ersten Teiles, w© die Belichtung niedrig ist, sind nur geringe Dichte« unt@rachieä® für veriiältmisrnjässig erheblich© Beliehta^gsumfcorsohiede zu beobachten ό Infolgedessen ißt dor Informationsgehalt

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in diesem Bereich gewöhnlich als Folge eines fehlenden Kon» trastes nicht erkennbar« Di© Kontrasterhöhung stellt einen Versuch dar, diesen Informati©nsg©halt durch Erhöhen des Bildkontrastes leichter erkennbar zu machen.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Modulation der von einem elektrooptischen Element übertragenen Strahlung als Funktion eines elektrischen Feldes zur Verfügung. Dein elektrooptischen Element ist ein Halbleiterelement zugeordnet, dessen Zustand durch Strahlung verändert wird« um ein sich änderndes elektrisches .Feld zu ergeben. Das eiektrooptische Element weist eine Eigenschaft auf, di© sich mit derartigen, vom Halbleiterelement im angewandten elektrischen Feld erzeugten änderungen verändert.

Geraäss einem Merkmal der Erfindung werden die Vorrichtung und das Verfahren zum Lesen von Information verwendet, die in Form eines !Musters in dem zugeordneten Halbleifcerwelemsnt mittels eines inneren elektrischen Felds gespeichert ist, zu welchem Sweck das eiektrooptische Element der genannten Strahlung ausgesetzt wird.

Gemäss einem weiteren Merkmal dienen die Vorrichtung und das Verfahren dazu» den Kontrast eines fotografischen Bildes wahrend des Kopierens zu verändern. Dies wird erreicht, indem das Halbleiterelement in Form eines fotoleitenden Materials vorliegt, welches durch das zu kopierend© Transparentbild bestrahlt wird.

Weitere Siele, Merkmale und Vorteile des* Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter AusfUhrungsfor^ men der Erfindung. In d@n Ssiclbnungen zeigen:

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Pig. 1 eine perspektivische Ansieht ©in@r Vorrichtung sys»" Speicherung ©ines Informationsmustdrs in @in@ra Fot©~ elektret« ,

Fig. 2 eine schematises© Seitenansicht des Fotoelektrets-der

;_β 1, welche das darin durch beständig© inner©' Polarisation gespeicherte Xnformationsmustter angibt»

^ Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Kristallits* welches

einen Doppelbreehungseffekt aufweist,

Fig. 4 eine Darstellung der relativen Verzögerung, welch©

- zwischen den »zwei Strahlungswellen durch ein doppslbrechendes Material eingeführt wird,

Fig. 5 eine Darstellung-des veränderlichen elektrischen Fei« des« das durch die zwischen den Wellen eingeführte relative Verzögerung erzeugt wird*

Fig. 6 ein© schematise*!© perspektivische Ansicht eines als

Pockel'sohe Vorrichtung bekannten elektrooptischen Materials, welches bei einer änderung des angewandten

elektrischen Feldes eine änderung des Doppelbrechungsverhaltens zeigte

Fig. 7 eine sohenaatische Seitenansicht eines Elements das so» wohl ein Fot©elektret als auch ein lineares elekfc^ooptisches Element ist« welches eine beständige innere Polarisation in ähnlicher Weise wie das Fotoelektr©t gemüse Fig. 2 aufweist.

Fig· B «in· eohematiache Seitenansicht eines das ähnlich gemSes jenem der Fiis« 2 in Verbindung mit einer Pookel'eotesn V©3priohtun% di©

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Mhnlich'gemäss jener der Pig» 6 ausgebildet ist«

Fig. 9 eine scheKtatisehe Seitenansicht eines Elements, wel~ chss ähnlich wie Jenes in Fig. 7 ausgebildet ist, aber eine nicht gleichmSssige Dicke besitzt,

Fig. IO eine sehematisch© Ansicht einer erfindungsgeinässen Vorrichtung, welche ein Serien-Leseverfahren verwendet und mit einer Komponente der elliptisch polarisierten Ausgangsstrahlung arbeitet,

Figo 11 eine Durchlasskennlinie eines Analysator^ der erfin=· dungsgemäs verwendet werden kann,

Fig. 12 eine echematlsehe Anordnung einer anderen Ausfuhr ungeform der erfindungsgeniMssen Vorsichtimg, bei welcher ein parallel arbeitendes Leseverfahren angewandt wird,

Fig. 13 eine schematische Ansicht einer anderen AusfUhrimgs*» form der erfindungsgetugssen Vorrichtung, in welcher SHei Komponenten der elliptisch polarisierten Aus« gangestrahlung verwendet werden,

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Au&führungsform gestäss einem. anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung, die zur Kontrasterhöhung oder Kontrastverringerung einer Fotografie dient.

Gemöss einer AusfUhrungeform der Erfindung vjird ein Halbleiterelement, beispielsweise ein Fotoel©ktrefc„ welehes ge

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speicherte Information enthält, rait einem elektrooptischen Element kombiniert, das aus einem Material bestehen kann* welches eine induzierte Doppelbrechung aufweist, die abhütigig von dem am Material angelegten elektrSs ehen Feld veränderlich ist. Die Kombination kann derart ©rfolgen, dass die beiden. ^©rsehiedenen Materialien als nebenetoanderliegendg Schichten angeordnet werden, oder durch Verwendung ©ines Materials«, das sowohl die Eigenschaften des Fotoslektrets als auch di© gewünschten elektrooptischen Eigenschaften besitzt. Das elek° trlsche Feld, welches durch die beständig© innere Polarisation entsteht, wird in einem Muster verteilt, das dem Muster des im Fotoelektret ι gespeicherten Inforraatioasgehaltes ent-· spricht. Als elektrooptisehss Material eignet sieh ©in Material, das eine induzierte Doppelbrechung aufweist, welche sich mifc dem zugeordneten elektrischen Feld des Fotealektrets verlasiert«, wobei di© änderungen der Doppelbrechung ein Muster ©rseugen, das dem· Muster des im Fot©@l©kfer©t gespeicherten Informationsgehalts entspricht.

Ein Laser projisi©rt ©in @foen polarisiertes Licht längs der induzierten Bopp©lbr©ehtangsachs©n des ©lektrooptischsn Materials s und swar von einer Wellenlänge, für welche das Fofc©@lektret, das elektrooptische Material und die verwendeten Elektroden transparent sind. Wird das efetn polarisierte Licht üb@r die Kombination von Fotoelektröfe und elektrooptlschem Material abgetastet* wird es durch das elektrooptisch® Material in elliptisch polarisiertes Licht umgewandelt, dessen elliptisch© Exzenferizi.feät ein© Funktion d©s am jeweiligen Punkt vorliegenden Feldes 1st.

Das Ansprechen des elektrooptischen Materials auf das elektrische Feld des Fotoelektrets kann durch. Auswahl einer Komponente oder Komponenten des polarisierten Lichtes festgestellt wurden© die sieh als Funktion des angewandten Felds verHaöern. In einigen Fällen kann die Qrösse dies© Komponente oder dieser

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Komponenten ebenfalls gemessen werden. Bin Analysator« welcher Licht nur in einer Ebene hindurchtreten lässt« die senkrecht zur Polarisationsebene des vom Laser kommenden einfallenden !lichtes 1st, filtert den elliptisch polarisierten Lichtaus» gang_; der durch das doppelbreehonde Material hindurch tritt. Das ausgewähltQ₃ vom Analysator durchgelassen Licht liefert daher eine in Serie vorliegende Darstellung des durch das elektrische Feld erzeugten Doppelbrechungsm^sters, welches durch die im Fotoelektret als Folge des dort gespeicherten Xnformationsmusters erhaltene beständige innere Polarisation erzeugt wird.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausdrücke "polarisieren" und "Polarisation" gewöhnlich verwendet werden, um zwei verschiedene physikalische Eigenschaften zu kennzeichnen, die beide hier verwendet werden_o Polarisieren wird in einem Sinne verwendet» um die Richtung eines Stromflueses oder die .Orien« tierung eines elektrischen Feldes anzugeben. Diese Bedeutung liegt vor» wenn das Wort in Verbindung mit der beständigen inneren Polarisation eines Fotoelektrets verwendet wird* In einem anderen Sinne wird von Polarisieren gesprochen, wenn die Schwingung von Strahlungswellen in einem bestimmten Huster ' beschrieben wird. In diesem Sinne wird das Wort verwendet, wenn von einer eben oder elliptisch polarisierten strahlung oder Licht gesprochen wird.

Sin Nfaohriehtengehalt In Foot eines Bildes oder Musters kann im Potoeldkret 10 gespeichert werden» an dessen Elektroden 12 und 14 durch die Batterie &6, Fig. I, eine Spannung liegt. Eine Strahlungsquelle 18 liefert eine kolliralerfce Strahlungsenergie* für welche die Elektroden i2 und 14 und das Foto*» elektret IQ durchlässig sind, und welche aus infraroten, ultra-

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violettem, 'sichtbarem Licht oder einer anderen Strahlung - bestehen kann, die durch ©in Transparentbild 20 stca Fctoclck-■tret 10 geleitet wird. Der diöhfc© Abschnitt 2S des"Traneparentbildes 20 blockiert aie Strahlung, während der weniges? dichte Abschnitt 24 die Strahlung durchlässt und eine feesfein= dig© inner© Polarisation (PIP) in einem entsprechenden Bild od@r Muster ita Fot©elektret 10 erzeugt * wie dies durch gestrichelt® Linien 26 angedeutet ist.- Di© Strahlung und ciie

* Spannung werden entfernt und die kapazitive Oberflächenladung wird durch den Schalter 28 in der Kurzsohlussstellpug gennMss Fig. 2 entladen.

Die gebundenen Ladungen 30 an- den Flächen des Fotoel©l€tj?@ts 10 weisen die gleiche Polarität wie ihre jeweiligen der Batterie 16 auf und die FIP«Ladungen 32 besitzen die entgegengesetzt® Polarität. Wie aus Flg.- 2 ersishtlich tritt die beständige innere Polarisation in den Flächen auf $> -. in welche das zur Belichtung verwendete Licht am Fbt©elektret einfiel. Das Transparent bild ist hier aus Gründen der Klarheit in gleiche Abschnitte hoher und niedriger Diefote unter-.teilt, und Transparentbilder oder Mustes} die Abschnitte mit

* hoher und niedriger Dichte' über die gesamte Fläche vesftÄt haben, können ebenfalls gespeichert werden und entsprechen . mehr dera Üblicherweise gespeicherten informationsgehalt ■«

Ein zweites in dieser Beschreibung erwMhntos Material elektrooptische Kristalle, öewisse Kristailart@in bei Anwendung eines elektrischen Feldes Kiadertusigen In- ihren optischen .Eigenschaften. Dieser elektrooptisch^ Effekt isfe beaci&ders ausgeprägt, wenn das elektrisch© Feld wxü.'.die tung des durch den Kristall hindurchtretend©» LieM;®s mal gewählt wessen. Polarisiertes Licht,

Kristalle hindurehtritt, bildet Komponenten längs der X= und längs der Y-Achse und die Geschwindigkeit des Lichtes längs dieser Achsen ist eine Funktion des elektrischen Feldes. Da° her weist die X-Achse und die Y-Achse einen unterschiedlichen Brechungsindex auf» welche Eigenschaft als Doppelbreehung bezeichnet wird. Infolge der unterschiedlichen Geschwindigkeiten für Licht längs der X« und Y-Achse, sind diese rechtwinklig zueinander angeordneten Komponenten bei Ihrer Bewegung längs der genannten Richtungen in ihrer Pteasenlage sueinender verschoben.

Sn derartigen Kristallen ist die Doppelbrechung und damit die relative Phasenversciehbung eine Funktion der Kristall» dicke IHogs der.Eichtung des Strahlungsviegs durch den Kristall und eins Funktion der Stärke des angelegten elektrischen Feldes. Ist das angewandte Feld gleich Null» so tritt keine Doppelbrechung auf. Eine derartig© Vorrichtung, in welcher die Doppelbrechung sich linear mit dem elektrisehen Feld ändert* wird als Pockel⁸sehe Vorrichtung bezeichnet. Ein ähnlicher optischer Effekt tritt bei einer anderen Kristall« art auf» ohne dass ein. elektrisches Feld eingesetzt wird» Bei derartigen Kristallen wird die relative Phasenverschiebung oder Verzögerung zwischen den lSngs jeder Achse wandernden Komponenten durch die Dicke des Kristalls bestimmt.

Wird bei diesen Kristalltypen polarisiertes Licht verwendet, so"führt die relativ© Phasenverschiebung zwischen den orthogonalen Komponenten parallel zur Achs© mit hoher und : mit niedriger Geschwindigkeit zu einem elliptisch polarisierten Lieht* wobei die elliptisch© Exzentrizität eine Funktion der ßrUss® der relativen Phasenverschiebung ©der Verzögerung Ist,, die durch daa elektrooptisohe'Material eingeführt wird» Eine

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Analyse dieses elliptisch polarisierten Liefet©© dureh einen Polarisatorsfcoff erzeugt ©in Licht« dessen Intensität eine Funktion der Elllptizit&t und damit der Doppelbrechung des Kristalls ist. Wird ein elektrooptischen Kristall verwendet«. so ist die Intensität des voa Polarisator kommenden Lichts auch eine Funktion des ara Kristall liegenden Feldes_{c :}

Ein Teil ©der Krietallit 38 (Fig. 3) eines typischen doppol«» brechenden Materials weist eine schnelle Achse 34 und eine langsam® Achse 36 auf* die iss Hinblick auf'die relativen Llehfegeseteindigkeiten ISngs dieser Achsen so bezeichnet sind« Die federung der Exzentrizität des elliptischen Feldes, die durch ein elektrooptischen Material, wie einen Kristallite 38 erzeugt wird, der einer eben polarisierten Strahlung entsprechend Vektor 40 ausgesetzt ist, der den Winkel zwischen der langsamen und schnellen Achse halbiert, ist in Pig„ 5 dargestellt. Bei einer Verzögerung von O⁰CR-O⁰) hat das elliptische Feld die

Gestalt einer geraden Linle^ die der Hauptachse 46 entspricht, do ho ©s liegt der besondere Fall einer Ellipse vor*, welche d©n rechten Winkel swisohen den langsamen und der sehneilen Aetis® halbiert. Sind die langsame Achse und die schnelle Achse gentäss Figo 3 angeordnet^ so liegt die gerade Linie gensüss der Lage für R ~ 0° in Fig. 5 vertikal. Erhöht sich die Verzögerung gegenüber Q°„ s© niraat das Feld die Gestalt einer erkennbaren Ellipse an» VergrSssert sieh die Verzögerung von 0° auf 9O⁰* so wird die Hauptachse 46 der Ellipse kürzer* während-die kleine Achse 48 länger wird* wodurch eine Verringerung der Exzentrizität der Ellipse her^orgerufen wird. Bei einer Verzögerung von 9O^ gemäss der in Fig. 5 dargestellten Lage R β 90°_ß wird die Hauptachse 46 in ihres* L&ige gleich der kleinen Achse 48, d. h» die Ellipse wird zu einem Kreis*

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Zwischen 90° und l80°„ d, h. in den Stellungen für gemäss Fig. 5» verlängert sich die Hauptachse 46, während sich die kleine Achse 48 verkleinert, wodurch die Exzentrizität der Ellipse ansteigt..Bei einer I80 Nacheilung gem&ss der in Fig. 5 dargestellten Stellung für R « l80° hat sich die Ellipse in eine horizontale Linie verwandelt, die der kleineren Achse 48 entspricht.

Es ist offensichtlich* dass« wenn der Kristallit 38 mit einer Dicke t ausgebildet wird, die derart bemessen wird, dass eine relative Verzögerung oder Phasenverschiebung von 90° (f/2) oder einer viertel Wellenlänge CΛ /4)_Ä Pig, 4* zwischen der längs der schnellen Achse wandernden Strahlungswalle 42 (Rig.4) und der längs der langsamen Achse 36 wandernden Strahlungswelle 40 entsteht» die Ausgangsstrahlung des Kristallite 38 zirkulär polarisiert ist.

Wird die Dicke t gegenüber einer Abmessung, die zur Entstehung einer Verzögerung von einer viertel Wellenlänge (7^/4) führt, verkleinert» so treten die Verzögerungswellen 42 und 44 früher auf und ihre relative Verzögerung wird verringert. Da die relative Verzögerung die Hauptachse 46 verkleinert, so er» höht sieh die Komponente der Ausgangsstrahlung, die parallel zur Polarisationsebene der Eingangsstrahlung» Vektor 40, liegt und die kleinere Achs· 48» die Komponente senkrecht zur Eingangsstrahlungj verringert eich gemäss Pig. % bis bei einer Dicke von 0 eine Verzögerung oder Phasenverschiebung von 0 auftritt und kein« senkrechte Komponente sondern nur die parallele Komponente vorhanden ist» was der vertikal polarisierten Eingangsstrahlung gemMas Pig, 5 entspricht« In ähnlicher Weise treten die Wellen 42 und 44 später auf und ihre relative Ver-

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zögerimg erhöht sich, wenn die Dicke fc gegenüber ©ines? Biek© erhöht wird, die eine Verzögerung von einer viertel Wellenlänge ('λ/^O liefert. W^nn sieh die relative Versögeruni höht, verringert sieh die parallele Komponente und die rechte Komponente vergröseert sich bis t ®±ne Ata®ssraig ©s== reiohti bei welcher die Verzögerung 18O° tmt und.bei nur di© senkrechte Komponente vorliegt ο Bel'eines? V©ä%<i von l80° entspricht di© senkrechte Komponente der Itagasaggs« strahlung; aber sie liegt senkrecht zu di®s®i% wie eü@s 5 für R » 18O° dargestellt ist.

Ein Eleuesjt, welches eine Fhasenverschiebttig @d®v> ©on 90° liefert, wird of ale ^/4-Plattβ bes®iehn@fe Bleiaent das eine Phasenverschiebung oder liefert wird oft als X/2-Platte bezeichnet. Ein© T^/2-Platt® dreht das Eingangsstrahlungsfeld um- 90°, wie ■ dies gleich der Vektoren für die O°-Sfcellung -.und 3.8o°« gemäss Fig. 5 ersichtlich ist»

Die gleichen Phasenverschiebungen oder Verzögerungen lung, die l&igs der schnellen und der langsamen Aehs© wundert die durch Veränderung der Dicke t gemSss den Fig_e halten werden«, können in einer Pockel⁹ sehen Vorrichtung erzeugt werden, die eine konstante Dicke t besitzt« an der Pookel¹sehen Vorrichtung 50 anliegend® dert wird, beispielsweise mittels eine@ in Serie mit der Batterie 54 an den llcktrodm Eine Poekel'sohe Vorrichtung 50 weist viel© auf, wovon Jeder eine Doppelbrechung l&sggs der Iaii«p@»gi 26 und der schnellen Achse 34 seigt® Dl@ eo hergestellt werden oder w&cbsen* 36 in der gleichen Richtung ausgepickt©^

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alle ©oftmellen Achsen 3§ mi&to in der gleichen Richtung ausgeriehtefe Binde wobei jedöefo die schnelle und langsas® Achse Ira s^eht@ia Wink©! s&elnander liegen_β .An der in Fig. 6 dargestellten Poekel' sehen Vorsieht «ng liegt .©in gleichförmiges Feld* das über die Elektroden 56 und 58 dureh die Batterie 54 geliefert, wird* so dass jeder Krisfcallit ^B die gleich® Verzögerung aufweist 1 eine Strahlung, die an jedem Punkt der Oberfläche der Vorrichtung 50 eintritt* verlässt die Vorrieh« timg im gleichen Ausmass elliptisch p'olarisiert · Falls das Feld an der Vorrichtung SO nicht gleictoässig isfc^ so ändert sich di© elliptische Polarisation der StF^hlung ißs Einklang mit d@m Feldο

Fall© ein© Pock@l'sche Vorriclifcung ebenfalls ©ine innere Polarisation aufweist, d_Q he falls das gleiche

elektrooptisch als auch ein Pet©elektret ist* dies beispielsweise für imblschjes Zifeksulfid"(ZnS) trifft_e geigt ©s eine ©oppelbreehuag* di® sich raifc des ©!©ktrisöhen F@ld@s ändert, u@leto©s - infolge d@r digen ism®r®ffa.Polarisation entsteht _g die durch das im Material gespeichert® Muster strahlender Information gebildet wird«. Es wird dabsi ©in Slemant β© ssife Elbktroden 59 und 6l erhalt@n_P welehss ©in© Doppelbrechung entsprechend einta Muist@r. aufweist _a das d©.!u darin dyireh beständige innere Polarissticm gespeicherten Snfornüafcionsmusfcer entsprieht _o In einem derartigen Element 6O₅ Figo 7» welches das gleiche - Muster gespeichert hat wie das Fofe©@lekte©fc 1©, Fig. I ma 2_S entspreshen die Kristallite im ob@p@a Eeraich 70 d@ß Elemeafcs 6ö den dichten AbS6imil*fc®ia 22 des Transparenfebildes 2ü_r die ©im veroachllSssigbares öd@r kein FeM aufwöisesn, und di© wenig <u>a®w k<sin©

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Transparentbildes 20 entsprechen, einem Feld unterliegen, das durch die gebundenen ladungen 30 und die eingefangenen PIP« Ladungen 32, Fig. 2 und 7» erzeugt wird.

Anstelle der Verwendung eines Elements, das sowohl eine innere elektrische Feldbildung eines Halbleiters und elektrooptisch Effekte in einem Material vereinigt, kann ein Schichtelement 80, Fig· 8^ durch Kombination beispielsweise eines Foto&lektrets 82 mit einer Pockel'sehen Vorrichtung 84 zwischen Elek-

BL troden 86 und 88 gebildet werden. Die Pockel'sehe Vorrichtung kann aus Xaliurodihydrogenorthophosphat ■ (KDP) und das Foto» elektret aus hexagonalera Zinksulfid bestehen, dessen -unorien«= tierte Kristallite es als lineares ©lektrooptisches Element wirksam machen. Die beständige innere Polarisation im Fotoelektr@t 82 wird ähnlich,wie Jene gemSss den Flg. l» 2 und % die gebundenen ladungen 30 und die PIP»Ladung 32 verursachen ein Feld an der Pockel'sehen Vorrichtung 84 zwischen der gemeinsamen Seite 92 der Pockel⁸sehen Vorrichtung 84 und der neben der Elektrode 88 liegenden Seite 94. Die Kristallite im oberen Bereich 70° haben daher ein schwaches Feld oder gar kein Feld an ihnen liegen und zeigen nur eine geringe oder keine Doppelbrechung, während an den Kristalliten im unteren

Bereich 74 · ein merkliches Feld liegt und diese eine erheb«· liehe Doppelbrechung aufweisen· ■ .

Ein Vorteil der Verwendung einer Kombination eines Halbleiterelements mit einem elektrooptischen Element stun Lesen der im Halbleiterelement gespeicherten Information, gleichgültig ob diese aus einem einzigen Material besteht das beide Effekte zeigt, oder aus zwei Materialien, bei welchen jedes einen der Effekte aufweist, liegt darin, dass die Dicke nicht gleichmXssig zu sein braucht* Dies beruht darauf* dass die

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Doppelbrechung eine Funktion des angewandten Feldes 1st« die ' wiederum eine Funktion der angewandten Spannung und der picke ist. Beispielsweise erzeugt die Spannung V an den Elektroden 106 und 108 in Fig. 9 ein Feld E₁ über die Dicke fcj des Elements H04, aber ein kleineres Feld B₂ über die grössere Dicke tg. Da daß Feld Eg kleiner als das Feld E₁ ist, wird es in den dem Feld.ausgesetzten Kristalliten eine geringere Doppelbrechung erzeugen. als das Feld E,· Jedoch muss die durch das Element 104 durchtretende Strahlung» wobei die Kristallite; dem kleineren Feld Eg ausgesetzt sind, durch die grössere Dicke tg hindurchtreten« so dass die Gesamtverzögerung oder Phasenverschiebung gleich 1st, unabhängig davon, ob die Dicke derartiger Vorrichtungen einheitlich ist.

Eine AusfUhrungsform einer Vorrichtung zur Jnformationsent·=· nähme gemäss der vorliegenden Erfindung,das* ©in Element 110,. welches Elektroden 59 und 6l aufweist, und ein Pookel'sches Fotoelektretosaterial enthält, 1st in Fig. 10 dargestellt. Ein Snformationsmuster ähnlieh jenem der Figo I und 2 1st Im Element 110 gespeichert, wie durch die PIiF-Ladungen 3£ und die gebundenen Ladungen 30 ersichtlich 1st. Eine Strahlungsquelle für eben polarisiertes Licht, wie beispielsweise ein . Laser 1&2» liefert.einen eben polarisierten Lichtstrahl, welcher durch den Vektor 1&4 dargestellt ist. Der Laserstrahl ist auf einen Spiegel 116 . gerichtet, welcher durch einen Motor Π8 in Schwingungen versetzt wird, um den Strahl an einem sechseckigen Spiegelprisma 120, welche» durch einen Motor 122 gleichmäeeig angetrieben wird, nach oben und unten zu verschwenken. Der am Prisma 120 vom Spiegel II6 einfallende Strahl wird daher von Seite zu Seite längs des Elemente 110 verechwenkt, wahrend er eich ebenfalls von oben nach unten bewegt. Infolgtdteetn wird in Khnlleher Weise ein Raster erzeugt,

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wie in verschiedenen anderen Bildröhren.

Wenn der &en polarisierte Strahl die Oberfläch« des Elements 110 Überstreicht» so tritt das Lieht des Strahls von der anderen Fläche Hl in einem Umfang elliptisch polarisiert aus» welcher durch die Doppelbrechung und damit durch die beständige innere Polarisation im Element 110 bestimmt 1st« Sind di© langsamen Achsen der Kristallite parallel angeordnet» so sind die schnellen Achsen der Kristallite ebenfalls parallel und der Vektor 114 des eben polarisierten Eingangslichtes ist vertikal.orientiert und halbiert den zwischen den schnell@n und langsamen Achsen gebildeten Winkel» wobei die Polarisation des vom Element 110 austretenden Lichtes durch ein® vertikale Linie dargestellt wird» wenn kein Feld und k@in@ Doppelbrechung vorhanden ist» durch eine vertikale Ifiogllehe ' Ellipse» wsnn. ein geringes Feld und eine geringe Doppel» breohung vorhanden ist» durch einen Kreis» wenn ein Feld vorhanden 1st» das eine Doppelbrechung ergibt» die zu,--'©ines³ Phasenverschiebung oder einer Verzögerusig von 90° führt» eine horizontale länglich® Ellipse bei eimern Feld, das eine Doppelbrechung liefert» die mehr als 90° Verzögerung ergibt» und eine horizontale Linie» wenn das Feld ein® Doppelbrechng erzeugt» die su einer Verzögerung von 180^ö führt» wie aus

Es sei angenommen» dass im Bereich 70* kein Feld vorhanden ist» so dass das aus diesem iereich austretende Licht-in d@r Richtung des Vektors 114 eben polarisiert (IJO) ist» üiiümfe man an» dass im Bereich 74* ein ausreichendes Feld vorhanden 1st» um eine gewisse Verengerung su verureaolien» aber nicht •ine Verzögerung Von 9°° oder mehr» so ist das aus diesem Bereich austretende Lloht elliptisch polarisiert in Farn einer

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vertikalen länglichen Ellipse 152.

Die Wirkung des elektrischen Feldes des Fotoelektrets auf die Doppelbrechung des elektrooptischen Materials kann durch Auswahl einer Komponente und Abtastung ihrer Grosse bestimmt werden. . .

Beispielsweise kann im .Pfad des Auatrittsliehtes ein Analysator, wie ein ebener Polarisat or abschnitt 134 angeordnet sein* welcher derart orientiert ist* dass er Licht sperrt« welches wie der Eicgangsliohtvektor 114 polarisiert ist und Licht senkrecht zum Eingangslicht hindurchtreten lügst. Damit wurde ein Licht ausgang» der entsprechend 130 polarisiert ist« gesperrt werden» und desgleichen die vertikale Komponente 136 des elliptisch polarisierten Lichts 132. Jedoch würde die horizontale Komponente &3& des elliptisch polarisierten Lichtes 132 durchgelassen und an der Fülleinrichtung &40 dtsreh die Linse 142 fokussiert. Die Grosse des an der PUcil» einrichtung 140 zu einem beliebigen Zeitpunkt auftretenden Signals ist damit eine Funktion der Doppelbrechung des betreffenden Punkts am Element IQ, der zum jeweiligen Zeitpunlct bestrahlt wird. Auf diese Weise kann die durch das PI(P «Element IaO induzierte Doppelbrechung dazu verwendet werden« die im Element HQ gespeicherte Information zu lesen. Der eben polarisierende Abschnitt 134 kann so orientiert sein« dass er nur Licht feststellt, welches wie der Eingangslichtvektor 114 polarisiert ist und Lieht spjr^t» welches wie die Komponente 138 polarisiert ist. In diesem Falle wird der an der Fülleinrichtung erhaltene Ausgang ein Negativ des gespeicherten Musters darstellen. Der Ausgang der Ftthlüslnriehtung 140 kann an ein Magnetband* an Bildröhren oder an verschiedenen andere

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Wiedergabemedien zur Speicherungreproduktion oder übertragung in Serienform geliefert werden« oder er kann eine ähnliche ' Basterbewegung durchlaufen« um das Originalmuster oöer ein Negativ desselben zu erzeugen* *

Oemäss einer alternativen AüsfUhrungsform nach Fig. 1© wird eine "Λ/4 «Platte. 144 zwischen dem Laser 112 und dem Element 110 angeordnet« um das eben polarisierte Licht gemäss;_;-Vektor 114 vom Laser 112 in ein elliptisch polarisiertes Lieifet umzuwandeln. Eine >/4~Platte aus doppelbrechendera. Material kann derart bemessen werden»-dass eine oder Verzögerung von $0° zwischen seiner Isngsamen len Achse geraMss der BFUrterung nach d@n Fig» %'% halten wird» .Wird die Platte; 2,44 derart ©rientlert« Vektor 114 den zwischen der schnellen and langsame gebildeten Winkel halbiert« so wird ein zirkulär tes Licht entsprechend Vektor 146 erhalten. Zirkulär polarisiertes Licht kann durch einen ständig umlaufenden Vektor der« gestellt werden« wobei sich die Richtung des Vektors dauernd ändert« Wird ein zirkulär polarisiertes Licht verwendet« um das Element 110 abzutasten« so ist das vom Bereich 70^? kommende Licht« falls kein Feld und keine Doppelbrechung vorliegt« noch zirkulär polarisiert« während Licht, das vom Bereich ?4^C kommt bei Vorliegen eines Feldes und einer Doppelbrechung in eine andere elliptische Form- verzerrt ist* Der Abschnitt 1J4 kann dazu verwendet werden« verschiedene Komponenten des elliptischen Feldes in der vorausgehend erläuterten Weise durchaulassen und zu sperren*

Ein Vorteil der Verwendung zirkulär polarisierten Eingangs«- liohftes beruht auf der Drehung des Feldes« die ein polarisier« tes Licht mit sich dauernd ändernder Richtung liefert. Damit

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können Pockel'sche Vorrichtungen verwendet werden. In welchen die langsame und die schnelle Achse eines jeden Kristalliten gegenüber ienen Achsen In den anderen Kristalliten fehlgefluchtet sind: das rotierende Feld erzeugt bei einer solchen Vorrichtung ein Ausgangslicht, das unabhängig von irgendeiner Fehlfluehtung der Kristallite 1st· Das heisst, der gelieferte Ausgang 1st so als ob alle Kristallite richtig miteinander gefluchtet und gegenüber dem eben polarisierten Eingangslicht richtig orientiert werden. Falls bei der Herstellung der Pookel'sehen Vorrichtung nicht mit Sorgfalt vorgegangen wurde„ sind die Achsen der einzelnen Kristalliten nicht gleichmMssig gefluchtete

Ein zweiter Vorteil der Verwendung zirkulär polarisierten Lichtes, d. h. eines Lichtes das durch zwsi um 90° phasen» verschobene Lichtstrahlen gebildet wird, beruht auf der Art der verwendeten Analysatoren Ij54. Die Durcfelassoharakteristlk 148, Fig. Π, eines typischen Analysator, welche eine Änderung im Ausgang bei Änderungen d©r Verzögerung auf* weist, zeigt, dass der Ausgang des Analysators in nicht linearer Welse mit einem Anwachsen d@r Verzögerung unterhalb und oberhalb, des Bereichs I¹SO in der HSh© des ^y4~Verz8gerungspunktee ansteigt. In der Nachbarschaft des Bereiches IJjO sind kleine Änderungen des Analysatorausgangs im wesentlichen linear zu Änderungen der Verzögerung. Bei Verwendung zirkulär polarisierten Lichtes 1st das ganze System zum Betrieb um einen Nullpunkt bei 7l/4 eingestellt; geringe Abweichungen von diesem Punkt in beiden Richtungen, d· h. im Sinne einer Erhöhung oder Verringerung der Verzögerung, die durch Doppel« brechung im Element 110 verursacht sind, liegen damit innerhalb des linearen Betriebsbereite.

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Ob das Element 110 eine Voreilung« d. h. eine Verringerung der Verzögerung* oder ein Ansteigen der Verzögerung des durch dasselbe hindurchtretenden Lichtes erzeugt« hängt von der Polarität des angewandten elektrischen Feldes ab. Die schnall© Achse und die langsame Achse, die durch ein Feld erzeugt den« wandelt sich jeweils in die langsame und die schnelle Achse um, die durch ein Feld entgegengesetzter Polarität hervorgerufen werden.

In einer weiteren AusftShrungsform ist ein© zweite 1l74«Platt 152 zwischen den Element 110 und den.' Ateotaitfc 1J4 net c Biese Platte 152. ist Jedoeh derart angeordnet di© lage: ihr«? langsasH®n und ■ seSmelX©» Aetee gegenüber d<§a Lagen <ä@r J©^©ilig@si AehTOn in der. Platte 144"v@Ftauis.cat ist Infolgedessen isird Licht, weleMes Itogs d<§p lasagsanea Äcte® der Piafete 1-4% gerichtet war mia s©g©aüfe©r d©m l&ags ^sd@r sehiiellen'Achse-hindurehfer@t@ad@n· Slefefe «a 90® ver nun- Itogs der schnell®» A®hs@ feiaaiiiPciigela^seB" smd

Platte ISS vollständig <äi© Mirkung d®^ Fiatfee 2A4 ysad ά& d@a AbSQimifet 13% erreictend© Lieht ist issf ®2g©d@s ©lliptisch polarisiertes Lichtf,. da© all©ia v®a der bre@hnng des Elements 110 abge'l©it®fe isf ₀ Der Äfesetmifet kann das« verwendet werden^ in der·.

Vfeis® ©inen negativen oder ppssi'tivea erzielen und die Verwendung des¹ Mas® 1%2 «and i©s l4o erfolgt in Mhnlicher Weis© wie in d©a rungsformen·

Die Erfindung kann unter Verwendung eines parallelen als auch eines sequentiellen Lesens eingesetzt werden«

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ΙΨ

sieh aus der engen Strahlabt act ungs anordnung gemäss Fig. IO ergibt. Eine Vorrichtung zum parallelen Lesen ist in Fig. dargestellt« wobei eine eben polarisierte Lichtquelle 54 ver~ wendet wird* deren Lieht durch die Linse I56 kollimiert und auf ein Pockel'sches Fotoelektretelement I58 projiziert wird, wobei Jeder Teil der Fläche gleichzeitig vom Licht getroffen wird. Bine Ti/4·»Platte I60 kann zwischen der Linse 156 und dam Element I58 oder zwischen der Lichtquelle 154 und der Linse 156 aus den vorausgehend erklärten Gründen angeordnet Ber elliptisch polarisierte Llchtausigang to» Element durch einen Aoalysatox»» .der- tfflecteum mm eliasm eben

Abschnitt l62 bestehen tosm w&a ®i©e. ausge-Komponente des elliptlsshen Feldes geiaagfe sum Aafdas in diesem fall® durch ein© Bildspeicherröhre 164 gebildet wird» die sequentiell gelesen werden kann.

Viele andere Aufzeichnungsmedien, beispielsweise für permanente Aufzeichnung (Film) als auch vorübergehende Aufzeich« nung, können zur Aufnahme des parallelen Leseergebnisses verwendet werden* Wiederum kann eine Ti/4-Platte 166 zwischen dem Element 2,58 und dem Abschnitt l62 verwendet werden«

Eine weitere ÄusfUhrungsform des* Erfindung, gemäss welcher so« wohl die parallele als auch die dazu senkrechte.Komponente des elliptisch polarisierten Lichtes verwendet wird« 1st in Fig, 13 dargestellt. Eine eisen polarisierte Lichtquelle 170* die in der Art des Lasers 112 gemäss Pig, 10 eine Abtast bewegung durchführen kann« liefert ein enges LlchtbUndel an das

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Poekel'sehe Fotoeleietretelernent 72· Der elliptisch polarisiert© Licht ausgang vom Element 172 wird in zwei zueinander senkrecht stehende Komponenten, die in diesem Falle vertikal und horizontal liegen* aufgelöst und in zwei verschiedenen Richtungen durch den Kristall 174, beispielsweise ©inen Clan-Thompson-¹ * Rochon- oder GXan~Kristall abgegeben« Ein Linsenpaar Vj6₀ 178 fokussiert die respektiven Komponenten auf getrennte FUkieinrlchtungen I80 und 132, deren elefeferf.«· e* scher Ausgang auf ©inen Differenzverstärker 184 eingg©n@ten wird, dessen Ausgang das Hell» Dunkel-Muster der im EX«©isfe 172 gespeicherten Information darstellt. Es können dabei auch °V4»Platten I86 und 188 verwendet werden« Ein Vorteil dieser Ausführungsform liegt claijh, dass sie jegliche -Peltier elliminiert; die durch Faktoren eingeführt werden* welcM© beide Achsen des elektrooptischen Materials betreffen» wie beispielsweise änderungen im Ausgang der Lichtquelle.

GeraMss einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist diese durch ein Verfahren zur Veränderung des Kontrastes eines fotografischen Bildes während des Kopierend gekennzeichnet. Dabei ist geraäss einer AusfOhrungeform der Erfindung Ρ eine Lichtquelle vorgesehen, die ein eben polarisiertes Licht Über ein Transparent bild, das kopiert werden soll» an ein, fotoleitendes Material abgibt. Eine derartige Anordnung ist in Flg. £4 dargestellt, in welcher ein Element 200, das aus einer fotoleitenden Schicht 202 und einer elektrooptischen Schicht 204 besteht, zwischen durchlässigen Elektroden 206 und 208 angeordnet ist. Die elektrooptische Schicht 204 zeigt entsprechend den vorausgehenden Erörterungen eine Doppel· brechung.

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Kollimiertes Licht aus einer Lichtquelle 210 tritt durch einen ebenen Polarisator 212» so dass das zwischen-Glas» platten 216 und 218 gehaltene Transparentbild 214 gleich« massig bestrahlt wird. Da das Traneparentblld 214 keine gleiöhmMseige Dichte aufweist» ist die Intensität des Über die !Elektrode 206 die fotoleitend© Schicht 202 erreichenden Lichts nicht gleichmSssig; und ändert eich i« umgekehrten Verhältnis zur Dichte des Transparentbildes 214: es tritt mehr idcht durch die weniger dichten Bereiche 217 des Transparenfcbäldes 214 und weniger Licht durch die dichteren Be-219 dieses Bildes. · · ■ ■

eitfähigkeit sieh mi'- der Intensität des einfallen« Llohtes- Stodert^ das heissfe,-die leitfähigkeit wird bei @li@htung vergrussert. Daher wli?ä die Leitfähigkeit

220 in der Schicht 202 in dem Sfefang es·- dem @lne stärkere &l@ht©trahlimg von den weniger Sichten Bereichen 217 des Transparentbildes 214 einfällt, wHhrend wenig oder kein Lieht durch di© dichteren Bereiche 219· des Transparentblld®e 214 tritt und die Bereiche 222 im ^esezntiichen die. noBsale Leitfähigkeit der Schicht .202 beibehalten« ~ ■ ■

an den Elektroden 206 und 208 durch die Batterie 224 abgelegte Gleichspannung erzeugt an den Slektroden 206 und 208 ein gleichförmiges Feld. Infolge der Änderungen der Leitfähigkeit der Schicht 202 als Folg« des LiehteinfalIb auf diese Schicht in einen der Dichte dos Transparentbildes 214 entsprechenden Muster wird Jedoch die Snannung und das

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Feld an den Abschnitten 220 mit erhöhter Leitfähigkeit ringert und damit liegen die anliegenden Bereiche 226 der Schicht 204 an einem grösseren Teil der Spannung und des Feldes zwischen den Elektroden 206 und 208« Die Spannung und das Feld an den Bereichen 222 werden nicht verringert« so dass die anliegenden Bereiche' 228 des» Scnictlt 204-*ΐηβ8ί geringeren Anteil des gesamten F®ld@s uad etep zwischen-den Elektroden. 206 und.2O8 erhalten« ■ als . reiche 226. Die Schicht 202 wirkt damit als ,Spwmnffissl Der Anteil eter 'Spannung oder ties Feldes* 204 sugetÄt Ήίνύ₈ h&igt vom A^snass fäMgiseit 'der Schicht 202 ab«

Ds die Boppslteeetetnig. öer Senlcfot d®r aagewaadten Spanaieag oder "des F©M©ü das dasfeh die Bereiels© grtee@r© Qiaepkoaiponeat© das düiFela di@ Segment© 228

Ein Äsaalysator* weleta? s&a sein tau»!» der atiiseteea der Se&iAfe

232 aageoi?diielj istj» auf deal das werden soll« kai» zur Auswahl

de® elliptisch polarisierten lAotetati3ga>s|i8 vm <&©& 2O²I- vevweadet werte»· Ba die eeslcreolift® IC®spssoafe© -steigeMer Doppelbrechung erhöht» nelcstie &hmwa®±^rm steigenden Feld ansteigt, ist di@ lutäneitiSt d#r sator 230 ausgewählten senkrechten Konponesit® der B&@iit<9 '.

des Transparentbildes umgekehrt proportional« 2nf©lg@des@@n erfährt das auf das fotoempfindlich« Element £$2 Hiieptrag@n@

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Bild eine Kontraststeigerung,

Wird der» Polarisator 2jP0 um 90° verdreht, so dass g@mi£ss Fig. 5 die parallele Komponente der elliptisch polarisierten Ausgangsstrahlung von der Schicht 2ö4 ausgewählt wird» so erfolgt eine Kontrastverringerung des Bildes. Dies beruht darauf_e da die parallel© Komponente sich mit verringernder Doppelbrechung verringert, und die Doppelbrechung sich mit dem Feld verkleinert; die Xnfcensit&t der vom Polarisator ausgewählten parallelen Komponente ist dabei direkt der Dichte des Transparentbildes proportional.

Stoffe können als fotol@it©nde Sehiaht-.verwendet werden und verschiedene Strahlungsartesi kennen eingesetzt werden» um die K&düjp&rag d@r Leitfähigkeit abhängig von d©r Zusammensetzung der Schicht zu verHn&ern. Das ©lektx»ooptische Material kann aus Kalium, Dihs^ärogenorthophos«- phafc (KDP) bestehen und die fotoleitende Schicht aus kristall« linem Selen oder Kadmiumsulfid, und das fotoempfindiiche Element kann aus einem für sichtbares !Licht empfindlichen Fotopapier oder einem orthochromatischen oder panchromatischen Film bestehen. Die Strahlung, öle zur'Belichtung der photo«· empfindlichen Schicht oder des photoempfindlichen Elements verwendet wird, braucht nicht kollimiert zu werden, wann die Komponenten des Systems in engem Kontakt zueinander stehen. Die Anordnung der fotoempfindllchen Schicht, der elektroopti« sehen Schicht, des Transparentbildes und der Strahlungsquelle zur Änderung der Leitf&i^gkelt kann viele Formen aufweisen * Beispielsweise braucht die fotoleitende Schicht nicht in .Kontakt, mit der elektrooptischen Schicht stehen« solange der Effekt der MitfShlgkeltsänderung dazu benutzt wird, das

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angewandte: elektrische Feld zu beeinflussen; das Transparentbild kann ein Teil eines Filmstreifens sein, der durch Spulen oder dergleichen gehalten wird und dl© Glasplatten können weggelassen werden oder ersetzt werden. In ähnlicher -Weise kann das fotoempfindliche Element Teil eines grösseren Filmstreifens sein. Die Strahlungsquelle zur Änderung der Leitfähigkeit braucht nur einen schmalen Strahlungsstrelfen liefern und/oder braucht nur aus einem schmalen Materialabschnitt zu bestehen· Ein Transparentbild oder mehrere Bilder, die Strahlungsquelle und die fotoleitende Schicht können relativ zueinander in Richtung quer zum Strahlungsspalt verschoben werden. In ähnlicher Weise braucht die elektrooptisch» Schicht lediglich einen schmalen Lichtstreif en zu ergeben und/oder kann aus einem engen Materialabschnitt bestehen·

Die Erfindung ist nicht auf elektrooptisch^ Stoffe beschränkt» die eine induzierte Doppelbrechung aufweisen* es kühnen vielmehr viele andere Arten von elektrooptischen Stoff en ver» wendet werden, die verschiedene andere Eigenschaften besitzen. Die Erfindung ist ferner nicht auf die Verwendung von Foto» elektreten beschränkt» sondern kann ebenfalls zur Entnahme von Information dienen« die mittels eines inneren elektrischen Feldes in vielen anderen Halbleiterelementen« wie beispielsweise ferroelektrisohen Materialien, gespeichert ist»

Viele Arten polarisierter Lichtquellen, die eine' eben od§r in irgendeiner Weise elliptisch polarisierte Strahlung er» zeugen» können verwendet werden; verschiedene. Arten von strah«=

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lungsempf indlichen Elementen können zum Fühlen der Strahlung dienen* Die verschiedenen Anordnungen können zur Durchführung eines sequentiellen und parallelen Lesevorgangs gem&ss der Erfindung eingesetzt werden. Die Strahlung ist nicht auf sichtbares Licht beschränkt, sondern kann auch ultraviolett* infrarot. Röntgenstrahlung oder eine andere Art elektromagnetischer Strahlung umfassen» die sich zur Erzielung des gewünschten Ergebnisses eignet. Falls eine Strahlung verwendet wird, für welche das Element durchlässig ist« die aber nicht ausreichend Energie besitzt» um die beständige inner Polarisation zu löschen» so kann ein Lesen ohne Zerstörung der Information erfolgen·

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Claims

JFS-7S64 ' 2 ο April 19β9

Patent anaprtiche

Vorrichtung zur Hodulation der von einem elektrooptischen Element als Punktion eines elektrischen Feldes Übertrage« nen Strahlung* gekennzeichnet durch ein Halbleiterelement* dessen Zustand zwecks Erzeugung ebes veränderlichen elektrischen Feldes verändert wird, ein elektr©optisches Sie« ment, welches eine Eigenschaft auf weist, die sich mit Änderungen des angewandten elektrischen Feldes verändert« und das dem Halbleiterelement zugeordnet ist» um als Funk« tion des elektrischen Feldes die durch das elektrooptisch® Element Übertragene Strahlung zu modulieren« durch eine Einrichtung« um das elektrooptische Element einer Strahlung auszusetzen und eine Einrichtung zur Feststellung der durch das elektrooptische Element hervorgerufenen Modulation der genannten Strahlung« die ein Hass für den Zustand des Halbleiterelementε darstelltο

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet^ dass das elektrische Feld ein inneres elektrisches Feld 1st« welches in Gestalt eines Husters im genannten Halbleiterelement gespeichert ist, und dass die Hodulation der Strahlung ein Hass für das im Halbleiterelement gespeicherte Xnformationsmuster darstellt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Veränderung des Kontrastes eines fotografischen Bildes wttirend des Kopiervorganges dient, und dass

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das Halbleiterelement aus einem fptoleltendem Material besteht, dessen Leitfälligkeit sich im Verhältnis zur Intensität der angwandten Strahlung verändert, um das genannte veränderliche elektrische Feld zu liefern.

4, Vorsichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung, durch »eiche das elektrooptlsche Element einer Strahlung ausgesetzt wlrd^eine Vorrichtung aufweist, um das fotoleitende Material durch ein transparent bild mit einfallender Strahlung zn belichten, um. die Leitfähigkeit des fotoleitenden Materials entsprechend einem Muster zu verändern, dass des» Dichteverteilung des Transparentbildes entspricht _g mit einer Sinriehtung, durch »eiche am genannten f©tol®ifc©nden Mat©·» rial und ara genannten elektrooptischen Material ©in elektrisches Feld angelegt wird, das sich am elektrooptischen Material als Funktion der L6itfMhigk@its^@rt@llüng des fotoleitenden Materials verändert.

5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrooptisch^ Element aus einem Material besteht, dessen Doppelbrechung eich als Funktion eines angelegten elektrischen Feldes ändert.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, dass das elektrooptisch Element und das Halbleiterelement in einem einzigen Material vorliegen, "welches die Eigenschaften beider Elemente vereinigt.

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Vorriefetung n&eh ©!nein der ÄsisprCitehe g@ke®fö^®ielmefeä> dass dae elektro-optische Halbleiterelement aus swei getrenüfcen

aach einem der Ansprüche 1 Ibis dass die. Eisiricfefcung

sait Sferahlung ein©

aIs mit einer polarisierten

nach Anspruch-8*

die feinduröhtrefeenö®

ist«

Anspruch 9« Festste a welcher

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12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass di© Bestrahlungsvorrichtung eine Bestrahlungsquslle aufweist« die eine zirkulär polarisierte Eingangestrahlung liefert.

13· Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Analysator einen 2irkularanalysator aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichneti dass der Analysator einen ebenen Analysator aufweist»

15· Verrichtung nach einem der Ansprüche 10, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Analysator ©in® Einrichtung zur Auswahl zweier gegenseitig senkrecht lie« genden Komponenten aus der elliptisch polarisierten Ausgangsstrahlung aufweist.

16. Vorrichtung, nach einem der Ansprüche 3. bis 15* dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bestrahlung des elektrooptischen Elements eine Bestrahlumgsquelle im sichtbaren Liohtbereieh aufweist.

17« Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bestrahlung des elektrooptischen Elements eine Bestrahlungsquell© mit einem Energiepegel aufweist, der unterhalb des Pegels ist, durch welchen das innere elektrisch© Feld dee Halbleiterelements zum Verschwinden gebracht wird, um ein nichtlöschendes Lesen desselben zu ermöglichenο

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18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis IJ _s dadurch gekennzeichnet« dass die Vorrichtung zur Feststellung der Modulation eine PUh!vorrichtung aufweist, welche die Grosse der Modulation der AusgangsstrahltMg vom elektrooptischen Element feststallt·

19. Verfahren zur Entnahme ©ines Informationsgehalts, welcher in Form eines Musters durch ein taneres elektrisches Feld in einem Halbleiterelement gespeichert ist« dadurch gekennzeichnet« dass ein elektrooptisches Element einer Bestrahlung ausgesetzt wird., die eine Eigengehaffe auf» weist« welche sich mit Änderungen eines an einem zugeord^ neten Halbleiterelement angelegten elektrischen Feldes ändert« um das elektrooptIsche Element in dl© Lage zu versetzen« die durch dasselbe übertragene Strahlung als Funktion des inneren elektrischen Feldes des Halbleiterelements zu modulieren« und dass die Modulation der durch das elektrooptisch Element erfolgten Strahlungsmodulation festgestellt wird« die ein Hass für das im Halbleiterelement gespeicherte Informationsmuster darstellt.

20. Verfahren noha Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet« dass das Halbleiterelement aus einem Fotoelektretmaterial besteht.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20« dadurch net« dass das elektroopt lache Element aus einem Material besteht« dessen Doppelbrechung sich als Funktion eines angelegten elektrisohen Feldes Kndert.

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jps-7864

Yerfahren nach Anspruch 19a fiaawsfe gekennzeichnet·* dass das elektrooptische Element miü das Halbleiterelement in einem einzigen Material iy@rli@g©ffi_s weletees die Eigen» schäften der beiden Element© aufweist« - ·

Verfahren nach Anspruch !9> dadüirch gglcemiseichiiet:* dass das elektrooptische Element und das Halbl©it@rel@m©nt aus zwei getrennten Stoffen besfeehen^ wvon jeä@r- >Je» wells die Eigenschaften fin@s de? Ei©m@nt@ feesltst₀

24. Verfahren nach einem der Aßüprüeföe 19 bis 23» dadurch gekennzeichnet, dass das Material miner Eingangssfes?ahlsmg ausg©s®t st

β ¥erfahren nach Anspipueh -2
das Katerial die dsax^te

sierte Eingangestrahluag;

polarisierte AusgangsütraSiliaEsg zu 'Srzeygea, dessen trlzität sich mit JSndertmgen

Feldes ändert.

26. Yerfahren nach Ansprach 25 s dadurch g©ic©nns®Ielm@t zur Feststellung aev Modulation mindestens ®lne nente der elliptisch polarisierten Ausg^ngsatrahluiagauagewählt tfird« die ©to Mass für die Änderungen des inneren elektrischen Feldes des Halbleiterelements dar stellt c dass am gesamten Material arigelegt ist»

\7erfahren nach einem des» Ansprüela© 24 bis 2B gekennzeichnet, dass di© %wc B®BtT&hXun$% risierfe© Siogasigs^fejpaSalimg ©besi polarislsirfc ist

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JFS-7864

28* Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26_e dadurch gekennzeichnet, dass die sur Bestrahlung v®rw@ndsfce polarisierte Eingangsstrahlung zirkulär" polarisiert ist«

29« Verfahren nach einem der Ansprüche I9 bis 28, dadurch gekenns®iehnet, dass die Bestrahlung mit Strahl trag unterhalb eines Energiepegels erfolgt» durch welchen das innere elektrische Feld· des Halbleiters .sum Vereitelnden gebracht werden kann, um ein nichtlöschendes Lesen des« . selben su ermöglichen.

Verfahren zur Veränderung des Kontrastes von fotografischen' Bildern während d©s Kopiervorganges, dadurch gekennzeichnet, dass ein fotoleitend©® Material durch ein Transparentblld einer Eingangs strahl mag ausgesetsfe wird, um die Leitfähigkeit des fotoieitenden Materials g©raäss ©in©m Muster zu verändern, das der Dichtov©rtellung des Transparent bildes entspricht, dass ferner as» fotoleitenden Material und an einem elektrooptischen Material ein elektrisches Feld angelegt wird, das sich am elektrooptischen Material als Funktion d@s Leitfähig« keitsnsusters des fotoleitenden Materials äradert,· dass das elektrooptisohe Material einer Eingangsst^alilung ausgesetzt wird und ferner ein fotoeospfindliches Element ®iE@m Teil der vom elektrooptischen Material erzeugten modulierten Ausgangsstrehlung ausgesetzt wird_# wobei die Intensität dieses ffeils der modulierten Aucßangsstrah lung sieh gemHss. einem Muster ändert, das i teilung a@m Transparent bildes' entspriehfc.

31« Verfahren nach Anspruch 30* dadurch gekennzeichnet, dass das elektrooptische Material einer Bestrahlung mit eben polarisierten Licht ausgesetzt wird.

32. Verfahren, nach Anspruch 30* dadurch gekennzeichnet> dass das elektrooptische Material einerBestrahlung mit sieht« barem Licht ausgesetzt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet« dass das fotoleitende Material gleichseitig einer Bestrahlung mit dem gesamten Strahiungs» muster ausgesetzt wird, das durch das Transparentbild erzeugt wird«,

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