DE3046187C2

DE3046187C2 - Optisch gesteuerter räumlich-zeitlicher Lichtmodulator

Info

Publication number: DE3046187C2
Application number: DE19803046187
Authority: DE
Inventors: Michail Gavrilovi&ccaron; &Scaron;lyagin; Anatoly Vasilievi&ccaron; Chomenko; Vladimir Ivanovi&ccaron; Leningrad Marachonov; Michail Petrovi&ccaron; Petrov
Original assignee: Fiziko-Techniceskij Institut Imeni Af Ioffe Akademii Nauk Sssr Leningrad Su
Current assignee: Fiziko-Techniceskij Institut Imeni Af Ioffe Akademii Nauk Sssr Leningrad Su
Priority date: 1979-12-10
Filing date: 1980-12-08
Publication date: 1986-09-25
Also published as: FR2471616B1; FR2471616A1; DE3046187A1

Description

D.ie Erfindung betrifft Einrichtungen zum Modulieren von Lichtströmen, die beim Schreiben, Speichern und Verarbeiten von Informationen verwendet werden, die in Bildform dargestellt werden. Insbesondere betrifft die Erfindung einen optisch gesteuerten räumlich-zeitlichen Lichtmodulator der im Oberbegriff des Patentan-Spruchs 1 beschriebenen Art, d. h. einen Modulator, der durch den auf ihn fallenden Lichtstrom, der eine sich zeitlich ändernde optische Information über die Parameter der Modulation trägt, gesteuert wird und entsprechend diesen Parametern die Modulation des Leselichtstroms bewirkt Ein solcher Lichtmodulator ist z. B. aus dem Artikel »Reusable Optical Image Starage and Processing Device« von J. Feinleib und D. S. Oliver, applied optics, vol. 11, Nr. 12, Seiten 2752—2759, bekannt.

Das bevorzugte Gebiet für den Einsatz der Erfindung stellen Systeme zur optischen Verarbeitung von Informationen im Echtzeitbetrieb dar.

Es sind optisch gesteuerte räumlich-zeitliche Lichtmodulatoren bekannt, in denen der Effekt der Fotoleitfähigkeit und der lineare elektrooptische Effekt (Pockels-Effekt) ausgenutzt werden. Alle solche Modulatoren enthalten als eines der Hauptelemente einen elektrooptischen Kristall. Zu diesem Typ von Modulatoren gehört auch der erfindungsgemäße Modulator.

Alle bekannten Modulatoren dieses Typs weisen eine zyklische Betriebsart auf, die zwangsläufig die Betriebsstufen des Schreibens, Lesens und Löschens der optischen Information umfaßt. Siehe dazu z. B. DE-OS 19 17 147; »An Optical Image Storage and Processing Device Using Electrooptic ZnS« von D. S. Oliver, IEEE Transactions von Electron Devices, VoI. ED-18, Nr. 9, Sept. 1971, S. 769—773, und »Prospects for applying some electrooptic crystals for the space-time modulation of light« von A. R. Berezhnoi et al. Opt. Spectrosc. (USSR), Vol.42, Nr.5, Mai 1977, Seiten 563—567. Hierbei wird die Modulation des Leselichtstroms entsprechend der räumlichen Verteilung der Lichtintensität im Steuerlichtstrom bewirkt, und die Amplitude der Modulation in jedem Punkt der Modulatorebene wird durch die Belichtung mit dem Schreiblicht in jedem Zyklus bestimmt.

Aber in Systemen zur Informationsvei arbeitung ist es oftmals wichtig, die Modulation des Leselichtstroms

entsprechend der zeitlichen Änderung der Verteilung der Lichtintensität im Steuerlichts'crom zu bewirken. Die bekannten optisch gesteuerten räumlich-zeitlichen Lichtmodulatoren des besagten Typs können ohne ein spezielles Betriebssystem diese Modulation unmittelbar nicht bewirken, und selbst beim Vorhandensein eines speziellen Betriebssystems können sie keine kontinuierliche Änderung des Modulationsgrads entsprechend den Änderungen der Verteilung der Lichtintensität in dem einzuschreibenden Bild gewährleisten.

Bekannt (M. Grenot, Y. Pergrale, J. Donjon, G. Marie »New electrooptic light Valve device for image and processing«, Appl. Phys. Lett. Vol.21, Nr.3, 1972, S.83) ist z.B. ein optisch gesteuerter räumlich-zeitlicher Lichtmodulator, der den Namen Fototitus trägt. Dieser Modulator stellt eine Vielschichtstruktur dar, die aus der nachstehend angeführten Elementenfolge zusammengesetzt ist: Transparente Elektrode, Schicht eines amorphen Fotoleiters, dielektrischer Spiegel, Platte aus einem einachsigen elektrooptischen deuterierten Kaliumdihydrogenphosphatkristall KD2PO4, transparente Elektrode.

Bei der Bestrahlung dieses Modulators mit einem Steuerlichtstrom, der den Informationsträger darstellt, von der Seite des Fotoleiters aus, werden in diesem freie elektrische Ladungsträger erregt. Beim Anlegen einer Spannung an die Elektroden wird im Modulator ein elektrisches Feld erzeugt, dessen Feldstärkevektor in der Richtung des Steuerlichtstroms liegt. Unter der Einwirkung dieses Felds wandern die erregten elektrischen Ladungsträger und kommen in bestimmte Energiezonen. Infolgedessen kommt eine ungleichmäßige Verteilung der elektrischen Ladung zustande, die der Verteilung der Lichtintensität im Steuerlichtstrom entspricht. Entsprechend dem elektrischen Feld der ungleichmäßig verteilten elektrischen Ladung im Fotoleiter ändert sich die Doppelbrechung des elektrooptischen Kristalls, wodurch die Modulation nach dem Zustand der Polarisation des linear polarisierten Leselichts entsprechend der Information, die im Steuerlichtstrom enthalten ist, gewährleistet wird. Beim Lesen wird das Leselicht, das durch die Platte aus dem elektrooptischen Kristall fällt, von dem dielektrischen Spiegel reflektiert, und dadurch wird eine Zerstörung des Ladungsmusters im Fotoleiter verhindert.

Beim Betrieb des Fototitus-Modulators wird der longitudinale elektrooptische Effekt (Pockels-Effekt) ausgenutzt, d. h. der Effekt, bei dem die Doppelbrechung des Kristalls und folglich die Modulation des Leselichts nur solche Komponenten des Feldvektors des internen elektrischen Felds bestimmen, die zur Ausbreitungsrichtung des Leselichts parallel sind. Hierbei weist der zeitliche Verlauf des Modulationsfaktors an einem beliebigen Punkt der Modulatorebene bei Belichtung dieses Punkts mit dem Steuerlichtstrom die Form einer Kurve mit Sättigungsteil auf. Im Sättigungsteil behält die Amplitude der Modulation einen konstanten Wert bei und ändert

sich nicht bei beliebiger nachfolgender Änderung der Lichtintensität im entsprechenden Punkt der Modulatorebene, die durch eine Änderung der räumlichen Verteilung der Lichtintensität im Steuerlichtstrorn bedingt ist. Hieraus folgt, daß zur Änderung des Modulationsfaktors bei einer Änderung der räumlichen Verteilung der Lichtintensität im Steuerlichtstrom das eingeschriebene Bild gelöscht werden muß. Zu diesem Zweck werden die Elektroden kurzgeschlossen und der Fotoleiter wird mit einem gleichmäßigen Lichtstrom beleuchtet, der die freien Ladungsträger erregt

Diese Beschreibung der Funktionsweise zeigt, daß der Fototitus-Modulator nicht imstande ist, eine kontinuierliche Modulation entsprechend den zeitlichen Änderungen der räumlichen Verteilung der Lichtintensität im Steuerlichtstrom zu gewährleisten.

Die besagte Modulation kann durch zeitlich aufeinanderfolgende Belichtung des Fototitus-Modulators mit dem Steuerlichtstrom unter Änderung der Polarität der Spannung, die an den Elektroden anliegt, bewirkt werden. In diesem Falle hängt der Modulationsfaktor von der Differenz der räumlichen Verteilung der Lichtintensität im Steuerlichtstrom ab. Aber auch in diesem Falle ist infolge der zyklischen Arbeitsweise des Modulators eine kontinuierliche Modulation entsprechend den Änderungen der räumlichen Verteilung der Lichtintensität in dem Steuerlichtstrom nicht möglich.

Ebenfalls bekannt (I. Feinleib, D. S. Oliver »Reusable Optical Image Storage and Processing Device«, Appl. Optics, Vol. 11, N12,1972, S. 2752—2759) ist ein optisch gesteuerter räumlich-zeitlicher Lichtmodulator, der eine Platte aus einem fotoleitfähigen elektrooptischen Einkristall kubischer Symmetrie ohne Inversionszentrum enthält, die auf den Flächen, die in bezug auf die KristaHachsen orientiert sind und auf die die Lichtströme fallen, transparente Elektroden tragen. Als Einkristall kubischer Symmetrie ohne Inversionszentrum verwendet man bei diesem optisch gesteuerten räumlich-zeitlichen Modulator Siliziutnsillenitkristalle Bii2SiO20 bzw. Germaniumsillenitkristalle Bii2GeO20· Die Kristalle dieses Typs weisen gleichzeitig fotoleitfähige und elektrooptische Eigenschaften auf, und aus diesem Grunde wird die ungleichmäßige Verteilung der elektrischen Ladung unmittelbar im Volumen des elektrooptischen Kristalls ausgebildet. Von diesem Modulator, der PROM-Modulator genannt wird, geht die Erfindung aus.

Bei dem beschriebenen PROM-Modulator ist mindestens eine transparente Elektrode von der Platte des Einkristalls durch eine Dielektrikumschicht isoliert, und die Flächen der Platte sind senkrecht zur Achse (100) des Einkristalls, die durch die Millerischen Indizes festgelegt ist, orientiert. Infolge einer solchen Orientierung der Begrenzungsflächen der Platte, durch die die Lichtströme fallen, erzeugen die transversalen Komponenten des internen elektrischen Felds der Ladung, das bei d^-r Belichtung mit dem Schreib-Steuerlichtstrom aufgebaut worden ist, keine Wirkung auf die Doppelbrechung des Kristalls, und folglich erfolgt auch keine Modulation des abgelesenen Lichtstroms. Aus diesem Grunde wird im PROM-Modulator wie auch im Fototitus-Modulator nur der longitudinal Pockels-Effekt verwendet. Der PROM-Modulator funktioniert auf die gleiche Art und Weise wie der Fototitus-Modulator und umfaßt ebenfalls die obligatorischen Betriebsstufen: Beleuchtung mit Steuer-Schreiblicht-Strom zur Formung des Ladungsmusters für die Modulation des Leselichts und das Löschen des Ladungsmusters. Wie auch bei der Verwendung des Fototitus-Modulators kann mit Hilfe des PROM-Modulators eine Modulation entsprechend den jeweiligen Änderungen der räumlichen Verteilung der Lichtintensität im Steuerlichtstrorn, die sich über einen bestimmten Zeitabschnitt abgespielt haben, bewirkt werden. Diese Modulation wird mit Hilfe eines Betriebssystems bewirkt, das mit dem beim Einsatz des Fototitus-Modulators beschriebenen Betriebssystem identisch ist. Aber bei Verwendung des PROM-Modulators muß man infolge der Änderungen der Parameter des Modulators bei einer Änderung der Polarität der Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, ein Paar PROM-Modulatoren einsetzen, die in zeitlicher Aufeinanderfolge mit dem Steuer-Schreiblichtstrom bei entgegengesetzten Polaritäten der Spannungen, die an die entsprechenden Elektroden dieses Paars der PROM-Modulatoren angelegt werden, belichtet werden. Wie auch bei der Verwendung des Fototitus-Modulators macht dieser Umstand die Arbeit komplizierter, und im Zusammenhang mit der zyklisehen Arbeitsweise des PROM-Modulators wird die kontinuierliche Modulation entsprechend den zeitlichen Änderungen der räumlichen Verteilung der Lichtintensität im Steuerlichtstrom nicht gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optisch gesteuerten räumlich-zeitlichen Lichtmodulator mit einer Kombination aus einem elektrooptischen Einkristall und Elektroden zu schaffen, die es ermöglicht, eine kontinuierliche Modulation entsprechend den zeitlichen Änderungen der räumlichen Verteilung der Lichtinten- so sität im Steuer-Schreiblichtstrom zu bewirken.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen Lichtmodulator, wie er im Patentanspruch 1 angegeben ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In einem solchen Modulator sind, wie auch in bekannten Modulatoren des besagten Typs, die Ausbreitungsrichtung der Lichtströme und der Feldvektor des äußeren elektrischen Felds zueinander parallel, aber hierbei wird im erfindungsgemäßen Modulator der transversale Pockels-Effekt verwendet, bei dem modulierend nur solche Komponenten des Feldvektors des internen elektrischen Felds wirken, die zur Richtung des Leselichts senkrecht sind.

In einem solchen Modulator weist der zeitliche Verlauf der Modulationsamplitude über beliebige Änderungen der Lichtintensität im entsprechenden Punkt der Modulatorebene, wie es experimentell festgestellt worden ist, die Form einer Kurve mit einem Maximum und einem abfallenden Abschnitt auf. Aus diesem Grunde erfolgt bei einer Zunahme bzw. Abnahme der Lichtintensität in einem beliebigen Punkt der Ebene des erfindungsgemäßen Modulators eine Zunahme der Modulationsamplitude im entsprechenden Punkt, und bei einer zeitlich stationären Verteilung der Lichtintensität in der Modulatorebene ist die Modulationsamplitude gering, aber jedesmal bei Änderungen der Lichtintensität wird diese Amplitude größer. Dadurch wird eine kontinuierliche Modulation b5 entsprechend den zeitlichen Änderungen der räumlichen Verteilung der Lichtintensität im Steuerlichtstrom gewährleistet.

Der erfindungsgemäße Modulator weist, wie es durch Versuche festgestellt worden ist und durch die lechni-

sehen Charakteristiken in den nachstehend angeführten Beispielen erläutert wird, eine größere Bandbreite der räumlichen Frequenzen und eine größere lichtbeugende Wirksamkeit in bezug auf die Lichtbeugung gegenüber den obigen bekannten optisch gesteuerten räumlich-zeitlichen Lichtmodulatoren auf. Außerdem ermöglicht die Verwendung von Einkristallen, die der Grundlösung entsprechen, und das NichtVorhandensein von Nichtleitern den Einsatz des erfindungsgemäßen Modulators in einem breiten Temperaturbereich.

Vorzugsweise fallen im erfindungsgemäßen Modulator die Flächen der Platte mit den Flächen des Kristalls (110) bzw. (111) zusammen; dies gewährleistet eine besonders hohe Beugungswirkung.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Modulator,

ίο F i g. 2 (a, b) Schaubilder für die Änderungen der Intensität des Schreib-Steuerlichtstroms und des Leselichtstroms in einem der Punkte der Ebene des Modulators in F i g. 1, die zeitlich aufeinander abgestimmt sind.

In F i g. 1 ist ein optisch gesteuerter räumlich-zeitlicher Lichtmodulator dargestellt, der erfindungsgemäß ausgeführt ist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, enthält dieser Modulator eine Platte 1 aus einem elektrooptischen Einkristall mit Arbeitsflächen, d. h. mit Flächen, in die das Licht einfällt und die in der Zeichnung mit S bezeichnet sind, sowie transparente Elektroden 2, die auf den Flächen 5 angeordnet sind und in unmittelbarem elektrischen Kontakt mit der Platte 1 stehen. Als elektrooptischer Einkristall wird zur Herstellung der Platte 1 ein Kristall mit kubischer Symmetrie ohne Inversionszentrum verwendet. Unter anderem kann man eben solche Kristalle verwenden, wie sie im PROM-Modulator zur Anwendung kommen, und zwar Siliziumsillenit bzw. Germaniumsillenit.

Bei der Herstellung der Platte 1 aus dem besagten Einkristall wird eine derartige Orientierung der Arbeitsflächen 5 der Platte gewährleistet, daß sie unter einem Winkel in der Größenordnung von 10 bis 80 Winkelgrad mindestens zu einer der Hauptachsen des Kristalls liegen. Dies kann durch einfaches Zersägen des Kristalls unter den besagten Winkeln gewährleistet werden.

Die transparenten Elektroden 2 sind in Form einer auf die Arbeitsflächen S aufgestäubten dünnen Schicht aus einem entsprechenden Werkstoff, der das Zustandekommen eines stromleitenden und gleichzeitig transparenten Überzugs gewährleistet, ausgeführt. Als ein solcher Werkstoff können unter anderem auch Platin bzw. eine Zusammensetzung aus Zinnmonooxyd und Indiummonooxyd dienen.

Man kann theoretisch begründen, daß bei einer Orientierung der Arbeitsflächen 5, die sich von der Senkrechten in bezug auf eine der Hauptachsen des Kristalls unterscheidet, und beim Vorhandensein eines unmittelbaren elektrischen Kontakts der Elektroden 2 mit der Platte 1, im Modulator eine modulierende Wirkung auf den Leselichtstrom nur solche Komponenten des Feldvektors des internen elektrischen Felds ausüben werden, die senkrecht auf der Ausbreitungsrichtung des Leselichtstroms stehen, d. h., daß der transversale Pockels-Effekt verwendet wird. Dies wird durch folgendes begründet.

Wie bekannt, wird die Doppelbrechung der Kristalle mit Hilfe der optischen Indikatrix und der Pockels-Effekt durch die lineare Änderung ihrer Koeffizienten beim Aufbauen eines elektrischen Felds im Kristall beschrieben. Um die Größe der Doppelbrechung in jedem Punkt des Kristalls festzustellen, muß man den Schnitt der Indikatrix mit einer Ebene festlegen, die zur Ausbreitungsrichtung des Leselichts senkrecht ist. Wenn das Leselicht lotrecht auf die Arbeitsfläche 5 der Platte 1 fällt, liegt der Schnitt der Indikatrix in der Ebene dieser Fläche. Nimmt man an, daß das Lot zur Ebene S der Platte 1 mit einer der Hauptachsen des Kristalls, beispielsweise mit der Achse [100] des Kristalls, den Winkel χ bildet und wählt man, ohne die Allgemeinheit der nachfolgenden Ausführungen einzuschränken, das Koordinatensystem beispielsweise derart, daß die OZ-Achse mit dem Lot auf die Arbeitsfläche S der Platte 1 und die OAf-Achse mit der Achse [001] des Kristalls zusammenfällt, wobei die OX'-Achse in der Ebene der Fläche 5der Platte 1 liegt, so wird in diesem Koordinatensystem der Schnitt der Indikatrix durch die nachfolgend angeführte Gleichung beschrieben:

-!j- (x²+y²) - 2r_4I \(-]- E_x- y⁵ + E.. · yx) Sin 2a - E. yx Cos 2 a] = 1
ⁿo LV 2 / J

in der nodie Brechzahl des Kristalls
Γ41 der elektrooptische Koeffizient des Kristalls und

E_x, Ey, £f_zdie Komponenten des elektrischen Feldvektors auf den entsprechenden Achsen sind.

Aus dieser Gleichung ist ersichtlich, daß die Komponenten des elektrischen Feldvektors E_x und E_y sich auf die Doppelbrechung der Platte 1 nur in dem Falle auswirken, daß der Winkel λ sich von 0° bzw. 90° unterscheidet. Dies bedeutet, daß, falls das Lot auf die Oberfläche S der Platte 1 nicht mit einer der Hauptachsen des Kristalls zusammenfällt, die Doppelbrechung der Platte 1 durch den transversalen Pockels-Effekt beeinflußt wird.

Außerdem ist bekannt, daß bei dem longitudinalen Pockels-Effekt der Polarisationszustand des Leselichts, das durch die Platte des elektrooptischen Kristalls fällt, durch die Differenz der Potentiale ihrer Arbeitsflächen bestimmt wird. Falls aber beide Elektroden im unmittelbaren elektrischen Kontakt mit den Arbeitsflächen der Platte stehen, sind diese angrenzenden Flächen äquipotentiell. In diesem Falle kann der longitudinal Pockels-Effekt eine räumliche Modulation nicht gewährleisten.

Untersuchungen haben gezeigt, daß bei der Orientierung der Arbeitsflächen 5 der Platte 1 unter den Winkeln 10 und 80° zu einer der Hauptachsen des Kristalls, eine ausreichende Größe der Modulation gegenüber dem Rauschpegel gewährleistet wird und die lichtbeugende Wirksamkeit ungefähr um das zweifache höher ist als bei dem PROM-Modulator. Dies gewährleistet eine stabile und zuverlässige Funktion des erfindungsgemäßen Modulators.

Wenn die Arbeitsflächen S der Platte 1 mit den Ebenen (110) oder (111) des elektrooptischen Kristalls zusammenfallen, tritt der longitudinal Pockels-Effekt überhaupt nicht in Erscheinung, und die Modulation

infolge des transversalen Pockels-Effekts erreicht den maximalen Wert.

Der beschriebene optisch gesteuerte räumlich-zeitliche Lichtmodulator funktioniert in einem beliebigen Bereich der angeführten Winkel wie folgt.

An die Elektroden 2 wird eine Spannung angelegt, die ein elektrisches Feld aufbaut, dessen Feldvektor senkrecht auf den Arbeitsflächen 5 der Platte 1 steht. Weiterhin wird der Modulatoi mit dem Steuerlichtstrom beleuchtet, der die Information in Form eines Bilds trägt und senkrecht zur Arbeitsfläche Sder Platte 1 einfällt, d. h. parallel zum elektrischen Feldvektor. Hierbei werden in der Platte 1 freie Ladungsträger erregt, die unter Einwirkung des elektrischen Feldes wandern und eine ungleichmäßige räumliche Verteilung der elektrischen Ladung erzeugen, die der Verteilung der Lichtintensität im Steuerlichtstrom entspricht. Infolge dieser Orientierung der Arbeitsflächen S der Platte 1 ändern die Querkomponenten des Feldvektors des elektrischen Felds der ausgebildeten elektrischen Ladung, wie vorstehend erwiesen, die Doppelbrechung der Plate 1 in der Modulatorebene und gewährleisten hiermit die Modulation des Leselichts nach dem Zustand der Polarisation.

Das ausführliche Bild für die physikalischen Prozesse, die sich in dem beschriebenen Modulator abspielen, ist nicht restlos klar; experimentelle Untersuchungen ergeben folgendes.

Untersucht sei ein Beispiel, bei dem sich die Lichtintensität in einem beliebigen Punkt der Modulatorebene zeitlich entsprechend dem in F i g. 2-a dargestellten Schaubild ändert. Wie aus diesem Schaubild ersichtlich, weist die Lichtintensität in irgendeinem Punkt der Modulatorebene anfänglich einen konstanten Wert auf, wächst hiernach sprungartig an und sinkt nach Ablauf einer gewissen Zeit wieder sprungartig bis zum anfänglichen Wert ab.

Um die Änderungen der Modulationsamplitude im entsprechenden Punkt der Modulatorebene bei dieser entsprechenden Änderung der Lichtintensität in diesem Punkt zu ermitteln, wurde das durch den Modulator fallende Licht weiter durch einen Analysator der Polarisation geleitet, und die Lichtintensität im entsprechenden Punkt wurde registriert. Die Änderung der Intensität des Leselichts bei der Änderung der Intensität des Steuer-Schreiblichts entsprechend Schaubild 2-a ist im Schaubild 2-b dargestellt. Aus diesem letzten Schaubild ist ersichtlich, daß bei der Änderung der Lichtintensität in irgendeinem Punkt der Modulatorebene, eine Vergrößerung der Modulationsamplitude des Leselichts im entsprechenden Punkt und nach Erreichen eines maximalen Werts eine Verringerung erfolgt. Hierbei findet die Vergrößerung der Modulationsamplitude sowohl bei einer Vergrößerung als auch bei einer Verkleinerung der Lichtintensität im entsprechenden Punkt der Modulatorebene statt.

Damit ist klar, daß eine wirksame Modulation des Leselichts nur in den Zeitpunkten erfolgt, die den Änderungen der Lichtintensität im Steuer-Schreiblichtstrom entsprechen. Hierbei ist die Arbeitsweise des Modulators kontinuierlich und benötigt kein Löschen der eingeschriebenen Abbildung, wie es bei den bekannten optisch gesteuerten räumlich-zeitlichen Modulatoren ähnlichen Typs der Fall ist.

Experimentelle Untersuchungen der erfindungsgemäßen Modulatoren, bei denen die Arbeitsflächen S der Platte 1 mit den Ebenen (110) und (111) des Kristalls zusammenfallen, lieferten für diese Modulatoren folgende technische Charakteristiken:

Parameter der Modulatoren Orientierung der Kristallplatte

[in] [no] _4Ü

Empfindlichkeit in bezug auf das Schreiben (Belichtung, die zur Erzielung einer 1% Beugungswirksamkeit bei /i=441 erforderlich ist)

Beugungswirksamkeit °^cn/- ~· ^cn/-

(räumliche Frequenz — 4 Linien/mm, Spannung an den Elektroden — 2 kV)

Bereich der zu übertragenden räumlichen Frequenzen

(nach dem Abfall der Beugungswirksamkeit um das Vierfache) 50 f|

Dynamischer Bereich in der Fourier-Ebene > 10⁶ > 10⁶ %

Betriebstemperatur Raumtemperatur Raumtemperatur $j.

Die vorstehende Beschreibung der erfindungsgemäßen Modulatoren dient nur zur Erläuterung des Wesens 55 $

und der Vorteile der Erfindung und schränkt in keinem Falle den Umfang der Patentansprüche ein. Es ist ff

offensichtlich, daß als Einkristalle mit kubischer Symmetrie ohne Inversionszentrum neben den Silizium- und £=

Germaniumsilleniten auch Einkristalle der Titan-, Phosphor-Galliumsillenite sowie anderer Sillenite und auch |;

Einkristalle mit der Struktur der Zinkblende, beispielsweise Zinkumsillenit u. a. verwendet werden können. [!

Es sind verschiedentliche gegenseitige Wechselverbindungen der Richtungen des Lese- und des Schreiblicht- 60 |

Stroms und eine verschiedene Polarität der an die Elektroden angelegten Spannungen möglich. Weiterhin ist ff

entsprechend den jeweiligen Einsatzbedingungen des Modulators die Beleuchtung des Modulators mit dem %

Schreibstrom und dem Leseiichtstrom unter Winkeln möglich, die sich von der Senkrechten auf die Arbeitsflä- f>

chen unterscheiden, aber unter dem Winkel in der Größenordnung von 10° bis 80° mindestens zu einer der |

Hauptachsen des Kristalls gerichtet sind, was den betrachteten Beispielen äqivalent ist. 65 U

4,5-10-⁶JVCm²	3,0-10-⁶ J/cm²
2,5%	3,5%
1—50 Linien/mm	1—50 Linien/mm

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen Jf

Claims

fr* Patentansprüche:

% l. Optisch gesteuerter räumlich-zeitlicher Lichtmodulator mit einer Platte aus einem fotoleitfähigen elek-

ß trooptischen Einkristall kubischer Symmetrie ohne !nversionszentrum, deren von den Lichtströmen getroffe-

i; 5 ne Flächen in vorgegebener Weise in bezug auf die Kristallachsen orientiert sind und transparente Elektro-

Γ: den tragen, dadurch gekennzeichnet, daß -Jie Flächen (S) der Platte (1) unter einem Winkel in der

";■ Größenordnung von 10" bis 80° in bezug auf mindestens eine der Hauptachsen des Einkristalls orientiert

sind und daß beide Elektroden (2) mit den Flächen (S) in unmittelbarem elektrischen Kontakt stehen.

^:-i 2. Lichtmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (S) der Platte (1) mit den

si ίο Flächen (110) des Einkristalls zusammenfallen.

% . 3. Lichtmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (S) der Platte (1) mit den

• I Flächen (111) des Einkristalls zusammenfallen.