SU1103289A1

SU1103289A1 - Time-spatial light modulator

Info

Publication number: SU1103289A1
Application number: SU823487628A
Authority: SU
Inventors: Петр Ефимович Котляр; Евгений Семенович Нежевенко; Борис Иделович Спектор; Владимир Иванович Фельдбуш
Original assignee: Новосибирский государственный университет им.Ленинского комсомола; Институт автоматики и электрометрии СО АН СССР
Priority date: 1982-09-03
Filing date: 1982-09-03
Publication date: 1984-07-15

Abstract

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ МОДУЛЯТОР СВЕТА, содержащий последовательно расположенные первый прозрачный электрод, первый ди электрический слой, первый монокристаллический фоточувствительный слой, обладающий эффектом Поккельса, диэлектрическое зеркало, второй прозрачный- электрод , второй монокристаллический фоточувствительный слой, обладающий эффектом Поккельса, второй диэлектрический слой, третий прозрачный электрод, отличающийс тем, что, с целью дифференцировани изображени в пол рных координатах , в него дополнительно введены четвертый прозрачный электрод, размещенный между первым монокристаллическим i слоем и диэлектрическим зеркалом, и световолоконный жгут, выполненный из одно (Л кодовых волокон эллиптического сечени , размещенный между диэлектрическим зерС калом и вторым прозрачным электродом. УA SPATIAL-TIME LIGHT MODULATOR containing successively located first transparent electrode, first dielectric layer, first single crystal photosensitive layer, having the Pockels effect, dielectric mirror, second transparent electrode, second single crystal photosensitive layer, having the Pokels effect, second dielectric layer, the second single crystal photosensitive layer, having the effect of Pockels, the second dielectric layer, the second transparent layer, the second transparent dielectric layer, having the Pockels effect, the second dielectric layer, the second dielectric layer. an electrode, characterized in that, in order to differentiate the image in polar coordinates, in addition to it Dena fourth transparent electrode disposed between the first single crystal layer of i and dielectric mirror, and a fiber-optic bundle formed of one (A code elliptic sectional fibers sandwiched between dielectric zerS feces and the second transparent electrode. We

Description

ооoo

NDND

0000

Г)D)

Изобретение относитс к оптическому приборостроению и может быть использовано дл улучшени качества изображений методами маскировани , дифференцировани изображений, а также дл преобразовани изображений, получаемых в некогерентном свете, в когерентные.The invention relates to optical instrumentation and can be used to improve image quality by masking methods, image differentiation, as well as to convert images obtained in non-coherent light into coherent ones.

Известны пространственно-временные модул торы света (ГТВМС), использующие в качестве модулирующей среды электрооптические кристаллы I.Spatio-temporal light modulators (GTVMS) are known, using electro-optical crystals I as a modulating medium.

Недостатком данных устройств вл етс то, что реализаци операции вычитани , необходимой дл осуществлени частотной фильтрации изображений (методы маскировани ), дифференцировани изображений , создани псевдорельефа и т. д. осуществл етс в две экспозиции, что ограничивает класс обрабатываемых изображений в св зи с низким быстродействием.The disadvantage of these devices is that the implementation of the subtraction operation necessary for performing frequency filtering of images (masking methods), image differentiation, creating pseudo-relief, etc. is performed in two exposures, which limits the class of processed images due to low speed .

Наиболее близким к предлагаемому вл етс ПВМС, обеспечивающий возможность осуществлени операции вычитани изображений за одну экспозицию. Устройство содержит последовательно расположенные первый прозрачный электрод, первый диэлектрический слой, первый монокристаллическийфоточувствительный слой, обладающий эффектом Поккельса, диэлектрическое зеркало, второй прозрачный электрод, второй монокристаллический фоточувствительный слой, обладающий эффектом Поккельса, второй диэлектрический слой, третий прозрачный электрод 2.The closest to the proposed one is the PVMS, which makes it possible to carry out the operation of image subtraction per exposure. The device contains sequentially located the first transparent electrode, the first dielectric layer, the first single crystal photosensitive layer with the Pockels effect, the dielectric mirror, the second transparent electrode, the second single crystal photosensitive layer with the Pockels effect, the second dielectric layer, the third transparent electrode 2.

Однако известное устройство не позвол ет осуществл ть дифференцирование изображений в пол рных координатах.However, the known device does not allow differentiation of images in polar coordinates.

Цель изобретени - обеспечение возможности дифференцировани в пол рных координатах.The purpose of the invention is to enable differentiation in polar coordinates.

Поставленна цель достигаетс тем, что в пространственно-временной модул тор света, содержащий последовательно расположенные первый прозрачный электрод, первый диэлектрический слой, первый монокристаллический фоточувствительный слой, обладающий эффектом Поккельса, диэлектрическое зеркало, второй прозрачный электрод, второй монокристаллический фоточувствительный слой, обладающий эффектом Поккельса, второй диэлектрический слой, третий прозрачный электрод , введены четвертый прозрачный электрод , |5азмещенный между монокристаллическим слоем и диэлектрическим зеркалом, и упор доченный световолоконный жгут, выполненный из однокодовых волокон эллиптического сечени , размещенный между диэлектрическим зеркалом и вторым прозрачным электродом.The goal is achieved by the fact that in a spatial-time modulator of light containing successively located first transparent electrode, first dielectric layer, first single-crystal photosensitive layer having the Pockels effect, dielectric mirror, second transparent electrode, second single-crystal photosensitive layer having the Pockels effect, the second dielectric layer, the third transparent electrode, introduced the fourth transparent electrode, | 5 placed between single crystal cal layer and the dielectric mirror, and an ordered fiber-optic bundle formed of filaments odnokodovyh elliptic section arranged between the dielectric mirror and the second transparent electrode.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

Устройство содержит прозрачные электроды 1, 2, 3 и 4, монокристаллические фоточувствительные слои 5 и 6, диэлектрические слои 7 и 8, диэлектрическое зеркало 9, световолоконный жгут 10.The device contains transparent electrodes 1, 2, 3 and 4, single-crystal photosensitive layers 5 and 6, dielectric layers 7 and 8, a dielectric mirror 9, a fiber optic bundle 10.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

На ограниченные прозрачными электродами 1 и 2, 3 и 4 структуры, содержащие прозрачный диэлектрический слой 7 и 8 и монокристаллический фоточувствительный слой 5 или 6, подают напр жение и. При этом одно из изображенийVoltage and are applied to the structures limited by transparent electrodes 1 and 2, 3, and 4, containing a transparent dielectric layer 7 and 8 and a single-crystal photosensitive layer 5 or 6. In addition, one of the images

0 fi (х, Y) проецируют на ПВМС с одной стороны , а f (х, Y) - с другой (длина волны света соответствует максимуму фотопроводимости слоев 5 и 6). Вследствие фотопроводимости на первом из монокристаллических слоев 5 формируетс потенциадьный рельеф Ui fj (х, у), на втором 6 - Ui f2(x, у). В силу того, что монокристаллические слои обладают электрооптическими свойствами, плоскопол ризоваиный считывающий поток, проход через0 fi (x, Y) are projected onto the PVMS on the one hand, and f (x, Y) on the other (the light wavelength corresponds to the maximum of the photoconductivity of layers 5 and 6). Due to photoconductivity, on the first of single-crystal layers 5, a potentiation relief Ui fj (x, y) is formed, on the second 6 - Ui f2 (x, y). Due to the fact that single-crystal layers have electro-optical properties, the plane-polarized reading flow, passage through

Q эти слои, испытывает двулучепреломление , величина которого пропорциональна разности напр жений и визуализируетс после прохождени анализатора в плоскости изображени в виде распределени интенсивностиQ these layers experience birefringence, the magnitude of which is proportional to the difference in voltage and is visualized after passing the analyzer in the image plane as an intensity distribution.

5 Io(x, (f t -y J-Ualf «,VJ (j)5 Io (x, (f t -y J-Ualf ", VJ (j)

/z/ z

где lo - интенсивность считывающего светового потока;where lo is the intensity of the reading light flux;

- полуволновое напр жение моиокристаллических слоев. - half-wave voltage of my crystal layers.

0 Наличие диэлектрического зеркала 9, отражающего световой поток записи, позвол ет избежать взаимного паразитного вли ни записываемых изображений.The presence of a dielectric mirror 9 reflecting the luminous flux of the recording makes it possible to avoid the mutual parasitic effect of the recorded images.

Световолоконный жгут 10, размещенный между одним из прозрачных электродов 2 или 3 и диэлектрическим зеркалом 9, передает световое поле считывающего пучка с выхода одного монокристалла на вход другого и дает возможность осуществить механическую разв зку двух структур 0 1, 7, 5, 2 и 3, 6, 8, 4. При этом, поскольку эффект вычитани основан на изменении вторым кристаллом пол ризации света заданный первым, он достигаетс лищь в случае, если упор доченный световолоконный жгут выполнен из волокон, передающих состо ние пол ризации, например волокон эллиптического сечени . В случае , если между кристаллами находитс элемент, искажающий пол ризацию, на выходе из устройства получаетс поле случай0 ных пол ризаций, которое будет суммироватьс с результатом вычитани .The fiber optic cable 10, placed between one of the transparent electrodes 2 or 3 and the dielectric mirror 9, transmits the light field of the readout beam from the output of one single crystal to the input of the other and makes it possible to mechanically isolate two structures O 1, 7, 5, 2 and 3, 6, 8, 4. In this case, since the subtraction effect is based on the second crystal changing the light polarization specified by the first one, it is achieved only if the ordered fiber optic cable is made of fibers transmitting a polarization state, for example, ipticheskogo section. In case there is an element that distorts the polarization between the crystals, a field of random polarizations is obtained at the output of the device, which will be summed up with the result of the subtraction.

Введение в устройство второго внутреннего электрода, размещенного между монокристаллическим слоем и диэлектрическим 5 зеркалом, обеспечивает его работоспособность , так как в случае его отсутстви невозможно подать электрическое поле на один из монокристаллических слоев и. следовательно, невозможно зарегистрировать одно из вычитаемых изображений. Размещение же его между диэлектрическим зеркалом и световолоконным жгутом привело бы к резкому снижению точности операции вычитани . Расположение дополнительного электрода между монокристаллическим слоем 5 и диэлектрическим зеркалом 9 позвол ет уравн ть емкости диэлектрических слоев 7 и 8. Так как процесс регистрации вл етс нелинейным и зависимость напр жени на кристаллах от интенсивности записывающего света определ етс выражением , ел где УО напр жение на структуре; С -емкость диэлектрических слоев; Сьр-емкость монокристаллического сло ; К -посто нный коэффициент, С -врем записи. то при выравнивании емкостей диэлектрических слоев коэффициенты перед экспонентной и все показатели станов тс одинаковыми при регистрации вычитаемых изображении и как следствие этого операци вычитани осуществл етс более точ . но. Возможность вычислени в пол рных координатах технически обеспечиваетс разворотом относительно одна другой ninocкостей двух частей ПВМС, закрепленных на концах жгута. По сравнению с наиболее перспективными широко используемыми ПВМС типа «PROM и «Phototitus данный модул тор позвол ет осуществл ть дифференцирование в пол рных координатах, а в таких операци х вычитани осуществл ет за одну экспозицию; обеспечивает вычитание быстро измен ющихс и смещающихс друг относительно друга изображений; обладает высоким быстродействием; удобен в эксплуатации; обладает более высокой точностью.Introduction to the device of the second internal electrode placed between the single-crystal layer and the dielectric 5 mirror ensures its operability, since if it is not present it is impossible to apply the electric field to one of the single-crystal layers and. therefore, it is not possible to register one of the subtracted images. Placing it between the dielectric mirror and the fiber optic bundle would lead to a sharp decrease in the accuracy of the subtraction operation. The location of the additional electrode between the single-crystal layer 5 and the dielectric mirror 9 makes it possible to equalize the capacitances of the dielectric layers 7 and 8. Since the registration process is non-linear and the voltage dependence on the crystals on the intensity of the recording light is determined by the expression, where ; C-capacitance of dielectric layers; Ср-capacity of single-crystal layer; K-constant coefficient, With-time record. then, when aligning the capacitances of the dielectric layers, the coefficients before the exponential and all the indicators become the same when registering the subtracted image, and as a result, the subtraction operation is performed more accurately. but. The possibility of computation in polar coordinates is technically ensured by the turn relative to each other of the ninocos of two parts of the PVMS fixed at the ends of the tow. Compared with the most promising widely used PVMS of the type "PROM and" Phototitus, this modulator allows differentiation in polar coordinates, and in such subtraction operations it performs per exposure; provides subtraction of rapidly changing and shifting images relative to each other; possesses high speed; easy to use; has higher accuracy.

Claims

SPATIAL-TEMPORARY LIGHT MODULATOR containing sequentially arranged first transparent electrode, first dielectric layer, first monocrystalline photosensitive layer having Pockels effect, dielectric mirror, second transparent electrode, second monocrystalline photosensitive layer having Pockels effect, second dielectric layer, third transparent electrode characterized in that, in order to differentiate the image in polar coordinates, h tverty transparent electrode disposed between the first single crystal layer and the dielectric mirror and the fiber-optic bundle formed of odnokodovyh 'elliptical cross-section fibers disposed between the dielectric mirror and the second transparent electrode.

SU „„ 1103289>