SU1764020A1

SU1764020A1 - Адаптивное зеркало

Info

Publication number: SU1764020A1
Application number: SU894697441A
Authority: SU
Inventors: Юлий Иосифович Дымшиц
Original assignee: Государственный оптический институт им.С.И.Вавилова
Priority date: 1989-05-29
Filing date: 1989-05-29
Publication date: 1992-09-23

Abstract

Использование; в преобразовател х излучени и в оптических вычислительных системах . Сущность изобретени в устройстве, содержащем светочувствительный источник электрического пол с управл ющими электродами 1 и 6 и многослойный исполнительный элемент, выполненный в виде отражающего сло 3, покрытого слоем диэлектрика 2 с резонансными лини ми или полосами поглощени . Новым вл етс то что подложка выполнена из фотопровод - щего материала 4, причем фотопро&amp;одник может заполн ть сквозные отверсти в диэлектрической решетке-матрице 5 1 ил 1 з.п ф.

Description

Изобретение относится к области оптики, точнее, к конструкции адаптивных зеркал и может быть использовано в преобразователях излучения и в оптических вычислительных системах.

Известно адаптичное зеркало, содержащее сплошную подложку с матрицей р-ппереходов, наложенную на нее решетку (полую матрицу), из электропроводящего высокоомного материала, например, полупроводящего стекла и исполнительный элемент в виде гибкой, деформируемой мембраны [1].

Недостатком известного адаптивного зеркала является сложность конструкции и необходимость помещения его в вакуум для обеспечения высокого быстродействия.

Наиболее близким из известных является адаптивное зеркало, содержащее светочувствительный источник электрического поля с управляющими электродами и многослойный исполнительный элемент, выполненный в виде отражающего слоя, покрытого слоем диэлектрика с резонансными линиями или полосами поглощения, при этом электроды нанесены на наружные поверхности подложки и поглощающего слоя [2].

Недостатком известного устройства является сложность конструкции и технологии изготовления.

Целью изобретения является упрощение конструкции и технологии изготовления зеркала.

Указанная цель достигается тем, что в адаптивном зеркале [2] подложка выполнена из фотопроводящего материала, при этом электроды подключены к источнику напряжения. Кроме того, цель достигается также тем, что подложка выполнена в виде диэлектрической решетки-матрицы со сквозными отверстиями, заполненными фотопроводящим материалом.

На чертеже схематически изображена конструкция адаптивного зеркала. Отражающий слой 3 покрыт слоем диэлектрика 2 с резонансной полосой поглощения и нанесен на подложку (4-5). Подложка выполнена в виде диэлектрической (например, стеклянной) матрицы 5 со сквозными отверстиями, которые заполнены фотопроводящим материалом 4, например, фотопроводящим стеклом с низкой темновой проводимостью. Слой 2 может быть выполнен в виде лэнгмюровской пленки антрахинонового красителя, имеющего полосу поглощения в видимой области спектра с резкими (2-3 нм) крыльями на зеленом и красном краях полосы. На слой 2 и подложку 4-5 снаружи нанесены прозрачные управляющие электроды и 6, выполненные, например, из двуокиси олова и подключенные к источнику электрического поля - генератору напряжения, 7 управляющее (падающее) излучение, 8 - управляемое (отраженное) излучение.

Зеркало работает следующим образом.

В исходном состоянии между электродами 1 и 6 приложено напряжение от внешнего источника. Оно распределено между слоями 2, 3 и подложкой 4-5 в соответствии со значениями их толщин, диэлектрических проницаемостей и проводимостей. (Распределение напряжения может быть задано также с помощью внешнего делителя, не показанного на чертеже). Положим, для иллюстративных целей, что диэлектрические проницаемости и проводимости слоев и подложки одинаковы. Тогда падение напряжения на этих элементах оказывается пропорциональным их толщинам. Пусть например, толщины слоев 2 и 3 равны 0,5 мкм, толщина подложки - 100 мкм и величина внешнего напряжения от источника - 1 кВ, При этом практически все напряжение приходится на подложку и электрическое поле в слое 2 составляет 10⁵ В/см. Такое поле не оказывает заметного влияния на спектральную характеристику поглощения красителя 2. Пусть далее, управляемое монохроматическое излучение 8 - красное и приходится на самый край полосы поглощения. (Для определенности примем, что поглощение отсутствует). В этом случае интенсивность отраженного излучения 8 определяется только коэффициентом отражения от слоя 3. При засветке пучком 7 участка подложки (на чертеже он заштрихован густо) возрастает его проводимость за счет внутреннего фотоэффекта в фотопроводнике 4. Все напряжение оказывается приложенным к слоям 2 и 3, и величина электрического поля в красителе возрастает на два порядка до 10⁷ В/см. Такое поле уже вызывает заметное (на несколько нм) смещение спектральной полосы поглощения (Штарк-эффект). Положим, что край полосы поглощения сместился, в красную область (возможно смещение и в противоположную сторону), т.е. поглощение в красителе 2 на длине волны излучения 8 возросло. Соответственно, интенсивность излучения, отраженного от засвеченного участка,, уменьшилась. (В отраженном свете этот участок окажется более темным, чем неэкспонированное области). Таким образом, засвечивая различные участки подложки 45, можно управлять пространственным распределением интенсивности излучения, отраженного от зеркала.

При наличии диэлектрической решетки матрицы 5 ускоряется рекомбинация Свободных носителей заряда в фотопроводнике 4, благодаря наличию стенок каналов матрицы 5. Это, в свою очередь, ускоряет стирание сигнала при импульсном управлении зеркалом. Кроме того, стенки каналов ограничивают дрейфовое растекание носителей в поперечном направлении и тем самым, способствуют уменьшению размеров отдельного управляемого элемента, т.е. улучшению его пространственного разрешения.

Технология изготовления подложки, разработанная для МКУ, может использоваться для создания фотопроводящих матриц. Вместо боросиликатного стекла используется фотопроводник, а технология упрощается за счет того, что оказывается ненужной операция химического вытравливания наполнителя.

Подложка зеркала представляет собой жесткую твердотельную конструкцию, выполненную, как единое целое, которая го раздо проще, чем электронно-вакуумный прибор - МКУ, содержащий вакуумную колбу.

Claims

Формула изобретения

5 1. Адаптивное зеркало, содержащее светочувствительный источник электрического поля с управляющими прозрачными электродами и многослойный исполнительный элемент, выполненный в виде отража10 ющего слоя, покрытого слоем диэлектрика с резонансными линиями или полосами поглощения, при этом электроды нанесены на наружные поверхности подложки и поглощающего слоя, отличающееся тем, 15 что, с целью упрощения конструкции и технологии изготовления, подложка выполнена из фотопроводящего материала, при этом электроды подключены к источнику напряжения.

20 2. Зеркало по п. 1, о т л и ч а ю ще е с я тем, что подложка выполнена в виде диэлектрической решетки-матрицы со сквозными отверстиями, заполненными фотопроводящим материалом.