SU963394A1

SU963394A1 - Method for modulating light

Info

Publication number: SU963394A1
Application number: SU813259001A
Authority: SU
Inventors: В.И. Марахонов
Original assignee: Ордена Ленина физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе
Priority date: 1981-03-13
Filing date: 1981-03-13
Publication date: 1983-09-30

Abstract

СПОСОБ МОДУЛЯЦИИ СВЕТА, включающий пропускание света через фоточувствительную структуру с жидким кристаллом с положительной дизлектрической анизотропией, подачу злектрического напр жени на злектроды фоточувствительной структуры, отличающийс тем, что, с целью повышени &amp; 1стродействи модул ции света и отноикни сигнала к шуму, а также расширени функциональных возможностей, напр жение на злектродах структуры выбирают соответствующим гомеотропной ориентации жидкого кристалла.A METHOD FOR MODULATING LIGHT, which includes passing light through a photosensitive structure with a liquid crystal with positive dielectric anisotropy, and applying electrical voltage to the electrodes of the photosensitive structure, characterized in that, in order to increase & 1 The effects of modulation of light and the signal-to-noise ratio, as well as the enhancement of functionality, the voltage across the electrodes of the structure are chosen to correspond to the homeotropic orientation of the liquid crystal.

Description

hh

JJ

ЛлLl

1one

0505

::

САЗSAZ

:& Изобретение относитс к оптоэлектронике н может быть использовано дл ввода изображений н их фильтрации. Известен способ модул ции света t). Недостатками его вл ютс малое быстродействи модул ции и узкие функциональные возможно ти. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ мо дул ции света, включающий пропускание света через фоточувствительную структуру с жидким кристаллом с положительной диэлектрической анизотропией, подачу злектрического напр жени на электроды фоточувствительной структу ры 21. В этом случае начальную ориентацию жидкого кристалла выбирают планарной, а на пр жение на электродах структуры выбирают близким (немногим, выше) к пороговому напр жению переориентации жидкого кристалла. Недостатками известного способа вл ютс малое быстродействие, невысокое отношение сигнала к шуму из-за вли ни нарушений исходной планарной ориентации, узкие функциональные возможности. Целью изобретени вл етс повышение быс родействи модул ции света и отношени сигн ла к шуму, а также расширение функциональных возможностей. Это достигаетс благодар тому, что в способе модул ции света, включающем пропускание света через фоточувствительную структуру с жидким кристаллом с положительной диэлек рической анизотропией, подачу электрического напр жени на электроды фоточувствительной структуры, напр жение на электродах структуры выбирают соответствующим гомеотропной ориентации жидкого кристалла. На чертеже схематическн-показана фоточувствительна структура. Способ реализуетс следующим образом. На прозрачные электроды 1 фоточувствнтельной структуры, включающей также фоточувствительный слой 2, защитный слой 3 и жидкий кристалл 4, подают напр жение U , соответствующее гомеотропной ориентации кристалла 4. При отсутствии регистрируемого потока света jj- силовые линии электрического пол Е нормальны к границам жид кого кристалла 4. Однако в участках 5 фоточувствительного сло , освещенных потоком bi) электрический зар д, возникающий за счет фо торожденных носителей, создает в жидком кристалле 4 электрическое поле Е , имеющее составл ющие, лежащие в плоскости электродов 1, как это показано на чертеже. Направле ние ориентации жидкого кристалла 4 жестко св зано с направлением силовых линий пол и поэтому в участках 5 искривление пол f приводит к переориентации жидкого кристалла 4. При прохождении считывающего све тового потока А через жидкий кристалл 4 переориентаци жидкого кристалла 4 в освещенных участках 5 приводит к иэменению в них, например , фазы и пол ризации светового потока б , При отключении потока зар д на участках 5 исчезает, причем дл ускорени его релаксации используют переменное напр жение U , поле Е становитс однородным и это вызывает перестройку жидкого кристалла 4 в исходную гомеотропную ориентацию. Напр жение, соответствующее гомеотропной ориентации, велико , и ориентаци жидкого кристалла 4 происходит весьма быстро, поскольку ориентирующа сила электрического пол Е увеличиваетс с его Величиной, Этим достигаетс повышение быстродействи модул ции. Повышение отношени сигнала к шуму достигаетс благодар тому, что молекулы жидкого кристалла 4 ориентируютс по электрическому полю, н таким образом дефекты ориентации, обычные дл планарной ориентации, отсутствуют в данном случае. Дл линейно-пол ризованного светового потока А величина модул ции юл ризацин зависит от угла между направлением пол ризации и проекцией длинных осей молекул жшусого кристалла 4 на плоскость, перпендикул рную плоскости распространени света. При величине этого угла в 45° модул ци максимальна, при угле в О или 90° модул ци отсутствует. Поскольку направление длинных осей жидкого кристалла 4 дл данного способа жестко св зана с видом записываемого изображени , то при считывание изображени линейно пол ризованным световым потоком А пространственные частоты, вектора которых лежат внутри секторов , ориентированных вдоль направлени пол ризации считывающего светового потока А и под углом 90° к нему, будут отфильтровыватьс , т.е. происходит секторна фильтраци изображени . Если секторной фильтрации не требуетс , изображение считьшаетс циркул рнопол ризованным светом. Происходит также выделение границ изображени . Пример. В качестве фоточувствительного сло 2 вз т кристалл, обладающий фотопроводимостью в синей, области спектра. В качестве жидкого кристалла вз т ББАБН, обладающий диэлектрической анизотропией +20, который исходно неориентирован и при подключении напр жени приобретает гомеотропную ориентацию. Запись изображени осуществл ют в синей области спектра, считьшание - светом с большей длиной волны дл предотвращени стирани зар дового рельефа внутри фотопроводника .The invention relates to optoelectronics and can be used to input images and filter them. There is a method for modulating light t). The disadvantages of it are low modulation speed and narrow functional capabilities. The closest in technical essence and the achieved result is the method of modulating light, which includes passing light through a photosensitive liquid crystal structure with positive dielectric anisotropy, applying electrical voltage to the electrodes of the photosensitive structure 21. In this case, the initial orientation of the liquid crystal is chosen to be planar , and the voltage on the electrodes of the structure is chosen close (slightly, higher) to the threshold voltage of the reorientation of the liquid crystal. The disadvantages of this method are low speed, low signal-to-noise ratio due to the impact of violations of the initial planar orientation, narrow functionality. The aim of the invention is to increase the speed of light modulation and the signal-to-noise ratio, as well as enhancement of functionality. This is due to the fact that in the method of modulating light, which includes passing light through a photosensitive liquid crystal structure with positive dielectric anisotropy, applying electrical voltage to the electrodes of the photosensitive structure, the voltage on the structure electrodes is chosen corresponding to the homeotropic orientation of the liquid crystal. The drawing schematically shows a photosensitive structure. The method is implemented as follows. Transparent electrodes 1 of the photosensitive structure, which also includes photosensitive layer 2, protective layer 3 and liquid crystal 4, are supplied with voltage U corresponding to the homeotropic orientation of the crystal 4. In the absence of a recorded light flux, the electric field lines E are normal to the boundaries of the liquid crystal 4. However, in sections 5 of the photosensitive layer, illuminated by the stream bi), the electric charge arising due to the induced carriers creates in the liquid crystal 4 an electric field E having the components Lying in the plane of the electrodes 1, as shown in the drawing. The orientation of the orientation of the liquid crystal 4 is rigidly connected with the direction of the field field lines and therefore in sections 5 the curvature of the field f leads to the reorientation of the liquid crystal 4. As the reading light flux A passes through the liquid crystal 4, the liquid crystal 4 in the illuminated sections 5 leads to For example, phase and polarization of the light flux b in them. When the flux is turned off, the charge in sections 5 disappears, and the alternating voltage U is used to accelerate its relaxation, the field E becomes uniform m and it causes the rearrangement of the liquid crystal 4 in the original homeotropic orientation. The voltage corresponding to the homeotropic orientation is large, and the orientation of the liquid crystal 4 occurs very quickly, because the orienting force of the electric field E increases with its magnitude. This improves the speed of modulation. An increase in the signal-to-noise ratio is achieved due to the fact that the molecules of the liquid crystal 4 are oriented along the electric field, and thus the orientation defects usual for the planar orientation are absent in this case. For linearly polarized light flux A, the magnitude of the julrisacin modulation depends on the angle between the direction of polarization and the projection of the long axes of molecules of a crystal 4 on a plane perpendicular to the plane of light propagation. When the angle of this angle is 45 °, the modulation is maximal; at an angle of 0 ° or 90 °, there is no modulation. Since the direction of the long axes of the liquid crystal 4 for this method is strictly related to the type of image being recorded, when the image is read by a linearly polarized light flux A, the spatial frequencies whose vectors lie inside the sectors oriented along the polarization direction of the read light flux A and at an angle of 90 ° to it will be filtered, i.e. sector image filtering occurs. If sector filtering is not required, the image is considered circulating polarized light. There is also a selection of the boundaries of the image. Example. A crystal with photoconductivity in the blue region of the spectrum is taken as the photosensitive layer 2. A BABN with a dielectric anisotropy of +20, which is initially unoriented and acquires a homeotropic orientation when connected to a voltage, is taken as a liquid crystal. The image is recorded in the blue region of the spectrum, and matched with light with a longer wavelength to prevent erasing the charge relief inside the photoconductor.

3963394439633944

Изобретение позвол ет в несколько раз уве-можности за счет рбеспеченн сектортой фкльличнть быстродействие модул щш света, до-трации и выделени границ изображени , чтоThe invention allows for several times the ability, due to the provision of a sector, to provide a quick response to the modulus of light, to the extent and selection of image boundaries, which

стичь повышени отношени снгнала к шy7vlyважно дл применени в схемах оптическойIt is important to increase the ratio of the Sgnal to Shy7vly for use in optical circuits

и значительно расширить функциональные воз-фнльтрации и опознавани образов. and significantly expand the functional capabilities of image recognition and recognition.

Claims

METHOD OF LIGHT MODULATION, including transmitting light through a photosensitive structure with a liquid crystal with positive dielectric anisotropy, applying voltage to the electrodes of the photosensitive structure, characterized in that, in order to increase the speed of light modulation and the signal-to-noise ratio, as well as expand the functionality, voltage At the electrodes, the structures are selected corresponding to the homeotropic orientation of the liquid crystal.

SU „„ 963394