SU993294A1 - Матричный электронно-оптический транспарант - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к пространственным модул торам света управл емым транспарантам (УТ) с электронно-лучевой адресацией, которые могут быть использованы в электронно-оптической вычислительной системе дл  записи, хранени , отображени  и обработки двумерных массивов информации (например, перемножени  j фурье-преобразовани  и др.).

Известны электронно-оптические управл емые транспаранты на кристалле типа ДКДР с электронно-лучевой адресацией, содержащие вакуумную колбу, снабженную входным и выходным окнами, электронную записи , кристалл мишени, электронную пушку стирани , прозрачный провод щий электрод, источники питани  ijДл  нормального функционировани  такого управл емого транспаранта необходимо охлаждение материала мишени до минус , которое осуществл етс  при помощи элементов Пельтве. Это усложн ет конструкцию и не по- звол ет получить хорошую степень разрушени .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  матричный электронно-оптический транспарант, который содержит вакуумную колбу, в которой размещены электронна  пушка записи двумерного массива информации, блок отклонени  электронного пучка и матричныйэкран, выполненный в виде блока канальных

10 электронных умножителей с фотохромными элементами внутри соответствующих каналов умножителей. Причем-фотохромные элементы выполнены в виде волоконных световодов, которые имеют

15 форму цилиндра с образующей типа гипоциклоиды, а на боковую поверхность световодов нанесен катодолюминофорный материал. В известном транспаранте реализована локальна 

20 последовательна  во времени запись информации электронным лучом пушки. При этом подготовку к записи и воспроизведение можно производить параллельно по всем элементам с по25 мощью световых пучков различной длины волны f 2 J.

Однако в известном транспаранте из-за последовательной организации записи врем  записи массива инфор30 мации велико. Действительно, при

времени записи одного элемента 10 с .{ограничиваетс  временем просветлени  фотохромного световода типичными источниками УФ-света) и числе элементов 10 ° цикл записи составл ет 1 с, что в р де случаев не позвол ет организовать обработку информации в реальном времени. В известном транспаранте невозможно записать массив информации в виде изображени  без предварительного его преобразовани , локально изменить информацию в процессе записи {например , ввести в массив информации метки , символы, вспомогательные тестов изображени  и т.д.), что сужает его функциональные возможности. Кроме того, из-за однократного прохода свтового пучка воспроизведени  через матричный экран снижаетс  энергетическа  эффективность использовани  источника записи.

Цель изобретени  - уменьшение времени записи информации, увеличение контраста выходного изображени  и расширение области применени  за счет пр мого ввода оптической информации в транспарант..,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в матричный электронно-оптический транспарант, содержащий вакуумную колбу, входное окно которой оптически св зано с информационным световым пучком, а выходное окно оптически св зано с опорным световым пучком, вакуумна  колба снабжена электронной пушкой записи, блоком отклонени  электронного пучка и матричным блоком канальных электронных умножителей, каждый из которых состоит из цилиндрического фотохромного световода, на боковую поверхность которого нанесен слой катодолюминофорного материала, а образующей которого  вл етс  гипоциклоида, входные торцы цилиндрических фотохромных световодов образуют мишень, котора  св зана с входным электронным пучком и электронным пучком пушки записи, а выходные торцы цилиндрических фотохромных световодов выходного окна расположены в плоскости , вакуумной колбы, причем к мишени подключены одни выводы источников низкого и высокого напр жени , други выводы которых через первый переключатель соединены с входным окном вакуумной колбы, а между мишенью и выходным окном включен через второй переключатель источник питани  блока канальных электронных умножителей, введены фото.катод и ускор юща  катушка переноса электронного изображени  расположенна  между фотокатодом и мишенью, причем фотокатод нанесен на внутреннюю поверхность входного окна, а на входные торцы цилиндрических фотохромных световодов нанесены последовательно слои катодолюминофора и металлической пленки.

На фиг. 1 изображен транспарант, общий ВИД} на фиг. 2 - канал электроного умножител  с фотохромным световодом ,

Матричный электронно-оптический транспарант содержит вакуумную колбу 1, электронную пушку 2, блок 3 отклонени  электронного пучка, фотокатод 4, нанесенный на внутреннюю поверхность входного окна колбы 1, катушку 5 переноса электронного изображени  с фотокатода на мишень б, матричный блок канальных электронных умножителей 7, к которым параллельно подведено напр жение от источника 8, а дл  питани  фотокатода в двух режимах использованы источники 9 высокого напр жени  {ВН) и источник 10 низкого напр жени  (НН).

Внутри каждого канала умножител  размещен оптический световод 11 из фотохромного материала (ФХМ) в виде цилиндра, входной торец которого со стороны фотокатода 4 последовательно покрыт слоем катодолюминофора 12 и металлической пленкой 13. „

Электронный пучок 14 эмитирует с  фотокатодом 4 и переноситс  магнитным полем катушки 5. На фотокатод 4 направл етс  информационный пучок 15 света, который в зависимости от режима работы транспаранта переносит входное изображение (двумерный массив информацииJ или световой пучок подготовки транспаранта к записи. С обратной стороны вакуумна  колба 1 освещаетс  опорным световым пучком 16, который после двойного прохода по оптическому волокну световода 11 формирует требуемое изображение 17. Кроме того, матричный электроннооптический транспарант содержит первый 18 и второй 19 трехпозиционные переключатели.

Работа транспаранта во времени имеет три режима: подготовка к записи , запись и считывание информации .

В режиме подготовки к записи на фотокатод 4 направл етс  пучок 15 света с равноамплитудным распределением , между фотокатодом 4 и мишенью б подключаетс  посредством переключателей 18 и 19 в позиции а источник 9 высокого напр жени , на блок канальных умножителей 7 напр жение не подаетс  (источник 8 отключен). Фотокатод 4 эмитирует электронный пучок 14, который ускор етс  напр жением источника 9 и возбуждает через металлическую пленку 13 катодолкминофор 12 на .торцах световодов 11 из ФХМ, Длина волны излучени  выбрана такой, что вызывает уменьшение

прозрачности световодов 11, т.е. переводит.транспарант в непрозрачное состо ние. При этом электронный пучок пушки 2, сканиру  в соответствии с законом напр жени  раздертки блока 3 отклонени  по торцам фотохромных элементов 11, ускор ет процесс подготовки транспаранта к записи за счет возбуждени  сло  катодолюминофора 12.

В режиме записи на фотокатод 4 подаетс  низкое напр жение, т.е. подключаетс  источник 10, а к блоку канальных умножителей подводитс  напр жение от источника 8. Далее фотокатод 4 освещаетс  пучком света, модулированным по интенсивности в. пространстве в соответствии с переносимой двумерной инфо ацией. Электронные пучки 14,. .эмитируемые; фотокатодом 4, попадают навход канала электронного умножител  1, одновременно возбужда  свечение катодолюминофора 12 на боковой поверхности световода 11 из ФХМ за счет вторичных электронов. Свечение катодолюминофора 12, проника  в световод 11, вызывает его просветление, пропорциональное току электронного луча 14. Причем электронный луч пушки 2 может быть использован дл  локальной записи в массив информации меток, символов, вспомогательных тестов и т.д. При этом дл  просветлени  (запись 1) используетс  пучок с низко скоростью электронов, а дл  затемнени  (запись О) - пучок с высокой скоростью электронов.

В режиме воспроизведени  У считывани  информации ) с фотокатода 4 и блока канальных умножителей 7 снимаютс  напр жени , при этом выходные торцы световодов 11 освещаютс  опорным пучком 16 света. Локальна  в в пространстве интенсивность выходного излучени  17 будет равна произведению локальной интенсивности опорного излучени на локальную прозрачность мишени 6.

Металлизаци  торцов световодов 11 в канальных умножител х 7 позвол ет считывать информацию после двойного прохода опорного пуч-ка 16, что увеличивает контраст (т.е. отношение максимальной прозрачности к минимальной ) транспаранта при той же, что и у прототипа, длине фотохромных световодов 11.

Действительно, локальный в пространстве опорный пучок 16 затухает при одном проходе на величину exp(-ci.l), где с6- удельное ослабление интенсивности света на единицу длины фотохромного световода lit 1 - длина канального световода 11 из ФХМ, а при ДВО.ЙНОМ проходе проэт рачность канального световода 11

составл ет exp(-2QU), что приводит к увеличению контраста в exp(oJJ) раз. Например, при с6 5 см и 1 1 см. увеличение контраста будет в ехр(5) раз. Кроме того, металлизаци  торцов

световодов 11 позвол ет увеличить чувствительность в режшле записи. При записи, просветл ющее излучение распростран етс  в световоде а двух . направлени х. Та часть излучени ,

котора  распростран етс  в сторону металлизированного торца, отражаетс  от него и вызывает дополнительное просветление световода 11. Это позвол ет получить такое же просветле-.

ние световода 11, что и у прототипа, при меньшем токе канального электронного умножител  7.

Параллельное возбуждение элементов мишени 6 электронным потоком 14

обеспечивает сокращение времени записи массива информации.

Если бы плотность тока в прототипе и в предлагаемом транспаранте была одинаковой, то врем  записи массива

информации уменьшилось бы в И раз, где -м - число каналов. Однако практически плотность тока сфокусированного луча в прототипе составл ет около IA/CM , а с фотокатода 4 в

данномтранспаранте можно получить плотность тока не более 10 - Поэтому выигрыш во времени записи будет меньше в 10 - 10 раз. Таким образом, дл  транспаранта с И 10 врем  записи будет уменьшено в 1001000 раз по сравнению с прототипом,

Наличие фотокатода 4 позвол ет осуществить пр мой ввод и преобразование двумерного массива оптической

информации в отличие от прйтотипа, где требуетс  предварительное преобразование свет - электрический сигнал , что расшир ет функциональные возможности разработанного транспаранта .

Металлизаци  торцов световодов 11 в канальных умножител х позвол ет считывать информацию после двойного прохода опорного пучка, что повышает в целом энергетическую эффективность транспаранта.

По сравнению с выпускаемым промышленностью транспарантом в виде ЭЛТ типа 11ЛМ2Г в предлагаемом скорость записи повышена на один-два Пор дка 55 т.е. сокращаетс  цикл записи, и расширены функциональные, фозможности с точки зрени  сопр жени  с ЭВМ и оператором .

60

Claims (2)

1.Кейсесент Д. Пространственные модул торы света, ТИИЭР, т. 64, 1977, № 1, с. 174-191.

2.Авторское свидетельство СССР 25 № 788964, кл. G Об G 9/00, 1979.