Эластомерный оптический усилитель света

 

ЭЛАСТОМЕРНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ СВЕТА, содержащий прозрачСча1Пь 6ающ1/й cSe/n --- -rvrzxiZrzr/Cz:- -г: -„л : ; lit It Saaacbffatoufou cSem ную подложку, на которой последовательно расположены прозрачный электропроводящий слой и слой фотополупроводника , слой эластомера-диэлектрика, о тличающийся тем, что, с целью повышения его оптической чувствительности и пространственного разрешения , введены слой непрозрачного диэлектрика, многослойный диэлектрический отражатель и слой эластомерапроводнига , причем на слое фотополупроводника последовательно размещены слой непрозрачйого диэлектрика, многослойный диэлектрический отражатель, слой эластомера-диэлектрика, на который нанесен слой эластомера-проводника .. (Л ///// //.//, / / / А / ;

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (и) А

ЗСЮ С 0361600

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ у

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ (21) 3532120/18-24 (22) 27.12.82 (46) 07.04.84. Бюл. № 1 3 (72) О.В. Голосной (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский кинофатоинститут (53) 681.327.66(088.8) (56) 1. IEEE Trans. on Electron Devices, v. ED 19, № 9, р. 1005-1006, 1972.

2. 1ЕЕЕ Trans on Electron Devices, v. ED-19, ¹ 9, р. 1008, 1972 (про.тотип). (.54)(57) ЭЛАСТОМЕРНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ

УСИЛИТЕЛЬ СВЕТА, содержащий прозрачную подложку, на которой последовательно расположены прозрачный электропроводящий слой и слой фотополупроводника, слой эластомера-диэлектрика, отличающийся тем, что, с целью повышения его оптической чувствительности и пространственного разрешения, введены слой непрозрачного диэлектрика, многослойный диэлектрический отражатель и слой эластомерапроводнига, причем на слое фотополупроводника последовательно размещены слой непрозрачного диэлектрика, многослойный диэлектрический отражатель, слой зластомера-диэлектрика, на который нанесен слой эластомера-проводника.

1084718

Изобретение относится к технике оптической записи и отображения информации.

Известны оптические усилители света, основанные на применении эластомерных деформируемых сред совместно с фоточувствительными слоями на основе полупроводников. Изменение формы поверхности эластомерной диэлектрической среды, производимое 10 за счет воздействия на нее электростатического поля, изменяет направление проходящего или отраженного светового потока. В этих устройствах, носящих в литературе название с и P = Ruticon электростатическое поле возникает при приложении напряжения к фотополупроводниковому слою и к жидкому металлическому отражающему электроду (е = Ки хсоп) или к щ0 электроду, работающему в среде с тлеющим разрядом ((= Ruticon) (1) .

Недостатком этих устройств является то, что фоточувствительный слой полупроводника подвергается воздейст-25 вию как записывающего, так и считывающего света, что уменьшает время хранения записанной информации.

Кроме того, g, = =Ruticon имеет пони30 женную чувствительность и сравнительно невысокое пространственное разрешение, связанное с тем, что поверхность эластомера не является свободной, а покрыта достаточно жестким жидким металлическим слоем. В свою очередь 35

P = Ruticon обладает низкой дифракционной эффективностью, так как он работает на пропускание света при считывании информации.

Наиболее близким к предлагаемому 40 является усилитель света типа 3 =-Rut icon, который содержит последовательно нанесенные на прозрачную подложку прозрачный электропроводящий слой — слой . фотополупроводника, слой эластомера- 45 диэлектрика и гибкое металлическое зеркало.

Устройство работает следующим образом.

Постоянное напряжение смещения подается на прозрачный электропроводящий слой и гибкое металлическое зеркало, а значит,и на слой фотополупроводника. При воздействии записывающего света, падающего на слой, $5 фотополупроводника со стороны подложки, равномерное распределение электрического поля в слое эластомера изменяется. При этом пондеромоторные силы электрического поля деформируют. слой эластомера, создавая на поверхности .гибкого металлического зеркала геометрический рельеф. Преобразование этого геометрического рельефа происходит при .падении считывающего света на поверхность гибкого металлического зеркала навстречу записываю.щему свету j2) .

Недостатками известного устройства являются пониженная чувствительность и невысокое пространственное разрешение, определяемые тем, что на слой эластомера нанесено жесткое по сравнению с эластомером металлическое зеркало.

Цель изобретения — повышение чувствительности и пространственного разрешения эластомерного оптического усилителя света.

Указанная цель достигается тем, что в эластомерный оптический усилитель света, содержащий прозрачную ю подложку, на которой последовательно расположены прозрачный электропроводящий слой и слой фотополупроводника, слой эластомера-диэлектрика, введены слой непрозрачного диэлектрика, многослойный диэлектрический отража-. тель, слой эластомера-проводника, причем на слое фотополупроводника последовательно размещены слой непрозрачного диэлектрика, многослойный диэлектрический отражатель, слой эластомера-диэлектрика, на который нанесен слой эластомера-проводника.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого усилителя.

На прозрачную подложку 1 последовательно нанесены прозрачный электро-, проводящий слой 2 (например, 8п Оу), слой фотополупроводника 3 (например, g-Se), слой непрозрачного диэлектрика 4, многослойный диэлектрический отражатель 5, выполненный в виде чередующихся слоев с большим (например, сульфид цинка ZnS) и малым (например, криолит Na Alf<) показателем преломления с оптической толщиной каждого в четверть длины волны света, слой эластомера-диэлектрика б, (например, полиорганосилоксановый каучук, с использованием отвердителей холодного сшивания и пластификаторов) и слой эластомера-проводника 7 (например, желатина с глицериновой основной).

1084718

Усилитель света работает следующим ! образом.

Источник напряжения подсоединяется между прозрачным электропроводящим слоем 2 и слоем эластомера-проводни- ка 7. При затемненном фотополупровод-. никовом слое 3 поперек слоя эластомера-диэлектрика 6 создается равномерное электрическое поле. В результате возникает пондеромоторная сила дейст- 1я вующая на границе раздела между слоем . эластомера-диэлектрика 5 и слоем эластомера-проводника 6. Так как электрическое поле, а следовательно, и сила равномерно распределены по по=1 верхности, то деформации на поверхности эластомера-диэлектрика не возникают. Если фотополупроводниковый слой освещен в течение короткого проме- щ жутка времени, то электрические заряды движутся по направлению к грани.це между слоем фотополупроводника 3 и слоем непрозрачного диэлектрика 4, где они улавливаются и образуют по- 2g верхностный слой зарядов. Эти заряды модулируют однородное электрическое поле и вызывают пространственное изменение пондеромоторной силы, действующей на поверхности эластомерадиэлектрика. Тонкий слой зластомерапроводника 7, имеющего тот же модуль упругости, что и слой эластомерадиэлектрика, также деформируется.

Возникающая поверхностная деформация зависит от пространственного градиента освещенности записывающего света.

Считывающий свет падает на поверхность эластомера-проводника со стороны обратной записывающему свету 4О и, пройдя .через деформированные прозрачные слои эластомера-проводника и . зластомера-диэлектрика истытывает отражение на многослойном диэлектрическом отражателе 5. Это зеркало 45 состоит из .чередующихся прозрачных слоев, оптическая толщина каждого из которых равна четверти длины волны считывающего света. Для видимого света очень удобными являются сульфид цинка и криолит. Благодаря отражениям на границах раздела слоев получается большое число интерферирующих лучей, например лучи 1, 2, 3, 4 5 для отраженного света. Эти лучи при отражении интерферируют на усиление, а при прохождении — на ослабление. В случае числа слоев, приближающегося к десяти, коэффициент поглощения таких зеркал составляет около 0,1Ж, а коэффициент полезного действия очень близок к единице. Цля исключения влияния на слой фотополупроводника 3 остаточного света служит тонкий слой непрозрачного диэлектрика 4.

Далее свет, отраженный от диэлектрического зеркала, вновь проходит деформированные слои эластомера-диэлектрика и эластомера-проводника.

Деформация влияет только на фазу отраженного света и является фазовым рельефом. Используя оптическую шлирен-систему, можно преобразовать фазовое изображение в обычное, изменение интенсивности света в котором непосредственно зависит от соответствующей амплитуды деформации.

Предлагаемый усилитель света обеспечивает существенное увеличение пространственного разрешения, так как на поверхность эластомерадиэлектрика нанесен не жесткий металлический отражающий слой, а слой эластомера-проводника, имеющего тот же модуль упругости, что эластомердизлектрик. Кроме того, значительно увеличена чувствительность усилителя за счет двукратного прохождения считывающего света через деформированную поверхность эластомеров.

Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ССС|Р по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1993/40

Филиал ППП "Патент", г.

Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С. Самуцевич

Редактор С. Квятковская Техред A. Кикемезей Корректор В. Синицкая