Пространственно-временной модулятор света

 

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ МОДУЛЯТОР СВЕТА, содержащий последовательно расположенные первый прозрачный электрод, первый ди электрический слой, первый монокристаллический фоточувствительный слой, обладающий эффектом Поккельса, диэлектрическое зеркало, второй прозрачныйэлектрод , второй монокристаллический фоточувствительный слой, обладающий эффектом Поккельса, второй диэлектрический слой, третий прозрачный электрод, отличающийся тем, что, с целью дифференцирования изображения в полярных 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 сечения, размещенный между диэлектрическим зерС калом и вторым прозрачным электродом. У

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН з(д) G 11 С 1142; G02 F103

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БИ :ill"- ТЕМА (21) 3487628/18-25 (22) 03.09:82 (46) 15.07.84. Бюл. № 26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (72) П. Е. Котляр, Е. С. Нежевенко, Б; И. Спектор и В. И. Фельдбуш (71) Новосибирский государственный университет им. Ленинского комсомола и

Институт автоматики и электрометрии

СО АН СССР (53) 535.8(088.8) (56) 1. Достижения в технике передачи и воспроизведения изображений. Под ред.

Б. Кейзана. Т. 1, М., «Мир», !978, с. 263—

270.

2. Котляр П. Е. и др. Дифференциальные управляемые транспаранты для обработки оптичесКой информации. В кн. Оптическая обработка информации. Под ред.

С. Б. Гуревича. Л., «Наука», !979, с. 155—

162.

„„SU„„1103289 A (54) (57) ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОИ" МОДУЛЯТОР 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, отличающийся тем, что, с целью дифференцирования изображения в полярных координатах, в него дополнительно введены четвертый прозрачный электрод, размещенный между первым монокристаллическим слоем и диэлектрическим зеркалом, и свеФ товолоконный жгут, выполненный из однокодовых волокон эллиптического сечения, размещенный между диэлектрическим зеркалом и вторым прозрачным электродом.

1103289

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для улучшения качества изображений методами маскирования, дифференцирования изображений, а также для преобразования изображений, получаемых в некогерентном свете, в когерентные.

Известны пространственно-временные модуляторы света (ПВМС), использующие в качестве модулирующей среды электрооптнческие кристаллы (1), Недостатком данных устройств является то, что реализация операции вычитания, необходимой для осуществления частотной фильтрации изображений (методы маскирования), дифференцйрования изображений, создания псевдорельефа и т. д. осуществляется в две экспозиции, что ограничивает класс обрабатываемых изображений в связи с низким быстродействием.

Наиболее близким к предлагаемому является ПВМС, обеспечивающий возможность осуществления операции вычитания изображений за одну экспозицию. Устройство содержит 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 (2).

Однако известное устройство не позволяет осуществлять дифференцирование изображений в полярных координатах.

Цель изобретения — обеспечение возможности дифференцирования в полярных координатах.

Поставленная цель достигается тем, что в пространственно-временной модулятор 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, размещенный между монокристаллическим слоем и диэлектрическим зеркалом, и упорядоченный световолоконный жгут, выполненный из однокодовых волокон эллиптического сечения, размещенный между диэлектрическим зеркалом и вторым прозрачным электродом.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит прозрачные элект. роды 1, 2, 3 и 4, монокристаллические фоточувствительные слои 5 и 6, диэлектричес50

55 ных поляризаций, которое будет суммироваться с результатом вычитания.

Введение в устройство второго внутреннего электрода, размещенного между монокристаллическим слоем и диэлектрическим зеркалом, обеспечивает его работоспособность, так как в случае его отсутствия невозможно подать электрическое поле на один из монокристаллических слоев и, кие слои 7 и 8, диэлектрическое зеркало 9, световолоконный жгут 10.

Устройство работает следующим образом.

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 напряжение, U. При этом одно из изображений

10 1 (x, у) проецируют на ПВМС с одной стороны, а 4 (х, у) — с другой (длина волны света соответствует максимуму фотопроводимости слоев 5 и 6) . Вследствие фотопроводимости на первом из монокристаллическнх слоев 5 формируется потенциальный рельеф U, (f (х, у)), на втором 6—

Uq (f (х, у) ) . В силу того, что монокристаллические слои обладают электрооптическими свойствами, плоскополяризованный считывающий поток, проходя через эти слои, испытывает двулучепреломление, величина которого пропорциональна разности напряжений и визуализируется после прохождения анализатора в плоскости изображения в виде распределения интенсивности

1 (xy)=1 sin 2МЩО 1"М3-UaUa«»>) (f)

2 1д д где Iz — интенсивность считывающего светового потока;

Ua(q — полуволновое напряжение монокристаллических слоев.

Наличие диэлектрического зеркала 9, отражающего световой поток записи, позволяет избежать взаимного паразитного влияния записываемых изображений.

Световолоконный жгут 10, размещенный между одним из прозрачных электродов 2 или 3 и диэлектрическим зеркалом 9, передает световое поле считывающего пучка с вмхода одного монокристалла на вход другого и дает возможность осуществить механическую развязку двух структур

40 1, 7, 5, 2 и 3, 6, 8, 4. При,этом, поскольку эффект вычитания основан на изменении вторым кристаллом поляризации света заданный первым, он достигается лишь в случае, если упорядоченный световолоконный жгут выполнен из волокон, передающих состояние поляризации, например волокон эллиптического сечения. В случае, если между кристаллами находится элемент, искажающий поляризацию, на выходе из устройства получается поле случайследовательно, невозможно зарегистрировать одно из вычитаемых изображений.

Размещение же его между диэлектрическим зеркалом и световолоконным жгутом привело бы к резкому снижению точности операции вычитания. Расположение дополнительного электрода между монокристаллическим слоем 5 и диэлектрическим зеркалом 9 позволяет уравнять емкости диэлектрических слоев 7 и 8. Так как процесс регистрации является нелинейным и зависимость напряжения на кристаллах от интенсивности записывающего света определяется выражением

U (Ax g)f î exp (к Г(х.у) j я)

Са Ккр Скр+ Се где Uо — напряжение на структуре;

С» — емкость диэлектрических слоев; p — емкость монокристаллического слоя;

К вЂ” постоя н ный коэфф и цие нт, -время записи, 103289

1 то при выравнивании емкостей диэлектрических слоев коэффициенты перед экспонентной и все показатели становятся одинаковыми при регистрации вычитаемых изображений и как следствие этого операция вычитания осуществляется более точно.

Возможность вычисления в полярных координатах технически обеспечивается разворотом относительно одна другой плос10 костей двух частей ПВМС, закрепленных на концах .жгута.

По сравнению с наиболее перспективными широко используемыми ПВМС типа

«PROM» и «Phototitus» данный модулятор позволяет осу1цествлять дифференцирование в полярных координатах, а в таких операциях вычитания осуществляет . за одну экспозицию; обеспечивает вычитание быстро изменяющихся и смещающихся друг относительно друга изображений; обладает высоким быстродействием; удобен в эксплуатации; обладает более высокой точностью.

Редактор М. Петрова

Заказ 4825/40

Составитель Н. Назарова

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 575 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1) 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4