Управляемый транспарант

 

Изобретение может применяться в автоматике и вычислительной технике, в частности в системах автоматизированного контроля и управления для ввода-вывода информации. Целью изобретения является миниатюризация, повышение надежности Л упрощение устройства . Управление интенсивностью излучения, проходящего через каждое отверстие 2 в непрозрачной подложке 1, осуществляется непрозрачной шторкой 3 из сплава с обратимым эффектом памяти формы, имеющей два фиксированных положения: прямолинейное перпендикулярно шюскости подложки и изогнутое Г-образно в зависимости от управляющего сигнгша. Место изгиба шторки 4 выполнено в виде одного витка спирали. На поверхности шторки расположен нагревательный элемент, состоящий из диэлектрического , резистивного и контактного слоен . 5 ил. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!11

71 А1 (sl) 4 С 11 С 13/02, С 09 Е 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4 140875/24-24 (22) 27.10.86 (46) 23.05 ° 88 ° Бюл, N 19 (71) Московский инженерно-физический институт (72) В.А. Антонов, Ю.А. Быковский, А.И. Ларкин и А.В. Шеляков (53) 68 1.327.66(088.8) (56) Управляемые транспаранты и реверсивная запись оптических сигналов.—

Сб. статей ° /Под ред. Ю.H. Попова.

Труды физ. ин-та им. П.Н. Лебедева.

M. Наука, 1981, т. 126.

Патент США У 4215338, кл. 340/373, опублик. 29.07.80. (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ТРАНСПАРАНТ (57) Изобретение может применяться в автоматике и вычислительной технике, в частности в системах автоматизированного контроля и управления для ввода-вывода информации. Целью изобретения является миниатюризация, повышение надежности и упрощение устройства. Управление интенсивностью излучения, проходящего через каждое отверстие 2 в непрозрачной подложке

1, осуществляется непрозрачной шторкой 3 из сплава с обратимым эффектом памяти формы, имеющей два фиксированных положения: прямолинейное перпендикулярно плоскости подложки и изогнутое Г-образно в зависимости от управляющего сигнала. Место изгиба шторки 4 выполнено в виде одного витка спирали. На поверхности шторки расположен нагревательный элемент, состоящий из диэлектрического, резистивного и контактного слоев. 5 ил.

1397971

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для ввода- вывода информации в системах автома5 тизированного контроля и управления.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение транспаранта.

На фиг. 1 изображен фрагмент управляемого транспаранта, на фиг. 2— отдельная шторка," на фиг. 3 — электрическая схема управляемого транспаранта, на фиг. 4 — временные диаграммы напряжений U 0 -U ; на фиг, 5 — 15 шторка с изгибом.

Фрагмент управляемого транспаранта состоит из двух составных стержней I прямоугольного сечения. Отдель.ный стержень 1 имеет три отверстия 20

2, над каждым из которых расположена шторка 3 из сплава типа TiNi c обратимым эффектом памяти формы (ОЭПФ), одним концом закрепленная

1 на стержне 1, другой конец шторки 3 свободен. Две шторки показаны в изогнутом Г-образном (закрытом) состоянии, перекрывая соответствующие отверстия, остальные четыре — в прямолинейном перпендикулярно плоскости 30 подложки (открытом) состоянии, Место

4 изгиба шторки 3 имеет форму одного витка спирали.

На фиг. 2 изображена отдельная шторка 3 с нагревательным элементом, 35 выполненным в виде сэндвича из напыленных диэлектрического слоя 5, резистивного слоя 6, имеющего змеевидную форму, и выводных контактов 7.

На фиг. 3 представлена электричес- 40 кая схема матричного управления транспарантом, содержащая нагревательные элементы 8 шторок, включенные последовательно с диодами 9, горизонтальные управляющие шины 10 и 11, каждая 45 из которых соединена через шинный драйвер 12 с землей 13, и вертикальные управляющие шины 14-16.

На фиг. 4 показаны временные диаграммы напряжений Uù и U,< сигнала 5р разрешения на шинных драйверах 12, соединенных соответственно с горизонтальными шинами 10 и 11, и напряжений 0 4 -U на вертикальных шинах

14-16.

На фиг. 5 изображена шторка 3, имеющая толщину В, место 4 изгиба которой выполнено в виде одного витка спирали с радиусом г.

Устройство работает следующим образом.

В отсутствие управляющего электрического сигнала свободные концы всех шторок 3 (фиг, 1) находятся в прямолинейном (открытом) состоянии перпендикулярно плоскости транспаранта и модулируемое излучение беспрепятственно проходит через отверстия 2 в стерж. нях 1, из которых составлена подложка. При подаче на выводные контакты

7 (фиг. 2) нагревательного элемента отдельной шторки 3 управляющего электрического сигнала на резистивном покрытии 6, изолированном от шторки изолирующим слоем 5, выделяется тепло, которое вызывает структурный фазовый переход мартенситного типа в материале шторки 3, сопровождающийся изгибом свободного конца шторки.

Направление изгиба обусловлено предварительным заданием обратимой памяти формы шторки из сплава типа TiNi эа счет того, что место 4 изгиба отдельной шторки 3 (фиг ° 5) выполняется в виде одного витка спирали с радиусом

r = В/2( где В - толщина шторки, относительная деформация шторки изгибом, обеспечивающая формирование ОЭПФ в материале шторки.

При этом непрозрачная шторка принимает Г-образную форму (закрытое состояние), перекрывает соответствующее отверстие, не перекрываясь с соседними шторками, и излучение через последнее не проходит. При снятии управляющего электрического сигнала шторка возвращается в исходное открытое состояние. Время нахождения шторки в закрытом состоянии определяется мощностью и длительностью управляющего сигнала. Таким образом, распределение интенсивности модулируемого излучения после прохождения транспаранта определяется видом управляющего электрического сигнала. Управление транспарантом осуществляется либо мозаичным, либо матричным способом. При матричном управлении (фиг ° 3) в отсутствии разрешающего сигнала на шинных драйверах 12 горизонтальные управляющие шины 10 и 11 находятся в разомкнутом состоянии.

При последовательной подаче разрешающего сигнала на драйверы 12 гори13979 зонтальные шины 10 и 11 поочередно замыкаются на землю 13. Синхронно с включением горизонтальной шины на вертикальные шины 14-16 подаются напряжения U,4 -U, временные диаграм5 мы которых представлены на фиг. 4 вместе с временными диаграммами напряжений U и U < разрешающего сигнала на шийных драйверах 12. При этом 1п по соответствующему нагревательному элементу 8 отдельной шторки 3 протекает ток, приводящий к нагреву материала шторки. Диоды 9 включаются в схему для развязки нагревательных элементов по току. Электрическая схема матричного управления транспарантом (фиг. 3) и временные диаграм.мы напряжений (фиг. 4) приведены для фрагмента управляемого транспаранта (фиг. 1) .

Пример. Разработано устройство, в котором подложка выполнена в виде семи составных стержней из текстолита прямаугольногс сечения 25

0,7 0,8 мм, каждый из которых имел пять отверстий диаметром 0,3 мм в продольном направлении на расстоянии

0,7 мм друг от друга. Стержни крепились между собой, затем все вместе — в корпус, при этом отверстия в плоскости транспаранта образовывали матрицу 5 <7 с периодом 0,7 мм. Над каждым отверстием в пазу стержня крепилась одним концом шторка длиной

2 мм, толщиной 0,02 мм, шириной в месте изгиба 0,2 мм и шириной концов

0,4 мм. Шторка изготовлялась из фольги на основе сплава TiNi полученной методом литья из расплава на вра40 щающийся барабан. Обратимая память формы шторки на изгиб придавалась за счет выполнения места изгиба в виде одного витка спирали с радиусом

r = О,i мм (формула). В результате при нагреве материала шторки выше

45 температуры обратного мартенситнога превращения (T o 66 С), свободный конец шторки принимал изогнутую Г-образную форму под углом 90, при Т 64 С свободный конец шторки имел прямолинейную форму перпендикулярно плоскости транспаранта. Нагревательный элемент на поверхности шторки создавал71

4 ся последовательным напылением плейки А1 0, в качестве изолирующего слоя, затем через соответствующие маски резистивного слоя змеевидной формы из

Ti и выводных контактов из Al. Управление устройством осуществлялось мозаичным способам. Управляемый транспарант использовался для модуляции оптическога излучения с длиной волны — 0,63 мкм в схеме голографического коррелятора. При этом измеренный контраст превышал 60 дБ, время реакции (перехода из открытого состояния в закрытое) 50 мс, время релаксации (перехода из закрытого состояния в открытое) 200 мс, скорость обработки данных 3 кадра/с.

Управляемый транспарант абеспечиз вает уменьшение габаритов в 10 раз па сравнению с известным (с использованием методов литографии), обладает большей простотой и надежностью благодаря отсутствию механических узлов крепления. При этом устройство обладает высоким контрастом и широким диапазоном длин волн модулируемого излучения.

Ф а р м у л а и з а б р е т е н и я

Управляемый транспарант, содержащий непрозрачную подложку с регулярно расположенными на ней отверстиями и непрозрачными шторками, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения транспаранта, подложка выполнена составной из стержней прямоугольного сечения с одним рядом сквозных отверстий, над каждым отверстием расположена шторка, одним концом закрепленная на верхней плоскости стержня, другой ее конец свободен, шторка изготовлена из сплава с обратимым эффектом памяти формы, причем место изгиба шторки выполнено в виде одного витка спирали, свободный конец шторки в изогнутом состоянии закрывает отверстие, на поверхности шторки расположен нагревательный элемент, выполненный в виде напыленных диэлектрического слоя, резистивного слоя и выводных контактов.

3397971

1397971

Составитель А.Ануфриев

Техред М.Дидык

Корректор М.Демчнк

Редактор Л.Гратилло

Подписное

Заказ 2273/50 Тираж 590

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4