Параметры некоторых динамических транспарантов

В термопластиковом фазорельефном устройстве используется деформация тонкого слоя термопластика (5...10 мкм) при воздействии на него управляемого электронного пучка, разогревающего этот слой до 100° С. После разогрева и образования фазового рельефа термопластик должен застыть, поэтому здесь быстродействие, оцениваемое временем одного цикла изменения рельефа, невысоко (0,5 ...1 с). Полоса пропускания пространственных частот, т.е. и пространственное разрешение, здесь гораздо выше, чем в светоклапанном устройстве.

Работа кристаллов DKDP с оптическим или электронным управлением в качестве мишени динамического транспаранта основана на использовании эффекта Поккельса. Структура оптически управляемых транспарантов может быть подобной той, что представлена на рис. 9.10, а, а электрически управляемых транспарантов — на рис. 9.10, б. В этих транспарантах кристалл DKDP обычно охлаждается до точки Кюри (» -50° С), что обычно обеспечивается с помощью термоэлектрического холодильника.

Достоинством электрически управляемых транспарантов является возможность использовать излучения различных длин волн и получения на этой основе цветных изображений. Очень перспективны системы, сочетающие электрически управляемые транспаранты с голографическими пространственными фильтрами.

В жидкокристаллическом транспаранте, представляющем собой многослойную пленочную структуру, молекулы жидкокристаллического слоя (толщиной несколько микрометров) ориентированы под углом 45° к оси транспаранта. Падающее («считывающее») излучение должно быть плоскополяризованным. Поворот молекул жидкого кристалла под воздействием приложенного напряжения вызывает поворот плоскости поляризации входящего в транспарант излучения на+45°, а отраженного назад (от диэлектрического отражающего слоя транспаранта) излучения - на -45°. При скрещенных осях поляризации входного и выходного слоев транспаранта излучение на его выходе отсутствует.

При изменении интенсивности пространственно-модулированного излучения («записывающего») меняется напряжение между электродами, что вызывает изменение ориентации молекул жидкокристаллического (модулирующего) слоя и приводит к эллиптической поляризации. Таким образом, выходящее излучение, отраженное от диэлектрического зеркала (считывание), будет модулировано по сечению пучка в соответствии с изменением освещенности в сечении записывающего пучка.

Такие транспаранты обладают хорошим разрешением (£70 лин/мм при 50% -ной глубине модуляции).

Жидкокристаллические модуляторы могут работать при достаточно больших (до десятков градусов) углах падения на них слаборасходящихся пучков, что невозможно для большинства других электрооптических устройств.

Модуляторы проходящего излучения на основе нематических жидких кристаллов состоят из пленки жидкого кристалла (ЖК), расположенной между прозрачными электродами, и диафрагмы, роль которой может играть оправа чувствительного слоя приемника. При подаче на ЖК управляющего напряжения степень рассеяния излучения, проходящего через ЖК, изменяется, поэтому поток, прошедший диафрагму, модулируется по амплитуде. При изменении управляющего напряжения в некоторых пределах коэффициент пропускания ЖК меняется достаточно линейно. Размещая ЖК-слой между двумя узкополосными интерференционными фильтрами, можно добиться почти полной непрозрачности рассеивающих участков этого слоя. Применяя высокоомные прозрачные электроды и прикладывая к одному из них постоянное опорное напряжение, создающее вдоль этого электрода определенное, например линейное, распределение напряжения, изменяют положение границы между прозрачной и рассеивающей частями ЖК. Для этого к тому же электроду помимо постоянного опорного напряжения прикладывается переменное модулирующее напряжение. В результате потенциал в отдельных точках указанного электрода относительно второго электрода меняется вдоль слоя ЖК по модулирующему закону. Соответственно изменяется и прозрачность слоя.

Помимо ПВМ с непрерывной (аналоговой) структурой входного зрачка (апертуры) в последнее время появились управляемые цифровые транспаранты, состоящие из дискретных фотоприемников, элементов транзисторного (матричного) управления, общего для всех ячеек ПВМ электрооптического слоя. Предполагается [10], что такие ПВМ будут обладать большим быстродействием (тактовая частота 1...10 МГц), высоким пространственным разрешением (число ячеек 10³...10⁴) и чувствительностью (10^-13...10^-14 Дж/элемент). Они могут быть построены на базе сегнетоэлектриков, не обладающих гистерезисом и поэтому работающих при температурах выше точки Кюри.

Важным параметромдинамических транспарантов является время хранения записи (память). При достаточно большой емкости памяти становится возможным пространственное интегрирование (накопление) изображений, т.е., например, осреднение последовательно получаемых изображений в целях устранения некоррелированного шума и увеличения отношения сигнал/шум.

Меняя на противоположное состояние поляризации модулирующего слоя оптически управляемого динамического транспаранта, можно осуществить так называемое оптическое вычитание изображения. Например, при изменении знака распределения напряжений на противоположный по площади транспаранта при переходе от одного кадра (изображения) к следующему получается сигнал, отражающий лишь изменения, произошедшие за время такого перехода. Слегка расфокусировав изображение во втором по времени прихода кадре, после вычитания (алгебраического сложения) можно выделить лишь контуры изображения, устранив или заметно ослабив контраст участков с одинаковой или близкой освещённостью. Устранение постоянного фона в изображении очень важно для ряда практических приложений. Однако следует помнить, что в большинстве случаев такие преобразования возможны лишь при работе с когерентным излучением.