194416. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és eszköz elektromágneses, különösen infravörös sugárzás látható sugárzássá való átalakítására
1 194.416 2 anyagrétege helyezkedik el, amelynek beeső sugárzás felőli oldalán 8 elektróda van rögzítve. A 7 piroelektromos anyagréteghez, amely kristály, kerámia vagy speciális műanyag lapka, 9 elektrooptikai kristáiyréteg van csatlakoztatva, amelynek 7 piroelektromos anyagréteg felőli oldalán 10 fényvisszaverő réteg, ezzel ellentétes oldalán pedig fényáteresztő ! 1 elektróda van elhelyezve. A beeső sugárzás útjában 9 elektrooptikai kristályréteg után sugárzás síkjával 45°-os szöget bezáróan 12 féligáteresztő tükör van elhelyezve, amelynek két oldalán síkjára szimmetrikusan egy-egy 13, 14 polarizátor helyezkedik el. A 14 polarizátor 12 féligáteresztő tükörrel ellentétes oldalán látható fényt kibocsátó 15 fényforrás, míg a 14 polarizátor 12 féligáteresztő tükörrel ellentétes oldalán 16 fényérzékelő, például fotodióda-mátrix van elhelyezve. A 7 piroelektromos anyagréteg 8 elektródájára és a 9 elektrooptikai kristályréteg 11 elektródájára a E' len példában egyenfeszültségű 17 feszültségforrás apcsolódik. A fent ismertetett eszköz a következőképpen működik: A vizsgálandó 1 tárgy által kibocsátott átalakítandó sugárzás változása esetén a 7 piroelektromos anyagréteg 8 elektródával szemben lévő felületén megjelenő piroelektromos töltések megváltoztatják a 9 elektrooptikai kristáiyréteg 10 fényvisszaverő réteggel ellátott felülete, valamint 11 elektródával ellátott felülete közötti, tehát 9 elektrooptikai kristályrétegre jutó feszültséget. A 15 fényforrás által kibocsátott, a 9 elektrooptikai kristályrétegre eső, polarizációs állapota a 9 elektrooptikai kristályrétegben oda-vissza megtett út alatt az elektrooptikai hatás révén a 9 elektrooptikai kristályrétegre eső feszültségtől függően változik meg. így a 14 polarizátor után az átalakítandó sugárzás intenzitásváltozásainak megfelelő fényintenzitás változások jönnek létre, amelyek a 16 fényérzékelővel detektálhatok és kijelezhetők. A fentiek monokromatikus fényre igazak, összetett, például fehér fény alkalmazása esetén a 14 polarizátor mögött az átalakítandó sugárzás intenzitásának megváltozása következtében nemcsak intenzitás, hanem színváltozás is észlelhető. A 7 piroelektromos anyagréteg bármely ismert piroelektromos anyagból elkészíthető, anyaga jelen példában triglicínszulfát, TGS. A 9 elektrooptikai kristályréteg elektrooptikai anyagból, például kálium-dihidrogénfoszfátból, KPD-ből készülhet. Speciális esetben a pirooptikai 4 átalakítóban a 7 piroelektromos anyagréteg és a 9 elektrooptikai kristályréteg anyag megegyezhet, például PLZT kerámia alkalmazása esetén, mivel az ismert módon egyben piroelektromos és elektrooptikai anyag Is. Ilyen esetekben csupán a 8 és 11 elektródák veszik közre a pirooptikai 4 átalakító piroelektrooptikai rétegét. A találmány szerinti eljárást megvalósító másik eszköz esetében a szigetekre bontott vagy akár egységes 7 piroelektromos anyagréteghez folyadékkristályréteg csatlakozik közvetlenül, amelyet 11 elektródaként kiképzett üveglap határol. A 17 feszültségforrás ennél a kialakításnál Is a 7 piroelektromos anyagréleg 8 elektródájával és a 11 elektródával van összekötve. Az eszköz a 7 piroelektromos anyagrétegre beeső sugárzást közvetlenül látható képként jeleníti meg, a folyadékkristályok esetében jól ismert alacsony energiafelhasználás mellett. A pirooptikai 4 átalakító érzékenysége jelentősen növelhető, ha a 7 piroelektromos anyagréteg és a 9 elektrooptikai kristályréteg közé elektromos töltéssel vezérelhető feszültségerősítő fokozat van iktatva, amely például FET-tel illesztett erősítő áramkör, és amely a 7 piroelektromos anyagréteg 8 elektródával szemben lévő felületén megjelenő pirotöltések elektromos terét felerősítve juttatja a 9 elektrooptikai kristály rétegre. A feszüítségerősítő fokozat célszerűen a 7 piroelektromos anyagréteg és a 9 elektrooptikai kristályréteg között elhelyezett integrált áramköri réteg, de lehet önálló elektronikus eszköz is, amely az említett rétegekkel nincs közvetlenül összeépítve. Az érzékenység további növelését eredményezi, ha 9 elektrooptikai kristályrétegként Ids félhullámfeszültségű anyagot például folyadékkristályt alkalmazunk. A találmány szerinti eszköz tulajdonképpen olyan új típusú piroelektromos detektor, amely a piroelektromos anyagból származó elektromos jelet látható fényintenzitás változássá alakítja át. A találmány szerinti eszköz tehát minden területen felhasználható ahol a szokásos piroelektromos átalakítók, így például detektorként és hőképmegjelenítőként is. Előnye, hogy TV képcső felhasználása nélkül közvetlen vizuális kijelzést tesz lehetővé, ugyanakkor fotoérzékelő beiktatásával a szokásos pirodetektorok által nyújtott k/antitatív információ nyújtására is alkalmas. A közvetlen vizuális kijelzés előnyei azonban nem elsősorban a detektorban, hanem a hőképmegjelenítőnél használható ki, mivel olyan hőképmegjelenítő készítését teszi lehetővé, amely ernyőre leképezhető, nagyítható, száloptikával vezethető közönséges képet ad. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás elektromágneses, különösen infravörös sugárzás látható sugárzássá való átalakítására, amelynek során az átalakítandó sugárzás útjába piroelektlomos átalakítót helyezünk, és annak kimenőjelét elektronikusan feldolgozzuk és optikai úton kijelez'ük, azzal jellemezve, hogy az átalakítandó sugárzás útjába helyezett piroelektromos myagréteghez (7) elektrooptikai kristályréteget (9) :satoIunk, és az elektrooptikai kristályrétegre (9) polarizált látható fényt bocsátunk, majd az elektrooptikai kristályréteg (9) elektrooptikai hatása révén az átalakítandó sugárzás térbeli- és időbeli változásainak megfelelően moduláljuk, és a modulált fényt megfelelő optikai eljárással látható kép vagy intenzitásváltozás formájában kijelezzük. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a piroelektromos anyagrétegben (7) a beeső sugárzás hatására létrejövő töltések elektromos terét elektromosan erősítjük, és az elektrooptikai kristályrétegre (9) a felerősített elektromos teret vezetjük. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, a zzal jellemezve, hogy az átalakítandó sugárzás intenzitását periodikusan változtatjuk, 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az átalakítandó sugárzás Intenzitását szaggatással változtatjuk. 5. Az 1-4. Igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrooptikai kristályrétegre (9) külső egyen- vagy váltófeszültséget kapcsolunk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
