194416. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és eszköz elektromágneses, különösen infravörös sugárzás látható sugárzássá való átalakítására
1 A találmány tárgya eljárás elektromágneses, különösen infravörös sugárzás látható sugárzássá való átalakítására, valamint eszköz a fenti eljárás megvalósítására. Jelenleg ismert hőképmegjelenítők működésének alapelve az, hogy a leképzendő tárgy egyes pontjairól jövő sugárzást píroelektromos érzékelő vagy érzékelők, azaz pirodetektorok közbeiktatásával a tárgypontokhoz rendelt elektromos jelekké alakítják át, majd ezekből TV képcső segítségével látható képet hoznak létre. A jelenleg alkalmazott pirodetektorok általában FET-tel egybeépített píroelektromos anyafot tartalmaznak, melynek feszültség jelét dolgozzák el megfelelő elektronika segítségével. Hiányossága az ismert berendezésnek, hogy bonyolult elektronikát, TV képcsövet tartalmaznak, és előállítási költségük magas, ilyen hőképmegjelenítőket ismertet S.C. Porter és E.H. Putley a Ferroelectrics 1980. évfolyam 33.számának 193, ill. 207. oldalán. A találmánnyal célunk olyan eljárás és azt megvalósító eszköz megalkotása, amellyel lehetővé válik szemmel nem látható elektromágneses sugárzás, illetve az általa hordozott kép látható sugárzássá, illetve látható képpé történő közvetlen átalakítása, továbbá minden hőmérsékletváltozást okozó hatás optikai érzékelése és megjelenítése, költséges és bonyolult berendezés nélkül. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy tetszőleges elektromágneses sugárzás, illetve az általa hordozott kép látható sugárzássá, illetve képpé alakítható át, ha az átalakítandó sugárzás útjába piroelektromos hatást mutató lapkát helyezünk, amelyhez elektrooptikai hatást mutató anyagréteget csatlakoztatunk, és erre polarizált látható fényt bocsátunk. A pirodetektor töltései által keltett elektromos tér hatására az elektrooptikai anyagban polarizált fény polarizációs síkja elfordul, ami megfelelő optikai módszerekkel, így például további polarizátor alkalmazásával intenzitásváltozássá alakítható át, és így az elektrooptikai kristályon áthaladó fény intenzitása a píroelektromos anyagra eső, átalakítandó elektromágneses sugárzás intenzitásváltozásainak megfelelően fog változni. A kitűzött feladatot olyan eljárással oldottuk meg, amelynek során a hőmérsékletváltozás információját hordozó sugárzás útjába pirodetektort helyezünk, és annak kimenőjelét elektronikusan feldolgozzuk és optikai úton kijelezzük, Ezt a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy az átalakítandó sugárzás útjába helyezett píroelektromos anyagréteghez elektrooptikai kristályréteget csatolunk, és az elektrooptikai kristályrétegre polarizált látható fényt bocsátunk, majd a kristály rétegből visszaverődő polarizált fényt az elektrooptikai kristályréteg elektrooptikai hatása révén az átalakítandó sugárzás térbeli- és időbe . változásainak megfelelően moduláljuk, és a modulált fényt ismert optikai eljárással látható kép vagy intenzitásváltozás formájában kijelezzük. A találmány szerinti eljárás előnyös foganatosítást módja értelmijén a píroelektromos anyagrétegben sugárzás hatására létrejövő töltések elektromos terét elektromosan erősítjük és az elektrooptikai anyagrétegre a felerősített elektromos teret vezetjük. Előnyös továbbá, ha az átalakítandó sugárzás intenzitását periodikusan változtatjuk. A találmány szerinti eljárás célszerű foganatosítási módja szerint az elektrooptikai krístályiétegre külső egyen-vagy váltófeszültséget kapcsolunk. 2 A találmány értelmében előnyös eljárásunk olyan foganatosítási módja, mely szerint az elektrooptikai kristályrétegre a kristályrétegen legalább egyszer áthaladó polarizált lézerfényt vagy összetett fényt bocsátunk. A kitűzött feladatot továbbá olyan elektromágneses, különösen infravörös sugárzás látható sugárzássá való átalakítására alkalmas eszközzel oldottuk meg,amely pirodetektort és ahhoz kapcsolódó elektronikus feldolgozó- és kijelzőegységet tartalmaz. Az eszközben a továbbfejlesztés abban áll, hogy pirodetektora az átalakítandó sugárzást érzékelő plroelektromos anyagréteg és ahhoz csatlakozó elektrooptikai kiistályréteg, amely mögött a ráirányított és visszavert polarizált fény útjában polarizátor, a polarizátor mögött pedig fényérzékelő van elhelyezve. Az eljárást megvalósító eszköz előnyös kiviteli alakja értelmében a píroelektromos anyagréteg és az elektrooptikai anyagréteg közé pirotöltésekkel vezérelt feszültségerősítő fokozat van iktatva. Előnyös a találmány szerinti eszköz egy lehetséges kiviteli alakja szerint, ha a píroelektromos anyagréteg szigetekre bontott, illetve legalább egyik oldalán barázdált. Az eszköz célszerű továbbfejlesztett kiviteli alakja értelmében a fény útjában az elektrooptikai anyagréteg mögött féligáteresztő tükör van a fénysugár síkjával szöget bezáróan elhelyezve, és egy-egy polarizátor van a tükör és a fényérzékelő, valamint a tükör és látható fényt kibocsátó fényforrás közé iktatva. Célszerű továbbá, ha a fényérzékelő optikai leképzőrendszert és optikai kép megjelenítésére alkalmas ernyőt tartalmaz. A kitűzött feladatot továbbá olyan elektromágneses, különösen infravörös sugárzás látható sugárzássá való átalakítására alkalmas eszközzel oldottuk meg, amely átalakítandó sugárzást érzékelő píroelektromos anyagréteget és ahhoz csatlakozó elektrooptikai kristályréteget tartalmaz, ahol az említett elektrooptikai kristály réteg folyadékkristály réteg, és a piroelektromos anyagréteg beeső sugárzás felőli oldalán, valamint a folyadékkristályréteg külső, pirooptikai anyagréteggel ellentétes oldalán tápfeszültség bevezető elektródák vannak elhelyezve. A fenti kiviteli alakkal megoldható, hogy a találmány szerinti eszköz rendkívül kis méretekkel és energiafogyasztással közvetlenül látható képpé alakítja a megfigyelt sugárzást. A találmányt az alábbiakban a rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a találmány szerinti eljárást megvalósító eszköz példakénti kiviteli alakja látható. A rajzon az 1. ábra elektromágneses, különösen infravörös sugárzás látható sugárzássá való átalakítására alkalmas eszköz blokkvázlata, és a 2. ábrán az 1. ábra szerinti eszköz pirooptikai átalakítójának részletesebb vázlata látható. Az 1. ábrán nyíllal jelöltük vizsgálandó 1 tárgyat, melynek infrasugárzását kívánjuk eljárásunkkal leképezni. Az 1 tárgy által kibocsátott infrasugárzás útjában 2 szaggató van elhelyezve, melyen keresztül a sugárzást ismert infraleképező 3 rendszerre vezetjük. Az infraleképező 3 rendszer mögött a sugárzás útjában pirooptikai 4 átalakító helyezkedik el, melynek klmenete optikai leképező 5 rendszeren keresztül optikai képet megjelenítő 6 ernyőre van vezetve. A 2. ábrán jól látható, hogy az átalakítandó sugárzás útjában a pirooptikai 4 átalakító 7 píroelektromos 194.416 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
