專利名稱：一種液晶光閥及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電子學(xué)中空間光調(diào)制器結(jié)構(gòu)及其制作方法的改進(jìn)。
由于空間光調(diào)制器在隨時(shí)間變化的電子驅(qū)動(dòng)信號(hào)或者另外的空間光強(qiáng)分布的控制之下，可在空間上改變?cè)瓉硪痪S或二維光場(chǎng)分布的相位、偏振、振幅和(或)強(qiáng)度，所以它是用于構(gòu)成實(shí)時(shí)光信號(hào)處理、光計(jì)算和光電混合信息處理系統(tǒng)的基本單元或關(guān)鍵的主動(dòng)元件，一般按照空間光調(diào)制器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)方式可分為光尋址空間光調(diào)制器和電尋址空間光調(diào)制器兩大類，通常電尋址的器件從設(shè)計(jì)到制作都較光尋址的器件更為復(fù)雜和困難。而液晶光閥做為空間光調(diào)制器的一種結(jié)構(gòu)，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易，而被人們所重視。普通的液晶電視就可充當(dāng)一種電尋址器件使用，但其空間分辨率和對(duì)比度都很低，不能滿足光學(xué)圖象處理使用的要求，國外已有的“電荷耦合器件-液晶光閥”除價(jià)格昂貴外，其制作方法和性能參數(shù)都未公開，有關(guān)這方面的發(fā)展情況參見“Aself-servingopticalcorrelatorfortracking”SPIEvol1151.P307-317(1989年);“兩維空間光調(diào)制器及其在實(shí)時(shí)圖象處理中的應(yīng)用”《光子學(xué)報(bào)》1992年第一期。
本發(fā)明的目的在于提供一種能做為光尋址的或在稍加改動(dòng)又能做為電尋址的液晶光閥及其制作方法，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、成本低廉、分辨率和對(duì)比度都較高，并能滿足實(shí)時(shí)光學(xué)信息處理、光計(jì)算和光學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的使用要求。
本發(fā)明的特征在于，所設(shè)計(jì)液晶光閥的結(jié)構(gòu)順序依次為光纖面板、透明導(dǎo)電極、硫化鎘光導(dǎo)層、碲化鎘光隔離層、定向?qū)?、液晶層、定向?qū)?、透明?dǎo)電極、玻璃基底，在液晶層的周邊有墊圈，此結(jié)構(gòu)可做為光尋址液晶光閥使用，也可以做為電尋址液晶光閥的主要部件，所以在光隔離層與定向?qū)又g可以有介質(zhì)反射鏡。本發(fā)明的特征還在于，所設(shè)計(jì)的液晶光閥中硫化鎘光導(dǎo)層和碲化鎘光隔離層都是在電阻式熱蒸發(fā)、并需通氮?dú)夂陀秒x子源輔助蒸發(fā)的條件下，利用真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)，制作，其中在硫化鎘光導(dǎo)層的制作中還采用了摻銅敏化技術(shù)。附

圖1為本發(fā)明所設(shè)計(jì)的液晶光閥改裝后成為電尋址液晶光閥的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為光纖面板，2為透明導(dǎo)電極，3為硫化鎘光導(dǎo)層，4為碲化鎘光隔離層，5為定向?qū)樱?為液晶層，7為玻璃基底，8為墊圈，9為介質(zhì)反射鏡，10為陰極射線管。圖中光纖面板若為二塊時(shí)，靠近陰極射線管的稱為熒光屏用光纖面板，另一塊稱為基底用光纖面板。
由上述和附圖中可以看出，本發(fā)明其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、成本低廉，不僅能做為光尋址液晶光閥使用，而且稍加改動(dòng)還可以做為電尋址液晶光閥，由于在硫化鎘光導(dǎo)層和碲化鎘光隔離層的制作中采用了離子源輔助蒸發(fā)技術(shù)，使得膜層變得致密、牢固、且光亮，并因光導(dǎo)層的制作中，硫化鎘在高溫容易分解，造成非化學(xué)計(jì)量比的問題，采用摻銅敏化技術(shù)可使其達(dá)到高的亮暗電阻比(＞100∶1)，從而使本發(fā)明能滿足實(shí)時(shí)光學(xué)信息處理、光計(jì)算和光學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的使用要求，尤其是所設(shè)計(jì)的電尋址液晶光閥能滿足電控操作系統(tǒng)在軟硬件上可以實(shí)現(xiàn)圖象比例和圖象旋轉(zhuǎn)問題，這在目標(biāo)跟蹤和模式識(shí)別系統(tǒng)中具有很大的意義。
本發(fā)明所設(shè)計(jì)液晶光閥結(jié)構(gòu)的具體實(shí)現(xiàn)方案為，在上述的光尋址液晶光閥結(jié)構(gòu)內(nèi)的光隔離層和定向?qū)又g加有介質(zhì)反射鏡，并在光纖面板的端面耦合有陰極射線管，則成為電尋址液晶光閥，其中陰極射線管的熒光屏以光纖面板替代，其光纖面板要求帶有校正象面場(chǎng)曲的內(nèi)球面;在具體的制作中，光纖面板可以是一整塊，但要求選用低膨脹系數(shù)(88×10-7-93×10-7)的材料，也可以是兩塊對(duì)接在一起的，需要求單絲口徑和數(shù)值孔徑相一致。當(dāng)然光纖面板替代了熒光屏，其寫入端是應(yīng)該涂有熒光粉。
而本發(fā)明所設(shè)計(jì)液晶光閥的制作方法，除硫化鎘光導(dǎo)層和碲化鎘光隔離層外，其余結(jié)構(gòu)的制作均為已有技術(shù)，不再詳述。硫化鎘光導(dǎo)層制作的具體工藝為以兩個(gè)鉬舟為蒸發(fā)舟，一個(gè)裝硫化鎘，另一個(gè)裝銅料，在真空度3×10-5乇、基底溫度100-150℃、工件轉(zhuǎn)速6-10轉(zhuǎn)/分、硫化鎘蒸發(fā)電流為150-170A、銅料蒸發(fā)電流為70-90A的條件下，采用電阻式熱蒸發(fā)、需通氮?dú)狻⒉⒓与x子源輔助蒸發(fā)，在光纖面板的透明導(dǎo)電極上鍍約1小時(shí)的硫化鎘、摻銅約30秒，再鍍約1小時(shí)的硫化鎘、再摻銅約30秒，最后再鍍約1小時(shí)的硫化鎘，使膜層厚達(dá)到10-12μm。碲化鎘光隔離層制作的具體工藝為以鉬舟為蒸發(fā)舟，盛入碲化鎘，在真空度小于3×10-5乇、基底溫度180-220℃、蒸發(fā)電流為110-130A的條件下，亦采用電阻式熱蒸發(fā)、需通氮?dú)狻⒓与x子源輔助蒸發(fā)，在光導(dǎo)層上鍍碲化鎘膜層1-2μm厚，其采用加熱燈控制蒸發(fā)時(shí)間，當(dāng)完全看不到有光通過基片，即認(rèn)為達(dá)到了要求的厚度。
而液晶光閥(帶有介質(zhì)反射鏡)與陰極射線管的耦合有三種方式(1)在陰極射線管的光纖面板輸出端直接制做液晶光閥，當(dāng)然陰極射線管的熒光屏已被光纖面板替代，且光纖面板為一整塊，這種方式結(jié)構(gòu)緊湊、功耗低，但制作較復(fù)雜;(2)采用二塊光纖面板的結(jié)構(gòu)，通過機(jī)械緊貼的方法，把熒光屏用光纖面板與基底用光纖面板光膠，在光膠之前，熒光屏用光纖面板已裝置在陰極射線管上，而基底用光纖面板也已制作在液晶光閥上，這種方式便于二個(gè)器件的獨(dú)立完成，且維修和更換方便;(3)與第二種方式基本相同，只是采用光敏膠把二塊光纖面板粘接在一起，所以使對(duì)接更容易。按上述要求，發(fā)明人試制出電尋址液晶光閥的性能指標(biāo)如下有效使用面積φ50mm或45×45(mm)2熒光屏最低光能量30μw/cm2空間分辨率37Lp/mm對(duì)比度50∶1響應(yīng)時(shí)間上升35ms，下降40ms。
權(quán)利要求
1.一種液晶光閥，其特征在于，液晶光閥的結(jié)構(gòu)順序依次為光纖面板、透明導(dǎo)電極、硫化鎘光導(dǎo)層、碲化鎘光隔離層、定向?qū)?、液晶層、定向?qū)?、透明?dǎo)電極、玻璃基底，在液晶層周邊有墊圈，此結(jié)構(gòu)可做為光尋址液晶光閥使用，也可做為電尋址液晶光閥的主要部件，所以在光鎘離層與定向?qū)又g可以有介質(zhì)反射鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶光閥，其特征在于，在光纖面板的端面耦合有陰極射線管，而且以光纖面板替代陰極射線管的熒光屏，并有介質(zhì)反射鏡時(shí)，則成為電尋址液晶光閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶光閥，其特征在于，所述的光纖面板帶有校正象面場(chǎng)曲的內(nèi)球面;光纖面板可以是一整塊，要求選用膨脹系數(shù)為88×10-7-93×10-7的材料;也可以是二塊對(duì)接在一起的，但要求其單絲口徑和數(shù)值孔徑相一致。
4.制作權(quán)利要求1所述液晶光閥的方法，其特征在于，硫化鎘光導(dǎo)層和碲化鎘光隔離層都是在電阻式熱蒸發(fā)、并需通氮?dú)饧坝秒x子源輔助蒸發(fā)的條件下，利用真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)制作，其中在硫化鎘光導(dǎo)層的制作中還采用了摻銅敏化技術(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制作方法，其特征在于，硫化鎘光導(dǎo)層的鍍膜方法為以兩個(gè)鉬舟為蒸發(fā)舟，一個(gè)裝硫化鎘，另一個(gè)裝銅料，在真空度3×10-5乇、基底溫度100-150℃、工件轉(zhuǎn)速6-10轉(zhuǎn)/分、硫化鎘蒸發(fā)電流為150-170A、銅料蒸發(fā)電流為70-90A的條件下，在光纖面板的透明導(dǎo)電極上鍍硫化鎘膜層，同時(shí)采用摻銅敏化技術(shù)，使膜層厚度達(dá)到10-12μm;硫化鎘光隔離層的鍍膜方法為以鉬舟為蒸發(fā)舟，在真空度小于3×10-5乇、基底溫度180-220℃、蒸發(fā)電流為110-130A條件下，在光導(dǎo)層上鍍碲化鎘膜層，鍍層厚度達(dá)到1-2μm即可。
6.根據(jù)權(quán)利要求3和4、或3和5所述的制作方法，其特征在于，若光纖面板為一整塊，液晶光閥與陰極射線管的耦合則采用直接將液晶光閥制作在光纖面板上的方法。
7.根據(jù)權(quán)利要求3和4、或3和5所述的制作方法，其特征在于，若光纖面板為二塊對(duì)接，可采用光膠手段，即通過機(jī)械方法緊貼。
8.根據(jù)權(quán)利要求3和4、或3和5所述的制作方法，其特征在于，若光纖面板為二塊對(duì)接，可采用光敏膠粘接技術(shù)。
全文摘要
一種液晶光閥的結(jié)構(gòu)次序?yàn)楣饫w面板、導(dǎo)電極、光導(dǎo)層、光隔離層、定向?qū)?、液晶層、定向?qū)?、?dǎo)電極、玻璃基底，在液晶層周邊有墊圈，其能做為光尋址液晶光閥使用，在做為電尋址的主要部件時(shí)須有介質(zhì)反射鏡，其中光導(dǎo)層和光隔離層的制作，是在通氮?dú)馇逸o以離子源蒸發(fā)技術(shù)進(jìn)行真空鍍膜而成，并采用了摻銅敏化技術(shù)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，成本低，且分辨率和對(duì)比度都較高，能滿足實(shí)時(shí)光學(xué)信息處理，光計(jì)算和光學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的使用要求。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1082207SQ93106608
公開日1994年2月16日 申請(qǐng)日期1993年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月10日
發(fā)明者李育林, 王昭 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所