[實用新型]缺陷控制近紅外敏感非晶硅光敏層的液晶光閥

無效

• 申請號: 94209097.7
• 申請日: 1994-04-22
• 公開（公告）號: CN2189321Y
• 公開（公告）日: 1995-02-08
• 發明（設計）人: 杜丕一;韓高榮;丁子上
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G02F1/1333
• 分類號: G02F1/1333
• 代理公司: 浙江大學專利代理事務所
• 代理人: 林懷禹

本實用新型涉及光選址空間光調制器，特別是一種對可見光和近紅外光同時敏感的液晶光閥。

液晶光閥是七十年代發展起來的一種光－光圖象傳感器，從光閥的工作原理來看，它可以用于進行不同波長光之間的轉換，相干光與非相干光之間的轉換，隨光閥的結構變化及所使用材料性能的不同，其工作特性及其使用范圍將有很大的變化。譬如，以不同光電材料做光敏層的光閥，雖然都可以進行光－光轉換，但其對光敏感的波長范圍是不相同的。一般與材料的能帶結構有關，其帶隙越寬，對光敏感時，光頻率必須越高。在當前的液晶光閥中，光敏層一般由CdS、CdSe、a－Si：H、C－Si或GaAs，BSO等材料制成，相對而言C－Si由于帶隙較窄，對頻率較低的近紅外光選址液晶光閥，可用于熱成象系統和紅外圖象的檢測和處理。美國休斯（Hughs）公司曾用單晶硅作光敏層制備液晶光閥，實現了從近紅外光到可見光圖象的轉換，這類光閥雖然具有較高的響應靈敏度，在室溫下就可進行紅外圖象處理，操作時也無特殊條件。但是，由于光選址液晶光閥是通過光導材料產生空間電場圖象工作的，為了獲得較高的空間分辨率，必須防止載流子的橫向擴散，也即應盡量選擇較高電阻率和較低遷移率的光導材料，而對所使用的單晶硅而言，要想達到很高的電阻率，制備難度很大，且大約也只有ρ＝10⁴Ωcm左右；再則單晶硅的遷移率相對又較大，使這種光閥的橫向彌散比較嚴重；從對比度看，光閥的最佳對比度應該滿足光導層電阻與液晶層電阻相當，而液晶一般ρ＞10¹⁰Ωcm，兩者相差很大，這些問題都將使光閥的性能受到影響。

為了滿足最佳對比度，我們首次提出一種集總單元電模式等效分析電路，如圖1（a）、（b）所示，圖中C_P、R_P、C_R、R_R和C_L、R_L分別表示光敏層3，反射阻光層4、5和液晶層7的電容和電阻。考慮光閥上某一微區B注入信號后，對四周未注入光的區域會產生影響，以及從輸入信號到輸出信號必須滿足最大線性傳遞的要求，可以確定各層材料間應該滿足的基本匹配關系。設在偏壓下有一束光照射在光閥的一個微區B上，這個微區中各層原來穩定分配的各點電位將由于光敏層電阻變化而發生變化，最后達到新的平衡，根據電路節點電流分析法并考慮除邊緣區域外，中間某一微區的周圍電位近似相同，則當偏壓為直流或較低頻率的交變電壓時，可得到簡化的液晶層電位V_L：