Ferroelektrische, keramische, elektro-optische Vorrichtung
Die Erfindung betrifft eine elektro-optische, zwischen zwei Transparenzstufen hin- und herschaltbare Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Zum günstigen Anwendungsbereich derartiger Vorrichtungen gehören z. B. Lichtverschlüsse oder Schalter, optische Sicht- bzw. Bildgeräte, in Rechenanlagen verwendbare Logik-, Gedächtnis- und Speicherschaltungen usw.
In verschiedenen bekannten Vorrichtungen dieser Art wird die veränderliche Durchlässigkeit einer aus einem Einkristall bestehenden ferroelektrischen Platte für polarisiertes Licht unter dem Einfluss polarisierter ferroelektrischer Domänen ausgenutzt. Die unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit kann z. B. auf der unterschiedlichen Doppelbrechung von c-Domänen und a-Domänen in Kristallplatten beruhen, in denen eine bestimmte Kristall- achse senkrecht zu den Plattenhauptflächen ausgerichtet ist. Bei Ausrichtung der c- oder a-Kristallachsen in eine bestimmte Richtung wird durch Umorientierung der optischen Achsen an einer örtlich begrenzten Stelle um 900 die Doppelbrechung der Platte an dieser Stelle ver ändert.
Wird der Kristall zwischen kreuzweise angeordnete Polarisatoren gelegt, so hat die veränderte Doppelbrechung eine entsprechende Anderung der Durchlässigkeit der Polarisator-Kristall-Polarisator-Anordnung für polarisiertes Licht zur Folge.
Nachteilig ist hierbei, dass beim Einkristall die Randbreite, d. h. die Breite des Übergangsbereichs zwischen der örtlich geschalteten Zone und der diese umgebenden umgeschalteten Zone von der Kristalldicke abhängt und dieser etwa entspricht. Ferner wirken starke, örtlich begrenzte Spannungs- bzw. Verzerrungsfelder den umorientierten Domänen entgegen und bewirken deren raschen Zerfall. In einem c-Domänenkristall beträgt z. B.
die Zerfallzeit einer örtlich begrenzten a-Domäne eine Mikrosekunde oder weniger, während die Zerfallszeit der c-Domänen in einem a-Domänenkristall Minuten oder allenfalls Stunden beträgt.
In diesen Vorrichtungen wird die unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit z. B. dadurch gemessen, dass in einer bestimmten Richtung polarisiertes Licht auf den ferroelektrischen Kristall fällt und die durch den Kristall und einen Polarisationsanalysator mit einer senkrecht zum Polarisator verlaufenden Polarisationsrichtung hindurchtretende Lichtintensität mit einer dem Strahlengang nachgeschalteten Anordnung gemessen wird. Dabei ist zur Erzielung einer maximalen Differenz der Lichtdurchlässigkeit eine sehr genaue Ausrichtung von Polarisator und Analysator erforderlich.
Weiterhin muss je nach dem verwendeten ferroelektrischen Material der Kristall innerhalb eines zu dem Curiepunkt des betreffenden Materials in Beziehung stehenden, bestimmten Temperaturbereich gehalten werden, da andernfalls der gewünschte elektro-optische Effekt ausbleibt.
Die Erfindung hat die Schaffung einer elektro-optischen Vorrichtung mit schaltbarer Lichtdurchlässigkeit zur Aufgabe, die die folgenden Bedingungen erfüllen soll: Die Anderungen der Durchlässigkeit sollen an gewöhnlichem Licht sichtbar sein, die senkrecht geschalteten Domänen sollen nicht von selbst unter Rückkehr in den Ausgangszustand zerfallen, die eine örtlich begrenzte, geschaltete Zone umgebende Randbreite soll unabhängig von der Dicke des ferroelektrischen Materials sein und kann kleiner als diese sein, die Vorrichtung kann bei Zimmertemperatur betrieben werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die erfindungsgemässe elektro-optische, zwischen zwei Transparenzstufen hin- und herschaltbare Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch eine ferroelektrische, keramische Platte mit einer Korngrösse von mehr als 2,um und mit einer Vielzahl ferroelektrischer Domänen und Mittel zur Orientierung der genannten Domänen mit Hilfe elektrischer Felder in bestimmten, örtlich begrenzten Zonen der Platte in eine erste Richtung und zur Umorientierung in eine zweite Richtung, um dadurch die Lichtdurchlässigkeit der Platte in diesen Zonen steuerbar zu verändern.
Anhand der Zeichnungen sei die Erfindung beispielsweise erläutert.
Es zeigen:
Die Fig. 1 die Vorrichtung mit einem optisch einachsigen, ferroelektrischen, keramischen Element schematisch; die Figuren 2a und 2b schematisch einen Schnitt durch das senkrecht bzw. parallel zu den Hauptflächen polarisierte keramische Element; die Figur 2c die graphische Darstellung der Streuung des durch die keramischen Elemente der Figuren 2a und 2b tretenden Lichts; die Figuren 3a, 3b und 3c schematisch verschiedene Elektrodenanordnungen sowie die Orientierung der Domänen eines ursprünglich senkrecht zu den Hauptflächen polarisierten Elementes.nach der Schaltung; die Figur 4 schematisch eine Spannungsquelle und den Schaltkreis für die Vorrichtung der Figur 1 und die Elektrodenanordnung der Figur 3a;
die Figur 5 schematisch in Aufsicht eine auf einem einachsigen ferroelektrischen Element angeordnete, eine Matrizenordnung bildende Vielzahl von Elektroden gemäss der Figur 3a; die Figur 6 schematisch ein elektro-optisches System unter Verwendung von Matrizenelektroden gemäss der Figur 5.
In der Ausführungsform der Figur 1 ist eine heiss gepresste, ferroelektrische keramische Platte 10 aus optisch einachsigem Material vorgesehen. Diese weist einen mit den auf gegenüberliegenden grösseren Plattenflächen angeordneten Elektroden 14a und 14b versehenen ersten Endteil, einen freiliegenden Mittelteil 12 und einen zweiten mit den ebenfalls auf gegenüberliegenden Flächen angeordneten Elektroden 16a und 16b versehenen Endteil auf. Zur Verdeutlichung sind die Keramikplatte 10 und die Elektroden mit übertrieben grossem Querschnitt eingezeichnet. Die Keramikplatte 10 besteht z. B.
aus einer dünnen, polierten Platte mit einer Dicke von 0,254 mm oder weniger, auf die die Elektroden als dünne Filme geeigneter Stärke aufgedampft sind. Die Elektroden 14a, 14b, 16a und 16b sind über einen Schaltkreis 19 in der weiter unten im Zusammenhang mit den Figuren 3a und 4 beschriebenen Weise mit einer geeigneten Spannungsquelle 18 verbunden.
Eine geeignete Lichtquelle 20, z. B. eine Glühlampe, ist mit einer gewöhnlichen Linse oder Faseroptik zur Kollimation der Lichtstrahlen versehen und vor der Keramikplatte 10 angeordnet, so dass die Lichtstrahlen 22 auf das frei liegende Mittelteil 12 einer grösseren Fläche der Platte auftreffen. Das durch die Keramikplatte jeweils durchtretende Licht 24 wird durch das photoempfindliche Gerät 26 abgetastet, und ein entsprechendes von der Lichtamplitude abhängiges Signal wird dem Verbraucher 28 zugeführt. Das photoempfindliche Gerät kann z. B. aus einer bekannten, auf sichtbares Licht ansprechenden Photovervielfacherröhre oder Photodiode bestehen.
Die Platte 10 besteht beispielsweise aus einer dünnen, polierten Platte aus heiss gepresstem, homogenem, optisch einachsigem ferroelektrischem keramischem Material. Sie besteht aus einer Vielzahl einzelner Körner oder Kristalliten, deren jedes entlang einer bestimmten kristallographischen Richtung eine elektrische Polachse oder optische Achse und eine senkrecht hierzu verlaufende isotopische optische Ebene besitzt. Die keramische Platte ist normalerweise durchscheinend oder nahezu lichtundurchlässig (opak), solange sie sich im ursprünglichen, thermisch entpolten Zustand befindet, da dann die optischen Achsen und damit die ferroelektrischen Domänen ungeordnet und zufällig gerichtet sind.
Dies führt zu starker Zerstreuung und Diffusion hindurchtretenden Lichtes sowie zu vollständiger Depolarisation im Falle durchgehenden polarisierten Lichts.
Die keramische Platte 10 kann aus beliebigem, heiss gepresstem, optisch einachsigem, ferroelektrischem, keramischem Material bestehen, z. B. Bariumtitanat, Seignettesalz, oder Bleizirkonattitanat mit einer Korngrösse von wenigstens 2 ,cl und einem hohen Grad von Homogenität. Ein typisches ferroelektrisches, keramisches Material besteht z. B. aus einer festen Lösung von 65 Mol-O/o Bleizirkonat, 35 Mol- /o Bleititanat (PbZrO3 bzw.
PbTiOs) mit etwa 2 Atom- /o Wismuthoxyd. Die Herstellung erfolgt z. B. durch
1. Abwiegen der Oxydpulver,
2. Nassmischen in einem geeigneten flüssigen Agens,
3. Trocknen,
4. Brennen bei etwa 800" C für eine Dauer von ca. 1 Stunde,
5. Schroten oder Nassmahlen des gebrannten Guts, um die gesinterten Teilchenzusammenballungen aufzubrechen,
6. Trocknen,
7. Kaltpressen des Pulvers zu einem Formling und
8. IIeisspressen bei einer Temperatur von ca. 1100 bis 14000 C und für eine Dauer von 0,5-16 Stunden bei einem Druck von ca. 70-700 kg/cm2.
Die Einstellung der gewünschten Korngrösse erfolgt durch entsprechende Wahl der folgenden Massnahmen
1. Zusatz chemischer Modifikatoren, wie z. B. Bi2O3 oder Nb2O, die die gewünschten elektrischen Eigenschaften verbessern und gleichzeitig das Kornwachstum hemmen,
2. Wahl der als Ausgangsmaterial dienenden Oxydpulver ausreichender chemischer Reinheit (i. d. R. über 99,2 O/o) und
3. Wahl der geeigneten Heisspressbedingungen, wie Temperatur, Zeit und Druck.
Nach dem Heisspressen kann der Formling in dünnen Scheiben geschnitten werden, die sodann auf die gewünschte Dicke geschliffen und poliert werden. Die erhaltene Platte wird dann bei ca. 500-700"C etwa 15 Min. angelassen, auf Zimmertemperatur abgekühlt, mit den Elektroden versehen und bis zur Einstellung der gewünschten, gleichförmigen Ausgangspolarisation elektrisch polarisiert. Das Material zeigt die gewünschten elektro-optischen Eigenschaften bei Zimmertemperatur.
Durch geeignete Elektroden und eine nicht gezeigte Spannungsquelle wird an die Hauptflächen der keramischen Platte in bekannter Weise ein gleichförmiges Ausgangsschaltfeld gelegt, und zwar zwischen diese Flächen bzw. parallel zu ihnen. Wird nun ein gleichförmiges Ausgangsschaltfeld zwischen bzw. senkrecht zu den Hauptflächen der keramischen Platte gelegt, wie z. B.
in Fig. 2a dargestellt, so werden die optischen Achsen der Kristalliten oder Domänen im einzelnen Korn in den durch die Pfeile angedeuteten kristallographischen Richtungen ausgerichtet. Bei dieser Ausrichtung wird die Keramikplatte 10 durchsichtig (mit einer hohen Durchlässigkeit von 0,9). Es hat sich herausgestellt, dass kollimiertes Licht, z. B. die Lichtstrahlen 30, die senkrecht auf die Hauptplattenfläche fallen, durch die Platte hindurchtreten und, wie bei 32 angedeutet, mit einem Winkel von etwa 10 zur Senkrechten auf die Hauptplattenflächen gestreut werden. Das Verhältnis zwischen den Lichtintensitäten des vorwärts in Richtung der Senkrechten gestreuten Lichts und des unter einem Winkel von 100 gestreuten Lichts beträgt etwa 10 zu 1.
Die Streuungskurve 33 der Figur 2c zeigt die Winkelverteilung der relativen Intensität des durchtretenden Lichts.
Wird das Ausgangsfeld parallel zu den Hauptflächen an die Keramikplatte 10 gelegt, so werden die optischen Achsen der Kristalliten oder Domänen in der Richtung des in der Figur 2b gezeigten Pfeils ausgerichtet. Bei dieser Ausrichtung ist die keramische Platte 10 infolge vielfacher Streuung opak. Es hat sich herausgestellt, dass kollimiertes Licht, z. B. der Lichtstrahl 34, durch die Platte 10 in der durch die Lichtstrahlen 36 angedeuteten und in der Kurve 37 der Figur 2c quantitativ veranschaulichten Weise gestreut wird. Ein typisches Verhältnis der durchtretenden Lichtintensitäten bei einem Streuungswinkel von 0 für die beiden Polarisierungsbedingungen liegt etwa bei 30 zu 1, entsprechend den Kurven 33 und 37 der Figur 2c.
Ferner wurde gefunden, dass.eine heiss gepresste ferroelektrische Keramikplatte an einer örtlich begrenzten Stelle durch ein elektrisches Feld senkrecht zur gleichförmigen Ausgangspolarisation in ihrer Lichtdurchlässigkeit umgeschaltet werden kann. Denn durch Anlegung eines senkrecht zur ursprünglichen Polarisation verlaufenden örtlich begrenzten Feldes wird eine Umorientierung der Domänen um 900 erreicht. Die Randbreite, d. i. die Breite der zwischen der örtlich umgeschalteten Stelle und dem diese umgebenden unbeeinflussten Bereich liegenden Übergangszone, hängt von der Korngrösse ab und liegt meist in der Grössenordnung von 5 bis 10 Korndurchmessern. Infolgedessen liegt bei einem Korndurchmesser von 5 u die Randbreite zwischen 25 und 50Jt.
Infolge der Abhängigkeit der Randbreite von der Korngrösse kann die Randbreite je nach der erforderlichen Verwendung durch Einstellung der Heisspressbedingungen der Keramikplatte geregelt werden. So kann z. B. zur Erzielung einer Korngrösse von 5 ,cs der Pressling 1 Stunde bei einer Temperatur von 13000 C und einem Druck von 210 kg/cm2 gepresst werden.
In einer heiss gepressten, ferroelektrischen, keramischen Platte mit gleichförmiger Ausgangspolarisation wirken den durch ein örtlich begrenztes Feld umorientierten Domänen nur verhältnismässig schwache Spannungsfelder im Vergleich zu den in einem einzelnen Kristall herrschenden starken Spannungsfeldern entgegen. Dies beruht auf der unvollständigen Gleichförmigkeit der Domänenrichtung nach der Umorientierung, die wiederum auf die polykristalline Struktur des Materials zurückzuführen ist. Infolgedessen ist die Neigung der umorientierten Stellen, zur ursprünglichen Domänenrichtung zurückzukehren, stark herabgesetzt, und die Umorientierung bleibt bis zur Anlegung eines neuerlichen Schaltfeldes aufrechterhalten.
Durch die örtliche Umorientierung wird die optische Durchlässigkeit an diesen Stellen verändert und wechselt je nach der Ausgangspolarisation vom durchlässigen zum undurchlässigen Zustand oder umgekehrt. So wechselt z. B. die in der Fig. 2a gezeigte keramische Platte 10 durch Umorientierung an örtlich begrenzten Stellen parallel zu den Hauptflächen bei ursprünglicher gleichförmiger Polarisation senkrecht zu den Hauptflächen vom lichtdurchlässigen zum lichtundurchlässigen Zustand an diesen örtlich begrenzten Stellen.
Die Figuren 3a, 3b und 3c erläutern drei Verfahren zur Orientierung von Domänen durch Anlegen eines Feldes an örtlich begrenzten Stellen einer ursprünglich senkrecht zu ihren Hauptflächen gleichförmig polarisierten keramischen Platte. Das Verfahren gemäss der Figur 3a verwendet die in der Figur 1 gezeigte Elektrodenanordnung. Die Elektroden 14a und 14b können über eine bekannte elektronische oder mechanische Schaltung, z. B. einen zweipoligen Umschalter 42, mit der positiven Klemme einer geeigneten Gleichstrom- quelle 40 verbunden sein (s. Figur 4). Die Elektroden 16a und 16b sind ihrerseits über den Schalter 42 mit der negativen Klemme der Spannungsquelle 40 verbunden. Das durch diese Elektrodenanordnung erzeugte elektrische Feld und die Elektrodenvorspannung bewirken die Domänenpolarisation bzw. die Informationsbits entsprechend den gezeigten Pfeilen.
Ein auf diese örtlich begrenzte Stelle der keramischen Platte 10 auftreffender Lichtstrahl 44 wird in der in den Figuren 2b und 2c gezeigten Weise vielfach gestreut, so dass die Stelle einer entsprechend angeordneten lichtempfindlichen Vorrichtung opak bzw. lichtundurchlässig erscheint. Durch Umlegen des Schalters 42 und Anschluss der Elektroden 14a und 16a an die positive und der Elektroden 14b und 16b an die negative Klemme kann die keramische Platte 10 auf ihre ursprüngliche, gleichförmige Polarisation zurückgeschaltet bzw. das Informationsbit gelöscht werden. Zur vollständigen Löschung und optimalen Feldverteilung wird günstigerweise der Abstand zwischen den Elektroden auf jeder Plattenfläche gleich oder geringer als die Plattendicke gehalten.
Die Elektrodenanordnung der Figur 3b kann als Abwandlung der Anordnung gemäss den Figuren 3a und 4 unter Fortfall der Elektrode 14a aufgefasst werden. Die örtliche Polarisation erzeugt eine etwas geringere vielfache Streuung, da die Polarisation infolge der durch die Pfeile angedeuteten unterschiedlichen Feldverteilung weniger gleichförmig als bei der Anordnung geäss der Figur 3a ist.
Gemäss der Figur 3c ist eine Hauptfläche der Keramikplatte 10 plattiert oder mit einem die gesamte Fläche bedeckenden, die Elektrode 46 bildenden dünnen leitenden Film überzogen. Wie gezeigt, kann ein geeigneter Schreibstift oder eine andere Spitzenelektrode 48 über der anderen Hauptfläche der Keramikplatte 10 vorgesehen sein. In manchen Fällen kann es günstig sein, die Elektrode 48 zur Anlegung örtlich begrenzter Polarisationen an mehreren Stellen der Platte an der Platte 10 entlang zu bewegen. Die Elektrode 46 kann aus einem durchsichtigen oder reflektierenden leitenden Material bestehen, je nachdem, ob das Licht auf der Einfallseite der Keramikplatte abgetastet wird oder durchtreten soll.
Die örtliche Schaltung der Domänen polarisation erfolgt in der durch die Pfeile dargestellten Weise durch Anlegen einer positiven Spannung an die Elektrode 48 und einer negativen Spannung an die Elektrode 46. Die Löschung oder Zurückschaltung der Domänenpolarisation auf die ursprüngliche, gleichförmige Polarisation erfolgt durch Überlagerung einer flachen beweglichen Elektrode 49 über die örtlich geschalteten Stellen oder Informationsbits und dadurch bewirkte Umkehrung der Spannungsvorzeichen.
Die Figur 5 zeigt eine elektro-optische Matrize 50 mit einer nur durch die Randbreite begrenzten beliebigen Anzahl von senkrecht polarisierten örtlichen Stellen oder Flächen. Die Abbildung zeigt neun über die Matrize verteilte, auf den Hauptflächen einer heiss gepressten, optisch einachsigen, ferroelektrischen und senkrecht oder parallel zu ihren Hauptflächen gleichförmig polarisierten Keramikplatte 52 liegende umschaltbare Stellen oder Informationsbits. Zur Erläuterung sei angenommen, dass die Keramikplatte in der in der Figur 2a gezeigten Weise polarisiert ist.
Jede örtlich begrenzte Stelle oder Fläche kann durch eine den Figuren 1, 3a und 4 entsprechende Elektrodenanordnung festgelegt sein. Die Elektrodenanordnung enthält z. B. auf der einen Hauptfläche der Keramikplatte 52 mehrere parallele Elektroden 54a, 54a' und 54a", die sich über die Länge der Keramikplatte 52 erstrecken und paarweise mit parallelen Elektroden 56a, 56a' und 56a" abwechseln. Auf der anderen Hauptfläche der Keramikplatte 52 sind ebenfalls mehrere parallele, paarweise mit den parallelen Elektroden 56b, 56b', 56b" abwechselnde Elektroden 54b, 54b', 54b" vorgesehen, die insgesamt senkrecht zu den Elektroden auf der ersten Fläche der Keramikplatte 52 verlaufen.
Jede Elektrode 54b, 54b', 54b" weist mehrere auf die jeweils entsprechende parallele Elektrode 56b, 56b', 56b" zeigende Nasen oder Vorsprünge 55 auf. Desgleichen besitzen auch die Elektroden 56b, 56b', 56b" den Nasen 55 parallele Nasen 57. Zusammen mit den entsprechenden parallelen Elektroden 54a und 56a begrenzen die Nasen 55 und 57 die durch die schraffierten Flächen 58 und 60 angedeuteten örtlich begrenzten umschaltbaren Stellen oder Informationsbits.
Zur senkrechten Umschaltung einer örtlich begrenzten Stelle 58 von der ursprünglichen gleichförmigen Ausgangspolarisation werden die Elektroden 54a und 54b über eine geeignete (nicht gezeigte) Elektronikbzw. Logikschaltung an die positive Klemme 62 einer ebenfalls nicht dargestellten Spannungsquelle gelegt.
Entsprechend werden die Elektroden 56 und 56b über eine entsprechende Schaltung mit der negativen Klemme 64 der Spannungsquelle verbunden. Die erzielte örtlich begrenzte Polarisation kann z. B. der in der Figur 3a dargestellten entsprechen.
Nimmt man z. B. an, dass die Stelle 60 bereits in der in der Figur 3a dargestellten Weise senkrecht geschaltet ist, so kann die Rückschaltung der Polarisation auf die gleichförmige Ausgangspolarisation bzw. die Löschung durch Verbinden der Elektroden 54a" und 56a" über eine nicht gezeigte Schaltung, sowie der Elektroden 54b und 56b über eine ebenfalls nicht gezeigte Schaltung mit der positiven bzw. mit der negativen Klemme 66 bzw. 68 der Spannungsquelle erreicht werden.
Die Schaltung bzw. Löschung der örtlich begrenzten Polarisationsstellen erfolgt somit z. B. durch Verbinden der entsprechenden Elektrodenpaare mit der Spannung entsprechenden Vorzeichens. Die Umschaltung erfolgt in bekannter Weise mit bekannten Schaltungen, z. B.
durch die in der Figur 4 gezeigte Schaltung.
Auf einer einzelnen, optisch einachsigen, ferroelektrischen keramischen Platte 70 können mehrere Matrizen 50 angeordnet und mit einer geeigneten Umschaltund Vorspannungslogikschaltung 71 in der in der Figur 6 dargestellten Weise angebracht werden. Jede Matrize repräsentiert ein binäres Wort mit einer bestimmten Zahl von Bits, das durch eine nach Worten organisierte Adressenlichtquelle 72 vor einer der Hauptplattenflächen beleuchtet werden kann. Die Lichtquelle 72 besteht aus einer beliebigen, kollimierten Lichtquelle, wie z. B. einer mit Kollimatorlinsen ausgestatteten Diodenlichtquelle. Das durchgehende Licht wird durch die photoempfindliche Matrizengruppe 74, z. B. eine Photodiodengruppe hinter der anderen Hauptfläche der Keramikplatte 70, abgetastet. Die photoempfindliche Matrizengruppe besitzt z.
B. für jede örtlich begrenzte umschaltbare Stelle oder Fläche in jeder Matrize 50 eine Photodiode oder dergleichen, die den der Figur 2a entsprechenden konischen, durch das entsprechende Informationsbit tretenden Lichtstrahl abtastet. Der Ausgang der Photodioden kann mit einem geeigneten Verbraucher 76, z. B. einer Logik- oder Rechnerschaltung eines Digitalrechners, verbunden sein.
Die in den Figuren 5 und 6 dargestellte Anordnung gewährleistet kompakte Speicher- oder Logikgeräte mit 105 bis 106 örtlich begrenzten umschaltbaren Stellen oder Bits pro 6,5 cm2. Derartige, oder den Ausführungsformen der Figuren 1, 3 und 4 entsprechende Anordnungen können als festphasige Lichtverschlüsse, optisch abgefragte Rechnerspeicher mit dauernder Speicherfähigkeit, Sicht- bzw. Bildgeräte mit einem durch entsprechende Schaltung der örtlich begrenzten umschaltbaren Stellen dargestellten Bild, wie auch sonstige optische Logikschaltungen, wie z. B. UND oder ODER Schaltungen, günstig eingesetzt werden.
Lichtverschlüsse können z. B. mit einer Breite (Elektrodenabstand) gleich oder weniger als die Plattendicke ohne jede Längenbegrenzung hergestellt werden. Ein typischer Verschluss besitzt z. B. einen Elektrodenabstand von 0,05 mm und eine Länge von 8,89 mm und kann mit einer Schaltenergie von etwa 170 erg in weniger als 200 Nanosekunden geschaltet werden. Bei Verwendung einer Matrizengruppe grosser Dichte können z. B. die örtlich begrenzten Stellen mit einer Schaltenergie von ca. 0,5 erg in etwa 200 Nanosekunden geschaltet werden.