Способ регистрации оптического излучения

 

0Э (11) СОЮЗ СООЕТСКИХ

ОРИ!ЛЕТН

РЕСПУЬЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ЗОБРЕТЕН A ОТКРЬ Т (г.1 ) 3340400/18-25 22) 17.09.81 ° (46) 07.04.83. Бюл. ti" 13 (72) Е. Б. Шелемин, В. И. Андреев, Г. И. Рукман и В. Я. Заславский (53) 771.35:535.31(088.8) (56) 1. Вендровский К. В. Дополнительная засветка фотоматериала, "Советское фото", 1975, N 7 с.45.

2. Абакумов Б. И. и др. Способ снижения пороговой плотности энергии записи на Nn81 . ЖНИПФ и К И 2., с. 117, 1978 (прототип) ° (543(57) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, заключающийся в осЭЮ9 0 0 0 19/00 8 11 В 11/02 вещении регистратора регистрируемым и дополнительныи излученияии, о т л нч а а шийся теи, что, с целью, увеличения динамического диапазона регистрации двоичной регистрирующей среды, дополнительным излучением формируют в плоскости регистратора двумерную картину из нередующихся освещенных и неосвещенных участков с постоянным по площади регистратора. контрастом, а о распределении интеньивности регистрируемого излучения судят по относительной величине экспонированных регистрируемым излучением участков регистратора.

10ж94

ИзоЬретение относится к приборостроению, а именно к способам, средст-: ,вам и методам регистрации оптического излучения.

Известен спосоЬ регистрации, основанный на освещении регистрирующей среды дополнительным и регистрируемым излучениями, в котором перед экспонированием фотоматериала производят его засветку излучением определенной интенсивности 1 1

Однако при использовании способа получают только увеличение чувствительности, кроме того, спосоЬ не применим для тепловых регистрирующих 15 сред и сред, имеющих существенно нелинейную характеристику (бинарных).

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является спосоЬ регистрации оптического излучения, заключающийся в освещении регистрирующей среды регистрируемым и дополнительным излучениями t. 2).

Недостатком известного спосоЬа является то, что его использование позволяет увеличить только чувствительность, а динамический диапазон бинарной среды (пленки MnBi ) не .изменяется и остается равным величине,Ьлизкой к О. 30

Цель изобретения - увеличение динамического диапазона регистрации двоичной регистрирующей среды.

Поставленная цель достигается согласно способу регистрации опти- з ческого излучения, заключающемуся в освещении регистратора регистрируемым и дополнительным излучениями, дополнительным излучением формируют в плоскости регистратора двумерную 40 картину из чередующихся освещенных и неосвещенных участков с постоянным по площади регистратора контрастом, а о распре".елении vlHTeHcHBHQGTN регистрируемого излучения судят по отно- 4S сительной величине экспонированных. регистрируемым излучением участков регистратора.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — картина, регистрируемая способом.

Устройство содержит регистратор

1, расположенную на одной оси с источником 2 регистрируемого излучения

55 оптическую систему 3 и источник дополнительного излучения, Формирование дополнительного излучения B виде пучков 4 и 5 может быть осуществлено известными методами деления пучка в интерферометрии, например, с помощью оптических клиньев и зеркал.

В качестве регистрирующей среды может быть использована тонкая магнитная пленка на основе MnBi, фотопленка с высокой чувствительностью, обладающая нелинейной характеристикой, фотоматрица из бинарных элементов, жидкие кристаллы и другие регистрирующие среды с нелинейной характеристикой.

Способ осуществляют следующим образом.

Регистратор 1 освещают регистрируемым оптическим излучением источника 2 через оптическую систему 3 и дополнительным оптическим излучением, состоящим из двух пучков 4 и 5, оси которых образуют некоторый угол. Путем интерференции пучков 4 и

5 в плоскости регистратора формируют двумерную картину из чередующихся освещенных 6 (фиг. 2) и неосве° щенных 7 участков регистратора с постоянным по площади регистратора контрастом.

О распределении интенсивности регистрируемого излучения по плоскости регистратора судят по относительной величине экспонированных, испытавших соответствующие физические или химические превращения, регистрируемым излучением участков регистратора, Таким образом, информация на регистраторе получается в виде череду ющихся экспонированных зон, причем площади экспонированных зон на единичных участках пропорциональны интенсивности регистрируемого излучения.

Рассмотрим способ регистрации оптического излучения íà MnBi магнитной пленке. Дополнительным импульсным излучением на пленке создают интерференционную картину, как показано на чертеже с периодом Т. Одновремен1 но на пленку подают регистрируемое излучение ИК диапазона в виде двумерно распределенной плотности мощности (интенсивности), поскольку пленка MnBi - двоичная среда (ее элементы — домены — могут находиться в двух состояниях с разными углами вращения плоскости поляризации), то переход ее участков при экспонировании в другое состояние происходит

1010 только там, где сумма интенсивностей дополнительного и регистрируемого излучений превышает порог чувствительности MnBI пленки. При этом ширина зоны, в которой происходит переход доменов из одного состояния в другое, определяется интенсивностью (плотностью мощности). регистрируемого излучения.

Пусть дополнительное излучение образует на регистраторе пространственно неоднородный микрорельеф (картину) с одинаковыми по поверхности

PC минимальной I„„ „ и максимальной

II„ температурами. Этим двум температурам соответствует интенсивность дополнительного излучения 14 и 1>. Переключение (переход в другое состояние) бинарной (двоичной) среды регистратора происходит при выполнении условий 1 = 1 + !®Ъ i>, где !, - суммарная интенсивность; 1 — интенсивность регистрируемого излучения; !

q- интенсивность дополнительного излучения, приведенная к интенсивности регистрируемого излучения в случае различных их длин волн; I+- пороговая интенсивность двоичной регистратора.

Порог регистрации в этом случае

1„= - 1, а интенсивность сигнала, о соответствующего полной засветке ре" гистратора (до насыщения) lg= Ip» !...

Энергетический динамический диапазон регистрации, определяемый как отношение максимального сигнала, соответствующего полной засветке регистратора, к значению порога регистрации при воздействии регистрируемого и дополнительного излучений, да- ется выражением

Эду {у 3vA18 ЭяЛ4 ийи о - °

При плавном по площади регистратора изменении интенсивности регистрируемого излучения наблюдается плавное изменение (возрастание размеров) средней величины экспонированных зон регистратора перешедших во второе состояние, Характер энергетической зависимости определяется формой микрорельефа образуемого дополнительным излучением,и может варьироваться в широких пределах.

Кроме указанного способа формирования двумерной картины в плоскости ,регистратора в виде интерферограммы

10

Юнга дополнительный микрорельеф на регистраторе может быть сформирован, например, в виде эон круглого. сече" ния, расположенных в плоскости регистратора случайным образом либо периодически, с помощью диафрагмы с отверстиями, установленной на пути дополнительного излучения перед регистратором.

Способ может быть реализован и в устройстве для регистрации пространственного временного распределения интенсивности исследуемого излучения - скоростном фоторегистраторе .

35 При этом на регистратор через развертывающее устройство кроме исследуемого излучения (ИК) подают дополнительное излучение видимого диапазона, причем изображение исследуе2в мого излучения и картина (например, в виде точек), образованная дополнительным излучением синхронно во времени, перемещаются по плоскости регистратора. На регистраторе допол2s нительное излучение формируют, нап- ример, в виде точек 1системы точек), которые при перемещении регистратора формируют тепловой рельеф в виде полос. зо В качестве регистрирующей среды использовалась тонкая магнитная пленка HnBi толщиной 600 А на стек-. лянной основе . Лри использовании способа приведенного в качестве про)

35 ° тотипа освещение дополнительным излучением достигалось только увеличение чувствительности (при Л

=10,6 мкм) с 5 1О до 5 ° lO Дж/см.

Динамический диапазон оставался без в изменений (Д = О}.

При использовании способа на пленке ИпВ! формировалась интерферограмма Юнга с периодом Т = 0,05 мм (.= 1,06 мкм) и записи излучения ,1= !0,6 мкм, получено увеличение чувствительности с 5 ° 1(Гдо 5 ИГ Дж/см при увеличении диапазона от 0 до

I5 (при длительностях импульсов регистрируемого и дополнительного излучения 20 нс) .

Предлагаемый способ может быть эффективно использован для любых типов регистраторов оптического, рентгеновского и радиодиапазона, имеющих малый

55 динамический диапазон (1-5) при увеличении их чувствительности.

1010594

Составитель А. Губарев

Темред А,Бабинец Корректор А. Ильин

Редактор С. Юско

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2485/36 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/g