Оптический спектроанализатор

 

ОПТИЧЕСКИЙ СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР , содержащий лазер, на оптическо оси которого установлены полупрозра ное зеркало, электрооптический моду лятор, объектив, дефлектор вертикальной развертки и регистрирующий носитель , а также блок Фурье-анализа, состоящий из объектива, помещенного между полупрозрачным зеркалом и носителе ; , и установленного с другой стороны носителя фотодетектора, подключенного , к индикатору, отличающийся тем, что, с целью повышения точности ё1нализа: и упрощения конструкции, в него введена дифракционная рещетка, размещенная между дефлекторе и регистрирующим носителем, причем щтрихи решетки составляют с осью развертки дефлектора угол, -на 0,5-2 отличающийся от прямого угла.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) Зсю16 01 R 2 16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ .1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPGHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3440615/18-21 (2Z) 18.05.82 (46) 15.10.83. Бюл. У 38 (72) B.T . Стефанович и Е .К . Лмарев (53) 621 ° 317 757(088.8) (56) 1. Кулаков С.В. Акустооптические устройства спектрального и корреляционного анализа сигналов. Л,, 1978, с. 38.

2. Оптическая обработка информации. Под ред. Ц . Кейсесент. М., "Мир", 1980, с. 300 (прототип) . (54) (57) ОПТИЧЕСКИЙ СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР, содержащий лазер, на оптической оси которого установлены полупрозрач.ное зеркало, электрооптический моду.лятор, объектив, дефлектор вертикальной развертки и регистрирующий носитель, а также блок @урье-анализа, состоящий из объектива, помещенного между полупрозрачным зеркалом и носителем, и установленного с другой стороны носителя фотодетектора, подключенного .к индикатору, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности анализа и упрощения конструкции, в него введена дифракционная решетка, размещенная между дефлектором и регистрирующим носителем, причем штрихи решетки . составляют с осью развертки дефлек-! о тора угол, на 0,5-2 отличающийся от прямого угла .

1 l048

Изобретение относится к устройствам когерентной оптической обработки сигналов и предназначено для их спектрального анализа.

Известны оптические анализаторы, состоящие иэ лазера, коллиматора, модулятора, объектива, дефлектора и регистратора (lj .

Однако эти устройства характеризуются недостаточной точностью изме- lg рений, связанной с конечными размерами апертуры линз и их аберрациями.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является оп- тический спектроанализатор, содержа-,д5 щий лазер, на оптической оси кото-. рого установлены полупрозрачное зеркало, электрооптический модулятор, объектив, дефлектор вертикальной развегтки и подвижной регистрирующий 2О носитель на фотопленке, а также блок Фурье-анализа, состоящий иэ объектива, помещенного между полупрозрачным зеркалом и носителем, и установленного с другой стороны носителя фотодетектора, подключенного к индикатору j2) .

Недостатками известного -устройст- ва являются низкие разрешающая споI С собность и тОЧНОСть аНалИЗа СИГНаЗО лов в связи с тем, что система синхронизации вращения дефлекторов не обеспечивает равномерности записи растра вдоль горизонтальной и вертикальной осей. Кроме того, упомянутая система является сложной и дорогой.

Цель изобретения — повышение точности анализа спектра исследуемого сигнала и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в оптическом спектроаналиэаторе, 40 содержащем лазер, на оптической оси которого установлены полупрозрачное зеркало, электрооптический модулятор, объектив, дефлектор вертикальной развертки и регистрирующий носитель, а также блок Фурье-анализа, состоящий из объектива, помещенного между полупрозрачным зеркалом и носителем, с другой стороны которого установлен фотодетектор, подключен-. ный к индикатору, введена дифракционная решетка, размещенная между дефлектором и регистрирующим носителем, причем штрихи решетки составляют с осью развертки дефлектора угол, на

0,5-2 отличающийся от прямого. о

На чертеже представлена структурная схема устройства.

421 1

Оптический спектроанализатор содержит лазер 1,.на оптической оси которого установлены полупрозрачное зеркало 2, электроопческий модулятор

3, объектив 4, дефлектор 5 вертикальной развертки, дифракционная решетка 6, подвижной регистрирующий носитель 7 (фотопленка), а также блок оптического Фурье-анализа в составе объектива 8, фотодетектора 9 види- кона), индикатора lO (телевизора) .

Спектроанализатор работает следующим образом.

Исследуемый сигнал подается на модулятор 3, который моделирует по интенсивности излучение лазера 1. Промодулированный по интенсивности луч, фокусируемый с .помощью объектива 4 на плоскость, в которой находится регистрирующий носитель 7, подается на дефлектор 5 вертикальной развертки (рассматриваем случай формирования вертикального растра), например многогранную призму с нанесенным на ее гранях отражающим слоем.

Горизонтальная развертка в таком случае осуществляется с помощью дифрационной решетки 6 следующим образом. В силу дифракции, при освещении дефракционной решетки 6 когерентным светом появляется ряд порядков одинаковой интенсивности.,При расположении штрихов дифракционной решетки 6 под углом 88-89,5 по отноо шению K оси развертки дефлектора 5 порядки дифракции образуют с этой осью угол 0,5-2О. При перемещении луча по оси развертки дефлектора (в рассматриваемом случае по вертикалькой оси) траектории движения параллельны траектории вертикальной развертки. Поочередное прохождение всех порядков одинаковой интенсивности зарегистрировано в пределах апертуры регистрирующей поверхности носителя, например фотопленки.

Р

Каждая линия горизонтального растра, образованная в результате прохождения апертуры одного из порядков дифракционной решетки, смещена относительно предыдущей на величину d. Таким образом, на регистрирующем носителе 7 длительный одномерный сигнал записывается в виде растра из Й линий, смещенных одна относительно другой на расстояние d, Регистрирующий носитель, если это фотопленка, поступает в устройство быстродействующего проявления носиЭ 1048421 4 теля 7 и далее во входную плоскость на 0,5-2о отличающийся от прямого объектива 8, фотодетектора 9, инди- угла, величина d оказывается констанкатора 10 оптического Фурье-анали- той. Для считывания спектра исследуеза, В качестве носителя можно исполь- ..мого сигнала в выходной плоскости зовать также фототермопластннки или спектроанализатора установлен видикристаллы пространственных модулято- кон, отображающий спектр на телевиров света, Блок Фурье-анализа выпол- зиониом экране. Таким образом, предняет двумерное преобразование Фурье лагаемая конструкция оптического от входной функции. спектроанализатора позволяет по сравВ прототипе при использовании деф" 19 нению с прототипом существенно повылектора для отклонения луча вдоль сить точность спктрального анализа горизонтальной оси величина d не сигналов при упрощении и удешевлении стабильна во времени. В предлагаемой прибора, так как отпадает необходиконструкции при установке дифракцион- мость в применении сложной и дорогой ной решетки так, что поворот ее штри- системы синхронизации и второго дефхов составляет с осью развертки угол, лектора.

Составитель А. Орлов

Редактор К. Волощак Техред, 1 Костик Корректор Г.Решетник

Заказ 7926/52 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб, д. 4/5 л..а а Хш

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