Устройство для регистрации оптических сигналов
1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее входную оптическую систему, включающую последовательно установленные по ходу оптического луча диафрагму с прямоугольным отверстием и два .оптических объектива, а также электронно- . оптический преобразователь, включающий фотокатод, затвор и экран, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции при возможности регулирования скважности изображения между объектива а1 размещен интерферометр Фабри - Перо, выполненный в виде оптического клина с углом 0, при вершине, определяемым из соотношения. . 2пЛР2 15Г где П« - показатель преломления материала интерферометра Фабри - Перо; г, фокусное расстояние второго по ходу луча объектива; N число кадров изображения на экране; LI, - размер рабочего участка гЬотокатода в перпендикулярном строке изображения направлении, 2, Устройство поп,1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения покадровой многорядной регистрации , между интерферометром Фабри Перо и вторым по ходу электронного СП луча объективом размещен дополнительный интерферометр Фабри - Перо, ориентированный перпендикулярно первому и выполненный с углом д. вершине, определяемым из соотношения где Hj - показатель преломления материала дополнительного интерферометра Фабри - Перо; М число кадров изображения Ч вдоль строки; эо Lj- размер рабочего участка фо9 токатода в параллельном сл строке кадров изображения направлении,
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОб94АЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU(II> (5ц4 Н 01 J 31/50
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВ"ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Р:
- j. с с" °, у " ., ссТ 4
: с, 4 :,, U чс1
«ъ(21) 3700566 /3700565/24-21 (22) 23.02.84 (46) 07.09.85. Бюл. М 33 (72) М.С.Гуськова, Г.В.Колесов и И.M.Êoðæåíåâè÷ (53) 621.385 (088.8) (56) Imacon high зреей camara.. Проспект фирмы "John Had1and" (PhotograрЬ с Instrumentation) Ltd, 1972.
Авторское свидетельство СССР
Я 1007145, кл. Н 01 J 31/50, 1981. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее входную оптическую систему, включающую последовательно установленные по ходу оптического луча диафрагму с прямоугольным отверстием и два оптических объектива, а также электронно- . ойтический преобраз ователь, включающий фотокатод, затвор и экран, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции при возможности регулирования скважности иэображения, между объективами pasмещен интерфером тр Фабри — Перо, выполненный в виде оптического клина с углом 81 при вершине, определяемым из соотношения, l
2в,٠— „p где П вЂ” показатель преломления материала интерферометра
Фабри — Перо; 2 — фокусное расстояние второго по ходу луча объектива; — число кадров изображения на экране;
4, — размер рабочего участка
Ьотокатода в перпендикулярном строке изображения направлении.
2. Устройство по п.1, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения покадровой многорядной регистрации, между интерферометром Фабри—
Перо и вторым по ходу электронного луча объективом размещен дополнительный интерферометр Фабри — Перо, ориентированный перпендикулярно первому и выполненный с углом 9 при вершине, определяемым из соотношения 2
- 2n28xF2 м
:где п - показатель преломпения материала дополнительного интерферометра Фабри — Перо;
М - число кадров иэображения вдоль строки; — размер рабочего участка фотокатода в параллельном строке кадров изображения направлении.
865
1177
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к элек-. тронно-оптическим камерам, предна значенным для регистрации и анализа бьктропротекающих процессов в режиме покадровой съемки с временным разрешением в субнаносекундном и пикосекундном диапазонах.
Цель изобретения — упрощение конструкции при возможности регулирова- 10 ния скважности иэображения.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит первый 1 и второй 2 объективы, в фокальных плос-15 костях которых расположены соответственно диафрагма 3 с щелевым прямоугольным отверстием и фотокатод 4 электронно-оптического преобразователя (ЭОП) 5. Между объективами 1 20 и 2 расположены первый,6 и дополнительный 7 интерферометры Фабри — Перо, образованные оптическими клиньями.
Перед диафрагмой 3 расположен входной объектив 8, который может быть 25 опущен при регистрации параллельного излучения. ЭОП 5 снабжен экраном 9.
Устройство работает следующим образом.
O д
Изображение исследуемого процесса строится входным объективом
8 в плоскости диафрагмы 3 с прямо- угольным отверстием. После прохождения первого объектива оно попадает на первый интерферометр 6, в котором 35 происходит размножение оптического сигнала. Каждый вышедший из интер ферометра 6 пучок лучей после прохождения второго объектива 2 изобразит в его фокальной плоскости (на 40 фотокатоде) диафрагму 3 с отверсти ем прямоугольной формы, причем эти иэображения будут строиться на фотокатоде 4 ЭОП 5 с временной задержкой
2У /С, где 1: — оптическая длина пути между отражающими поверх. ностями первого интерферометра, С— скорость света. При этом расстояние между нижними границами изображений составит 2п 6, Р (для определенности SO считаем ряд изображений расположенными вертикально, а угол 8 — малым).
Спустя промежуток времени N gt после первого прохождения пучка через интерферометр на фотокатоде 4. будет SS построено N иэображений разных фаэ исследуемого процесса. При включении затвора ЭОП на его экране образуется
N кадров, моменты начала которых отличаются на g t = 21,/С, а их длительность определяется временем . срабатывания затвора. При этом каждый последующий кадр слабее по интенсивности засветки в (R При первом прохождении интерферометра 6 световой пучок ослабляется в . (1-R,) (1-К,) раз. Таким образом, возможное число N кадров определяется как минимально возможным размером одного кадра при заданном размере фотокатода ЭОП, так и коэффициентами отражения R и R f наружных покрытий интерферометра, которые выбираются в соответствии с технологическими .возможностями. Последний кадр ослаблен по интенсивности по сравнению с первым в (R, R ) раз, что определяет динамический диапазон К, устрочства соглас" но соотношению (К К,) )= К1/К, где К вЂ” динамический диапазон ЭОП. Высота изображения на фотокатоде должна быть несколько меньше, чем расстояние между границами соседних изображений, чтобы не происходило склеивания кадров. Для этого вертикальный размер прямоугольного отверстия в диафрагме должен удовлетворять соотношению Ъ (Ь„, Р,, Р, где Р - фокусное расстоянйе первого объектива. При наличии дополнительного интерферометра 7, ориентированного перпендикулярно первому интерферометру 6, световой пучок смещается во взаимно перпендикулярных направлениях. Пусть дополнительный интерферометр 7 смещает световой пучок по горизонтали, а интерферометр 6 - по вертикали. В этом случае световой пучок, размноженный интерферометром 7, образует на фотокатоде 4 горизонтальный ряд из М изображений с временной задержкой g t = 2 g> /С. Если оптическая длина пути между отражающими поверхностями интерферометра 6 1 выбрана такой,что 2f /С МД t, т.е. f М „ то после окойчания формирования на фотокатоде 4 указанного горизонтального ряда изображений на дополнительный интерферометр 7 придет второй из лучей, размноженных интерферометром 6, который после размножения интерферометром Составитель В.Гаврюшин Редактор А.Козориз Техред Л.Микеш Корректор И.Эрдейи Заказ 5559/51 Тираж 679 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4 з 11778 7 образует второй горизонтальный ряд изображений, т.е. всего N рядов изображений. Таким образом, на фотокатоде 4 будет сформирована многорядная система изображений последовательных фаз регистрируемого процесса. При включении затвора ЭОП 5 на его экране образуется многорядная система из М N кадров, моменты начала которых отличаются на д = 2f /С, а дли- 10 тельность их определяется временем срабатывания затвора. При этом каждый последующий кадр одного ряда в К К раз слабее по интенсивности за-! светки, чем предыдущий. При первом 15 прохождении интерферометров 6 и 7 световой пучок ослабляется в (1-Ri<} (1 — R1)(1-К2)(1"К2) Pas. Послений кадр ослаблен по интенсНВНосТН засвеТки ло сравнению с первым в (R1К1) (К2R2) раз что оп ределяет дйнамический диапазон предлагаемого устройства согласно соот" ношению (К,R1)й 1 (К К )м = K1/K. Размеры 0 и Ъ прямоугольного отверстия диафрагмы должны быть несколько меньше, чем соответственно расстояние между началами соседних изображений в ряду между нижними границами соседних рядов, чтобы не быпо сливания. кадров. Для этого размеры прямоугольного отверстия в диафрагме должны удовлетворять следующим условиям: Lñ Fg L+Fg а — - —, Ь (— М Fa Таким образом, в устройстве может быть использован ЭОП более простой конструкции, содержащий затвор, но не имеющий систем развертки кадров по экрану. Устройство апробировано в электронно-оптической камере, предназначенной для покадровой съемки в субнаносекундном диапазоне. В камере в качестве входного объектива выбран. объектив с фокусным расстоянием Р о 20 мм, фокусные расстояния объективов 1 и. 2 составляют F1 F 70 мм, толщина клиньев, используемых для первого и дополнительного интерферометров, составляют соответственно 1, 2 мм и 3,6 мм. Размеры диафрагмы 14 ° 7 мм, углы 01 4,1, 82 ° 2,3 Коэффициенты отражения светоделительного покрытия на гранях клиньев R1R1 и К К выбраны равными 0,9, что обеспечивает возможность получения трех строк по три кадра в ряду на экране ЭОП, причем интенсивность изображения на первой и третьей строках различается примерно в 2 раза. В камере используется ЭОП типа МФ-2, содержащий затвор и усилитель яркости УМК-92.
