Устройство для регистрации волновых движений вещества в атмосфере солнца

 

Изобретение относится к области астрофизических измерений и может быть использовано ДЛЯ пространственной фильтрации отдельных мод солнечных колебаний. Цель изобретения - улучшение помехозащищенности устройства путем подавления синфазной помехи. Устройство содержит телескоп 1, поляризационную призму 2, спектрограф 5 с электрооптическим модулятором 4 на входе и одноэлементыми фотоприемниками 9 и 10 на выходе. Фильтр пространственных частот установлен на выходе спектрографа 5 и выполнен в виде двух сборок 7 и 8 ВОЛОКОННЫХ световодов, выходы которых оптически связаны с двумя одноэлементыми фотопрнемниками 9 и 10. Электрические выходы последних соединены с разноименными входами дифференциального усилителя 11. Кроме того, с целью уменьшения оптических потерь и упрощения конструкции устройства, фильтр пространственных частот и фотоприемники выполнены как один совмещенный элемент в виде системы i параллельных полос из материала, обладающего фотоэлектрическим эффектом, при этом (Л ПОЛОСЫ через одну электрически соединены друг с другом, образуя два одноэлементных фотоприемника. 1 з.п. ф-лы, 1 нл. 2 3 N3 О5 оо со 05 О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 G 01 J 4 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3930486/31-25 (22) 19.07.85 (46) 07.11.86. Бюл. № 41 (71) Сибирский институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн СО АН СССР (72) Н. И. Коба нов (53) 535.853 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1081435, кл. G 01 J 4/04, 1984.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1124183, кл. G 01 J 4/04, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

ВОЛНОВЫХ ДВИЖЕНИЙ ВЕЩЕСТВА

В АТМОСФЕРЕ СОЛНЦА (57) Изобретение относится к области астрофизических измерений и может быть использовано для пространственной фильтрации отдельных мод солнечных колебаний.

Цель изобретения — улучшение помехозащищенности устройства путем подавления

ÄÄSUÄÄ 1268966 А1 синфазной помехи. Устройство содержит телескоп 1, поляризационную призму 2, спектрограф 5 с электрооптическим модулятором 4 на входе и одноэлементыми фотоприемниками 9 и 10 на выходе. Фильтр пространственных частот установлен на выходе спектрографа 5 и выполнен в виде двух сборок 7 и 8 волоконных световодов, выходы которых оптически связаны с двумя одноэлементыми фотоприемниками 9 и 10.

Электрические выходы последних соединены с разноименными входами дифференциального усилителя 11. Кроме того, с целью уменьшения оптических потерь и упрощения конструкции устройства, фильтр пространственных частот и фотоприемники выполнены как один совмещенный элемент в виде системы параллельных полос из материала, обладающего фотоэлектрическим эффектом, при этом полосы через одну электрически соединены друг с другом, образуя два одноэлементных фотоприемника. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.!

268966

5 î

40

Формула изобретения

50

Изобретение относится к астрофизическим измерениям и может быть использовано для пространственной фильтрации отдельных мод солнечных колебаний.

Целью изобретения являются увеличение помехозащищенности путем подавления синфазной помехи.

На чертеже схематически изображено предложенное устройство.

Устройство содержит телескоп 1, поляризационную призму 2, входную щель 3 спектрографа, электрооптический модулятор 4 пространственного положения сиектрал ьных компонент, сиектрограф 5, выходную щель 6 сиектрографа, сборки 7 и 8 волоконных световодов, фотоприемники (фотоумножители)

9 и 10, дифференциальный усилитель l l, генератор 12 управляюьцего напряжения и фазовый детектор 13.

Поляризационная призма 2 снабжена ахроматическои четвертьволновои пластинои> оси которой ориентированы под 45 к векторам линейной поляризации лучей, выходящих из призмы. Благодаря преобразованию поляризации в круговую облегчается задача оптического сопряжения призмы 2 с электрооитическим модулятором 4 и сиектрографом

5. 11оскольку ориентация осей четвертьволновой пластины относительно осей иоляризациоиной призмы постоянна, то целесообразно соединить их методом «оптического КоНТВКта» во избежание дополнительных оптических потерь. Электрооитический модулятор 4 пространственного положения спектральных компонент электрически связан с генератором 12 управляющего напряжения, синхронизированного с фазовым детектором 13.

Волоконные сборки 7 и 8 расположены вплотную за выходной щелью сиектрографа 6 и выполнены так, что элементы одной сборки расположены между элементами другой сборки, образуя фильтр пространственных частот.

Выходы фотоумножителей соединены с разноименными входами дифференциального усилителя 11, выход которого соединен с входом фазового детектора 13.

Устройство работает следующим образом.

Г1оляризационной призмой 2 изображение солнечной поверхности раздваивается и смещается вдоль щели 3. Электрооптический модулятор 4 меняет пространственное положение спектральных компонент. Световой поток, выделяемый каждой из волоконных сборок 9 и 10, модулирован по интенсивности, причем синфазно модулирующему напряжению для одной сборки и иротивофазно для другой. Г!еременные составляющие анодных токов фотоумножителей 9 и 10 поступают на прямой и инверсный входы дифференциального усилителя 11, где и происходит удвоение амилиутды полезного сигнала. Синфазная оптическая помеха при этом подавляется, так как фаза и амплиутда ее одинаковы для обоих каналов.

В общем случае выиграш зависит от многих факторов (светосилы телескопа и спектрографа, атмосферных условий, величины синфазной помехи) и лежит в интервале от

1,4 до 30 раз. Первая величина получена в чисто теоретическом предположении, что синфазная помеха отсутствует и выиграш достигается только за счет более полного использования светового потока. Вторая оценка получается при измерении слабых полезных сигналов (амплитуда лучевой скорости менее 1 м/с) в условиях слабой (менее

0,01Я) паразитной модуляции светового потока, вызванной разъюстированием оптических элементов. Причем достаточно, чтобы степень этого раз ьюстирования была характерной для обычных рабочих условий.

В устройстве функции пространственного фильтра и фотоприемников могут быть совмещены путем выполнения пространственного фильтра непосредственно из фоточувствительного материала. Для изготовления совмещенного элемента можно использовать выпускаемые серийно фотодиоды с подходящими размерами светоприемной площадки или элементы солнечных батарей, также пригодны для этой цели дифференциальные фоторезисторы. Ширина полос из светочувствительного материала выбирается в соответствии с требованиями оптимальной фильтрации и составляет (0,46 — 0,74) 1, а период расположения полос равен 21. При этом светоприемные полосы через одну электрически соединены одна с другой, образуя два одноэлементных фотоприемника. В итоге сокращается количество элементов устройства и уменьшаются оптические потери. Использование такого совмещенного элемента особенно эффективно в ближней инфракрасной области, где чувствительность ФЭУ мала. Кроме того, вследствие компактности совмещенного элемента конструктивно упрощается проблема охлаждения фотоприемников.

1. Устройство для регистрации волновых движений вещества в атмосфере Солнца, содержащее телескоп, поляризационную призму, пространственный фильтр, спектрограф с электрооптическим модулятором на входе и первым одноэлементым фотоприемником на выходе, отличающееся тем, что, с целью улучшения помехозащищенности путем подавления синфазной помехи, оно содержит второй одноэлементный фотоириемник, дифференциальный усилитель и фазовый детектор, пространственный фильтр выполнен в виде двух сборок волоконных световодов, выход каждой из которых оптически связан с первым одноэлементным фотоприемником и установлен на выходе спектрографа, а выходы одноэлементных фотоприемников соединены с разноименными входами дифференциально1268966

Составитель В. Рандошкин

Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В. Данко

Заказ 6025/43 го усилителя, соединенного с фазовым детектором.

2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что, с целью уменьшения оптических потерь и упрощения конструкции устройства, пространственный фильтр и фотоприемники выполнены в виде системы параллельных полос из материала, обладающего фотоэлектрическим эффектом, при этом полосы через одну электрически соединены друг с другом.