Стокс-поляриметр с акустооптическим разделением каналов

 

СТОКС-ПОЛЯРИМЕТР С АКУСТООПТИЧЕСКИМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ, содержащий поляриметрическое устройство, блок обработки информации и блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных свойств и повышения быстродействия при измерении параметров Стокса, блок обработки информации снабжен когерентным источником света и расположенными последовательно по ходу его луча ячейкой Брэгга, линзой Фабри, четырьмя фотодетекторами нулевой первой, второй и четвертой гармоник, расположенными по ходу дифрагируемых ячейкой Брэгга лучей, сумматорами первого и третьего каналов с усилителями второго, третьего и четвертого каналов, причем акустический вход ячейки Брэгга соединен с выходом поляриметрического устройства, выход фотодетектора нулевой гармоники подсоединен к входу сумматора первого канала, выход фотодетектора второй гармоники - к входам сумматоров первого и третьего каналов и усилителя второго канала, а выход фотодетектора четвертой гармоники - к входу сумматора третьего канала, выход которого соединен с входами сумматора первого канала и усилителя третьего канала, при этом выходы сумматора первого канала и усилителей соединены с блоком регистрации.

Изобретение относится к автоматическим оптикоэлектронным устройствам измерения вектора Стокса объектов, излучение которых характеризуется поляризационной нестабильностью. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных свойств и повышение быстродействия при измерении параметров Стокса. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого стокс-поляриметра; на фиг. 2 блок-схема арифметического устройства. Стокс-поляриметр содержит объектив 1, диафрагму 2, коллиматор 3, преобразователь поляризации на ячейках Поккельса на электрооптических кристаллах 4 и 5, линейный анализатор 6, интерференционный фильтр 7, фотоумножитель 8 с усилителем 9 и генератор 10 модулирующего напряжения. Блок обработки информации снабжен когерентным источником света, в качестве которого использован газовый лазер 11, акустооптической ячейкой 12 Брегга, линзой 13 Фабри, четырьмя фотодетекторами: нулевой 14, первой 15, второй 16 и четвертой 17 гармоник, подключенными к арифметическому устройству 18. Оно состоит из трех усилителей 19-21 и двух сумматоров 22 и 23. Четыре выхода арифметического устройства подключены к соответствующим цифровым индикаторам 24-27 блока регистрации информации для индикации значений измеряемых параметров Стокса. Модулирующее напряжение изменяется по гармоническому закону. Внутри акустооптической ячейки распространяется ультразвуковая волна и световой пучок лазера, проходя через ячейку, будет диафрагировать на углы, пропорциональные частоте гаpмоник, входящих в состав поляриметрического сигнала (0, ω 2 ω 4 ω ) ( ω частота модуляции). В фокальной плоскости линзы, установленной за ячейкой Брэгга, будут сформированы четыре световых пучка, отображающие преобразование Фурье поляриметрического сигнала, т.е. амплитудное распределение света на фотодетекторах будет представлять частотный спектр поляриметрического сигнала. При этом, если амплитуда модулирующего напряжения выбрана так, что J₂(2 δ_o ) 0, то на вход арифметического устройства 18 будут поступать четыре сигнала I_i= J- +QJ_o(δ_o)+ J_o(2δ_o) I₂ VJ₁(2 δ_o ) I₃ -2QJ₂( δ_o ) I₄ 2QJ₄( δ_o ) + UJ₄(2 δ_o ), где J, Q, U, V параметры Стокса; I, I₂, I₃, I₄ функции Бесселя соответствующего порядка; δ_o амплитуда модуляции фазы. Для выделения первого параметра Стокса на входы сумматора 22 подаются сигнал нулевой гармоники, сигнал второй гармони- ки с коэффициентом и сигнал с сумматора 24 с коэффициентом . Для выделения второго параметра Стокса сигнал второй гармоники подается на вход усилителя 19 с коэффици- ентом усиления -. Для выделения третьего параметра Стокса на вход сумматора 23 подаются сигналы второй гармони- ки с коэффициентом и сигнал четвертой гармоники, а с выхода сумматора 23 сигнал подается на усилитель 20 с коэф- фициентом усиления . Для выделения четвертого параметра Стокса сигнал первой гармоники подается на усилитель 21 с коэффициентом усиления . Изобретение может быть использовано в различных измерительных устройствах при проведении астрофизических и метеорологических исследований, в различных системах обработки оптической информации, в эллипсометрии.

Формула изобретения

СТОКС-ПОЛЯРИМЕТР С АКУСТООПТИЧЕСКИМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ, содержащий поляриметрическое устройство, блок обработки информации и блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных свойств и повышения быстродействия при измерении параметров Стокса, блок обработки информации снабжен когерентным источником света и расположенными последовательно по ходу его луча ячейкой Брэгга, линзой Фабри, четырьмя фотодетекторами нулевой первой, второй и четвертой гармоник, расположенными по ходу дифрагируемых ячейкой Брэгга лучей, сумматорами первого и третьего каналов с усилителями второго, третьего и четвертого каналов, причем акустический вход ячейки Брэгга соединен с выходом поляриметрического устройства, выход фотодетектора нулевой гармоники подсоединен к входу сумматора первого канала, выход фотодетектора второй гармоники -к входам сумматоров первого и третьего каналов и усилителя второго канала, а выход фотодетектора четвертой гармоники к входу сумматора третьего канала, выход которого соединен с входами сумматора первого канала и усилителя третьего канала, при этом выходы сумматора первого канала и усилителей соединены с блоком регистрации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2