Способ регистрации оптического импульса

 

Изобретение относится к технике регистрации оптических сигналов и может быть использовано в люминесцентных исследованиях, оптической локации, импульсной фотометрии, фотобиологии, сцинцилляционной технике. Целью изобретения является повышение точности регистрации. Сущность изобретения состоит во внесении поправок в регистрируемый сигнал с учетом линейной интерполяции закона изменения уровня темнового тока и изменения наклона характеристики фотоэлектрического преобразования, которые имеют место при воздействии регистрируемого импульса. Для этого на вход фотоэлектронного прибора до начала регистрируемого импульса и непосредственно после его окончания подают периодически повторяющийся эталонный оптический сигнал, величину которого устанавливают из условия получения преобразованного сигнала на середине участка линейности характеристики фотоэлектрического преобразования. Измеряют сглаженный электрический сигнал Y(T) в различные моменты времени T и величины суммарного сглаженного электрического сигнала G<SB POS="POST">1</SB> в момент времени T<SB POS="POST">1</SB> при воздействии эталонного сигнала на входе прибора и сигнал F<SB POS="POST">1</SB> после его выключения, а также соответствующие величины G<SB POS="POST">2</SB> и F<SB POS="POST">2</SB> в момент времени T<SB POS="POST">2</SB> после окончания оптического импульса, после чего уточненные значения регистрируемого оптического импульса определяют по соответствующей формуле. 2 ил.

(51)5 С 01 J 1/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4629631/31-25 (22) 10,10.88 (4б) 30. 10.90. Бюл. F . 40 (71) Центральное конструкторское бюро с опытным производство

АН БССР (72) В.М. Лутковский и В.Е. Полянин (53) 621.381 (088 ..S) (56) Муртазин К.А. и др. Исследование статистических параметров формы импульсов излучения промьытенных когерентных источников, — Импульсная фотометрия, вып. 8. Л.: NBI!IHHocTpopние, 1984, с. 186.

Малашин N.Ñ. и др. Основы проектирования лазерных локационных систем.

N.: Высшая школа., 1983, с. 77. (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ОПТИЧЕСКОГО

ИМПУЛЬСА (57) Изобретение относится к технике регистрации оптических сигналов и может быть использовано в люминесцентных исследованиях, оптической локации, импульсной фотометрии, фотобиологии, спинтилляционной технике.

Целью изобретения является повышение точности регистрации. Сущность изобретения состоит во внесении поправок

Изобретение относится к технике регистрации оптических сигналов и может быть использовано в люминесцентных исследованиях, оптической локации, импульсной фотометрии, фотобиологии, сцинтилляционной технике.

Цель изобретения — повышение точнрсти регистрации импульсного опв р егис трир уемый сиг нал с уч етом линейной интерполяции закона изменения уровня темнового тока и изменения наклона характеристики фотоэлектрического преобразования, которые имеют место при воздействии регистрируемого импульса. Для этого на вход фотоэлектронного прибора до начала регистрируемого импульса и непосредственно после его окончания пода-. ют периодически повторяющийся эталон- ный оптический сигнал, в ".ичину которого устанавливают пз условия получения преобразованного сигнала на середине участка линейности характеристики фотоэлектрического преобразования. д

Измеряют сглаженный электрический сигнал y(t) в различные моменты време- ф/ ни t и величины суммарного сглаженного электрического сигнала g < в момент времени t при воздействии эталонного сигнала на входе прибора и сигнал f после его выключ.ения, а 1аии также соответствующие величины g u

1 в момент времени t2 после окончания оптического импульса, госле чего уточненные значения регистрируемого оптического импульса опрЕделяют по соответствующей формуле. 2 ил. тического сигнала эа счет уменьшения диапазона изменения фототока в процессе регистрации и обеспечения возможности контроля характеристики фотоэлектрического преобразования и темпового тока прибора до и после прохождения импульсного сигнала.

1603 201

На фиг.1 представлены временные диаграммы, пояснянйпде сущность предлагаемого способа; на фиг.2 -: схема устройства для реализации способа регистрации оптического импульса фотоэлектронным прйбором.

Способ осуществляют следующим об« разом.

На вход Фотоэлектронного прибора до начала регистрируемого импульса и непосредственно после.его.окончания подают периодически повторяющийся эталонный оптический сигнал, вени- чину которого устанавливают из условия получения преобразованного сигнала на середине участка линейности характеристики фотоэлектрического преобразования фотоэлектронного прибора, измеряют сглаженный электрический сигнал y(t) в различные моменты времени t и величины суммарного сглаженного электрического сигнала g, в момент времени t при воздействий эталонного сигнала на входе прибора и 25,. и сигнала f, после его выключения, а также величины g< и f< в момент времени t после окончания оптического импульса, после чего уточненные значения x(t) регистрируемого оптического импульса определяют по формуле

35 при t, е е где K(t)=1+

t-t< аг-f г

+ — — (— — - 1) - коэффипчент, и -t -f (g( учитывающий из- 40 менение характеристики фотоэл ектрическог о преобразования фотоэлектронного 45 прибора.

Ошибки фотоэлектрической регистра-. ции, возникающие как sa счет измене-; ний темнового тока, так и за счет изменений наклона характеристики

50 фотоэлектрического преобразования, контролируются как до появления регистрируемого импульса, так и непосредственно после его окончания, что позволяет интерполировать и учитывать ошибку регистрации для любого момента времени.

Способ может быть реализован на базе устройства для исследования формы импульса затухающей люминесценции, схема которого представлена на фиг.2. Устройство включает в себя источник 1 возбуждения люминесценции, кювету 2 с исследуемым веществом, оптическую систему 3, фотоэлектронный умножитель 4, фильтр 5 нижних частот, светоизлучающее устройство

6 с генератором 7 для его запуска, аналого-цифровой преобразователь 8, блок 9 запуска источника.фотовозбуждения и интерфейс 10 для связи с ЭВМ.

В устройстве источник 1 возбуждения и кювета 2 с исследуемым веществом установлены на входе оптической системы 3. На выходе оптической системы 3 установлен фотоэлектронный умножитель 4, к выходу которого подключен фильтр 5 нижних частот. Вход аналого- цифрового преобразователя

8 подключен к выходу фильтра 5 нижних частот, à его выход — к входу данныхинтерфейса 10. Выходы управляю- . щих сигналов интерфейса 10 подключены к входам генератора 7 и блока 9 запуска источника возбуждения, а выходы последних — к светоизлучающему устройству 6 и источнику 1 возбуждения люминесценции. При этом канал ввода-вывода интерфейса 10 подключен к каналу 3ВМ.

Устройство работает следующим. образом.

В исходном состоянии источник 1 возбуждения выключен, на кювету 2 подается заданный оптический сигнал (фиг . 1а) от светоизлучающего устройства 6,, которое периодически запускается импульсами генератора 7. После отражения от стенок кюветы 2 этот сиг-; нал через оптическую систему 3 поступает на вход фотоэлектронного умножителя 4, выходной сигнал которого (фиг. 1г) усиливается и сглаживается фильтром 5 нижних частот, кодируется аналого-цифровым преобразователем 8, передается через интерфейс 10 и sanoминается в оперативном запоминающем устройстве ЭВМ. При этом запись полученных кодов производится в две различные ячейки памяти ЭВМ, в которые заносятся код p,„с уммар ног о пр еобразо" ванного сигнала во время действия эталонного импульса и код К после его выключения.

Коды g u f < периодически обновляЯ ются до момента начала регистрации оптического импульса .

5 16

В момент поджига источника 1 возбуждения от блока 9 запуска (фиг.16) действие генератора 7 запрещается сигналом с интерфейса 10 и подача эталонного сигнала от светоизлучающего устройства 6 прекращается. Импульс высвечивания люминесценции (фиг.1в) через оптический фильтр 3 принимается фотоэлектронным умножителем 4, и полученный сигнал y(t) после усиления и сглаживания оцифровывается и запоминается в заданных ячейках запоминающего устройства ЭВМ.

После паузы, продолжительность которой задается в зависимости от длительности регистрируемых: импульсов люминесценции, ЭВМ через интерфейс 10 снимает запрет, генератор 7 включается и подача эталонного сигнала на вход фотоэлектронного умножителя 4 возобновляется ° После измерения и запоминания значений суммарного сигнала g и темнового тока f ЭВМ производит корректировку зарегистрированного сигнала y(t) в соответствии с исходными выражениями.

Особенности практической реализации изобретения поясняются следующими примерами вычисления сигнала

x(t) для момента времени

+ t< +

t t +

Пример 1. Случай изменяющейся характеристики фотоэлектрического преобразования и нулевого темново-<

t о TQKB: Е, = fg = 0; g = 1 ° 18,.

Подстановка указанных значений измеренных уровней сигнала дает K(t )=

1,05; x(t ) = 0,952y(t ) .

Пример 2. Случай изменения характеристики фотоэл ектрич ес ког о преобразования типа "усталость" и линейного нарастания темнового тока: gg = 0 9g<1 f, = 0; f) = 0)28), y(t ) 2g . Подстановка указанных значений дает K(t ) = 0,85; x(t )

1,08y(t").

Пример 3. Случай постоянства характеристики фотоэлектрического преобразования и темнового тока:

gq ggf fj = fg При этом K(t) 1, x(t+) y(tс) — f,, т.е. этот частный случай сводится к вычитанию пос- . тоянного значения темнового тока., Другиж словами, способ вычитания темнового тока постоянного уровня яапяется частным случаем по отношению

03 201 б

Формула и з обр ет ения

Способ регистрации оптического

25 импульса,, включающий пропускание регистрируемого импульса через оптич ескую систему и пр еобра зование

его в электрический сигнал с помощью фотоэлектронного прибора, а также сглаживание преобразованного электрического сигнала при помощи фильтра нижних частот, о т л и ч a ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности регистрации, на вход фотоэлектронного прибора до начала импульса

35 и непосредственно после его окончания подают периодически повторяющийся эталонный оптический сигнал, величину которого устанавливают иэ условия получения преобразованного сиг40

55 к предлагаемому способу. В то же время повышение точности регистрации достигается даже в этом простейшем случае.

Такое повышение то ности обусловлено тем, что уровень темнового тока измеряется непосредственно перед прохождением оптического импульса и точность оценки его уровня выше по сравнению с известным способом. Кроме того, при периодической подаче эталонных импульсов создается постоянная составляющая фототока, которая значительно превыжает уровень темнового тока, что обеспечивает повышение стабильности характеристик фотоэлектронного flpHGopa по сравнению с известным способом вследствие уменьшения диапазона изменения постоянной составляющей фототока. нала на середине линейного участка характеристики фотоэлектрического преобразования фотоэлектронного прибора, измеряют величину сглаженного электрического сигнала y(t) в различные моменты времени t величину сглаженного электрического сигнала g< в момент времени t при воздействии эталонного сигнала на фотоэлектронный прибор, величину сигнала f< после выключения эталонного сигнала до начала оптического импульса, а также соответствующие величины сигналов g< и f< в момент времени t< после окончания оптического импульса, а значения регистрируемого оптическоFo импульса x(t) определяют по формуле

x(t) = - f, (t - t,) т() f — fi

K(t) 1603201 при t,

t-t < йg-fz

+ — — --(— — -1) — коэффициент, учи-5

t -t, g f( тывающий изменение характеристики фотоэлектри ческого преобразования фотоэл ектр онног о рибора.