Оптический коррелятор

 

(i!) 595748

Союз Советских

Социалистических

Республик

".- гЪ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свцд-л (22) Заявлено 21.12.76 (21) 2434499/18-24 (51) >Ч. Кл.з G 06G 9/00 с присоединением заявки \

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.78. Б1оллетснь J¹ S (45) Дата опуб1иковайия описания 22.03.78 (53) УДК 681.333(OS8.S) (72) Авторы изобретения

В. Н. Иванов, P. Ф. Иванов, Г. И. Никифоров и О. П. Зоткин

Кубанский государственный университет (71) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКИЙ КОРРЕЛЯТОР

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Известен оптический коррелятор, применяемый в устройстве автоматического слежения за выбранными созвездиями (1), состоящий из эталонной карты в виде диска с отверстиями, расположенного за фокальной плоскостью объектива телескопа, фокусирующей линзы и фотоприемника.

Недостаток известного устройства (1) связан с необходимостью изготовления опорного транспаранта.

Наиболее близким по назначению и числу общих узлов к описываемому устройству является оптический коррелятор (2), содержащий источник света, по ходу лучей которого размещен блок согласования, с выходной поверхностью которого оптически связаны два ультразвуковых модулятора света, механически соединенные соответственно с двумя преобразователями электрического сигнала в ультразвуковые колебания, входы которых служат соответственно первым и вторым входами оптического коррелятора, выходы ультразвуковых модуляторов света через соответствующие светофильтры и пространственно-временные модуляторы света оптически связаны с концентратором света.

К недостаткам данного коррелятора следует отнести наличие источника когерентного излучения и необходимость оптики, пе нарушающей когерентность, что усложняет коррелятор.

Цс.,ь изобр >Tel;I:,я — — упрощение оптнческоо го коРРслЯтоРа.

Для этого в него введены четыре линзы, расположенные 1!араллельно Одна дру гой, прll чем первые две размещены между соответствующими ультразвуковыми модуляторами света If светофильтрами, оптическ1гй вход трсTI>col JlIIlI3I I соединен с выходом первого ультр а 31гу кО во! 0 м О, 1у, i fl T o p II света, а е го в ъ| х Од— с входо:I второго пространственно-временного моду.1ятора спета. О1г1 ическпй вход четвертой

1 II!113!>i с!3яза11 с Вы .ОДОхl I>TQPQI О %11bTPI!31>1 кового,",:о,1улятор,l сьста, а его выход — с входом первого пространственно-времешюго модулятора света.

На черте>же показана схема оптического коррелятора.

Коррелятор содержит источник 1 света, блок 2 согласования (оптический), ультразвуковые модуляторы 3 и 4 света (или фотоупругпе ячейки), преобразователи 5 и б электрического сигнала в ультразвуковые колебания, светофильтры 7 и 8, пространственно-временные модуляторы 9 и 10 света, концентратор

11, лип-ы 12 — 15 (формирователп пзображе30 ция) .

Управляемые светом модуляторы 9 и 10 выполнены, например, на жидких кристаллах в сочетании с прозрачным полупроводниковым слоем. Они могут быть н иными по конструкции, необходимым условием является возможность управления ими с помощью света.

Источник 1 (некогерентного) света имеет широкий спектр излучения, включающий как свет, воздействующий ца модуляторы 9 и 10, так невоздействующий на них.

Каждая из линз 12 — 15 представляет собой фокусирующую систему, а концентратор 11— линзу или набор световодов.

Светофильтры 7 и 8 имеют полосу прозрачности в той области спектра, в которой свет це воздействует на модуляторы 9 и 10. Модуляторы 3 и 4 механически связаны с преобразователямп 5 и 6 соответственно. Кроме того, они оптически связаны с помощью блока 2 согласования с источником 1 света и с помощью линз 12 — 15 с модуляторами 9 и 10, после которых расположен концентратор 11.

Коррелятор работает следующим образом.

Исследуемые электрические сигналы подаются па входы преобразователей 5 и 6. Излучаемые преобразователями 5 и 6 упругие волны распространяются в модуляторах 3 и 4.

При освещении модуляторов 3, 4 светом источника 1 в результате реализации теневого метода возникают движущиеся вдоль распространения упругой волны картины в виде светлых и темных полос.

Линзы 13 и 14 проецируют картины модуляторов 3 и 4 на поверхность модулятора 9, а линзы 12 и 15 — на поверхность модулятора

10. Модулятор 9 выполняет роль негатива для картин модулятора (ячейки) 4, а модулятор

10 служит негативом для картины модулятора (ячейки) 3, так как световые сигналы от этих ячеек попадают на соответствующие модуляторы без потери составляющей спектра, воздействующей на модулятор. Участки модуляторов, освещенные этой составляющей, теряют прозрачность.

Световые сигналы модулятора (фотоупругой ячейки) 3, проходя светофильтр 7, совмеща.-отся на поверхности модулятора 9 с негативом модулятора (фотоупругой ячейки) 4. При этом световые сигналы модулятора 3 не влияют на прозрачность модулятора 9, так как они теряют часть спектра, воздействующую на модулятор при прохождении светофильтра 7.

Световые сигналы модулятора 4, проходя светофильтры 8, совмещаются на поверхности модулятора 10 с негативом модулятора 3.

Прп этом световые сигналы модулятора 4 не воздействуют па модулятор 10. Прошедший модуляторы 9 и 14 свет собирается концентратором 11.

595748

Ec;IH па входы ультразвуковых модуляторов света подаются одинаковые электрические сигналы, на выходе коррелятора регулируется отсутствие света Toлько в т«т момент, когда

5 оба акустических сигнала, распространяющиеся навстречу друг другу, укладываются в апертуре и когда этп сигналы точно совмещены. Действительно, в этот момент картины фотоупругих ячеек, полученные в результате

10 теневого метода, идентичны и суммарная интencHBIIocTb света, прошедшего через совмещение изображения модулятора 3 с негативом изображения модулятора 4 и совмещение изображения модулятора 4 с негативом изобра15 жения модулятора 3, равна нулю.

Достоинством предлагаемого коррелятора является его простота, полученная за счет применения средств не оптики. Быстродействие модуляторов накладывает ограни20 чение на верхнюю границу частот исследуемых сигналов. Так, при постоянной времени модулятора, равной 10 С, максимальная частота входных сигналов равна 50 МГц.

25 Формула изобретения

Оптический коррелятор, содержащий источник света, по ходу лучей которого размещен блок согласования, с выходной поверхностью

ЗО которого оптически < вязаны два ультразвуко«ых модулятора света, механически соединенные соответственно с двумя преобразователями электрического сигнала в ультразвуковые колебания, входы которых являются соответственно первым и вторым входами оптического

Корре. tÿòopа, выходы 1 !ьтразвуковых модуляторов света через соответствующие светофильтры и пространственно-временные модуляторы света оптически связаны с концентрато4п ром света, отличаюгцийся тем, что, с целью упрощения оптического коррелятора, в пего введены четыре линзы, расположенные параллельно одна другой, причем первые две размещены между соответствующими ультра15 звуковыми модуляторами света и светофильтрами, оптический вход третьей линзы связан с выходом первого ультразвукового модулятора света, а его выход -- с входом второго пространственно-временного модулятора света, оптический вход четвертой линзы связан с выходом второго ультразвукового модулятора света, а его выход — с входом первого пространственно-временного модулятора света.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лппаратура для ориентации в космосе.

Зарубежная радиоэлектроника, Nо 3, 1963.

2. Squire Ъ . P., Alsup J. М. IEEE Ultrasonic

Symposium, Vancover Canada, 1967.

595748

Редактор И. Грузова

Подписное

Заказ 114/13 Изд, Кз 286 Тираж 841

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Жовинский

Текред Л. Гладкова

Корректоры: А. Степанова и Л. Котова