FR2582415A1 - Optical device which can be used in space-domain filtering and frequency-domain spectrum-analysing systems - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif optique utilisable dans dessystèmesde filtration spatiale et d'analyse spectrale fréquentielle.Optical device usable in spatial filtration and frequency spectral analysis systems.
L'invention concerne un dispositif optique utilisable dans les systèmes de filtration spatiale coordonnée, d'analyse spectrale fréquentielle, de distinction d'objets, d'amélioration de la qualité de l'image, etc. The invention relates to an optical device usable in systems for coordinated spatial filtration, frequency spectral analysis, distinction of objects, improvement of image quality, etc.
On connait un dispositif optique comprenant un système optique dynamique comportant un miroir parabolique concave dont la surface concave est tournée vers le plan d'entrée-sortie dans lequel, entre un transparent d'information et un récepteur d'image, est disposé un masque filtrant de réflexion dont le centre coincide avec le foyer du miroir parabolique concave. An optical device is known comprising a dynamic optical system comprising a concave parabolic mirror whose concave surface is turned towards the input-output plane in which, between an information transparency and an image receptor, is placed a filter mask of reflection whose center coincides with the focal point of the concave parabolic mirror.
L'inconvénient de ce dispositif est la basse efficacité du système pour traiter des images bidimensionnelles à cause de l'absence d'adaptabilité du filtre de réflexion holographique, ce qui conduit à une réduction des caractéristiques optiques de l'élément adaptatif non linéaire. The drawback of this device is the low efficiency of the system for processing two-dimensional images due to the lack of adaptability of the holographic reflection filter, which leads to a reduction in the optical characteristics of the non-linear adaptive element.
En outre, il est impossible de contrôler les spectres.In addition, it is impossible to control the spectra.
La présente invention a pou objet de fournir un dispositif optique ayant une efficacité augmentée, une fiabilité dans le traitement des images bidimensionnelles et des caractéristiques optiques contrôlables de l'élément optique adaptatif non linéaire et une analyse à rapport inverse des spectres des objets étudiés. The present invention aims to provide an optical device having increased efficiency, reliability in the processing of two-dimensional images and controllable optical characteristics of the non-linear adaptive optical element and an inverse ratio analysis of the spectra of the objects studied.
L'objet de l'invention est atteint par un dispositif optique comprenant un système optique dynamique, comportant un miroir parabolique concave dont la surface concave est tournée vers le plan d'entrée-sortie. The object of the invention is achieved by an optical device comprising a dynamic optical system, comprising a concave parabolic mirror whose concave surface is turned towards the input-output plane.
Dans ce plan, entre le transparent d'information et le récepteur d'image, est disposé un filtre constitué par un miroir diaphane et un filtre de transmission qui sont disposés de manière séquentielle en contact optique.In this plane, between the information transparency and the image receptor, is arranged a filter constituted by a diaphanous mirror and a transmission filter which are arranged sequentially in optical contact.
Devant le filtre, est disposé un élément optique adaptatif non linéaire ayant un coefficient de transmission d'amplitude inversement proportionnel à l'intensité de la lumière incidente en chaque point du filtre. Le long de l'axe optique principal FS, derrière le miroir diaphane, sont disposés un élément optique avec modulateur tandis que le long de l'axe optique du canal pour transformation de Fourrier directe est disposé un récepteur contrôlable. Ce récepteur contrôlable est relié au modulateur par l'intermédiaire d'un dispositif digital de commande. In front of the filter is arranged a non-linear adaptive optical element having an amplitude transmission coefficient inversely proportional to the intensity of the incident light at each point of the filter. Along the main optical axis FS, behind the diaphragm mirror, an optical element with modulator is arranged, while along the optical axis of the channel for direct Fourrier transformation is arranged a controllable receiver. This controllable receiver is connected to the modulator via a digital control device.
Les avantages du dispositif optique selon l'invention sont l'ef- ficacité augmentée et la fiabilité du traitement avec la possibilité en même temps de contrôler les caractéristiques de l'élément optique adaptatif, la densité de transmission de la lumière, l'indice de réfraction, la polarisation etc., ainsi que la possibilité de contrôle du diapason dynamique de l'élément optique adaptatif, de la modulation du faisceau lumineux de commande ou du changement de la longueur d'onde lumineuse avec analyse des spectres des objets étudiés. The advantages of the optical device according to the invention are the increased efficiency and the reliability of the treatment with the possibility at the same time of controlling the characteristics of the adaptive optical element, the density of light transmission, the index of refraction, polarization etc., as well as the possibility of controlling the dynamic pitch of the adaptive optical element, the modulation of the control light beam or the change in the light wavelength with analysis of the spectra of the objects studied.
La présente invention sera plus clairement comprise à partir de la description d'un mode de réalisation donnée ci-après à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 représente un schéma de principe du dispositif optique ; et
- la figure 2 représente un schéma fonctionnel du dispositif optique.The present invention will be more clearly understood from the description of an embodiment given below by way of example with reference to the accompanying drawings in which
- Figure 1 shows a block diagram of the optical device; and
- Figure 2 shows a block diagram of the optical device.
Le dispositif optique comporte un miroir parabolique concave 1 dans le plan d'entrée-sortie 2 duquel est disposé un filtre holographique de réflexion 3 qui est logé entre le transparent d'information 4 et un récepteur d'image 5 tandis que devant le filtre 3 est disposé un élément optique adaptatif non linéaire 8 ayant un coefficient de transmission amplitudinal qui est inversement proportionnel à l'intensité de la lumière incidente en chaque point du spectre spatial. Le filtre 3 est constitué par un miroir diaphane 9 devant lequel, à proximité immédiate de sa surface réfléchissante, est disposé un filtre optique de transmission 10 en contact optique et devant lequel est logé un élément optique adaptatif non linéaire 8.Par ailleurs, sur l'axe optique principal FS du système, en face du miroir diaphane 9, sont disposés un élément optique 11 avec modulation 12 pour commander les caractéristiques optiques de l'élément optique adaptatif 8, tandis que sur l'axe optique FS1 du canal pour transformation de Fourrier directe est placé un récepteur commandé 13 pour analyse avec rapport inverse des spectres des objets étudiés, lequel est relié au modulateur 12 par l'intermédiaire d'un dispositif digital de commande 14. The optical device comprises a concave parabolic mirror 1 in the input-output plane 2 of which is disposed a holographic reflection filter 3 which is housed between the information transparency 4 and an image receiver 5 while in front of the filter 3 is arranged a non-linear adaptive optical element 8 having an amplitudinal transmission coefficient which is inversely proportional to the intensity of the incident light at each point of the spatial spectrum. The filter 3 is constituted by a diaphanous mirror 9 in front of which, in the immediate vicinity of its reflecting surface, is disposed an optical transmission filter 10 in optical contact and in front of which is housed a non-linear adaptive optical element 8. Furthermore, on the main optical axis FS of the system, opposite the diaphanous mirror 9, are arranged an optical element 11 with modulation 12 for controlling the optical characteristics of the adaptive optical element 8, while on the optical axis FS1 of the channel for transformation of Direct Fourrier is placed a controlled receiver 13 for analysis with inverse ratio of the spectra of the objects studied, which is connected to the modulator 12 via a digital control device 14.
Le dispositif optique selon l'invention fonctionne de la manière suivante . un faisceau collimé de rayons laser 6 illumine le transparent d'information 4, passe à travers lui et, avec les rayons de lumière 7 dif fractés par le transparent 4, par exemple au point A, tombe sur la surface parabolique réfléchissante du miroir parabolique concave 1 et le spectre de Fourrier du transparent d'information 4 est projeté par l'élément optique adaptatif non linéaire 8 sur le filtre 3. L'élément adaptatif 8 change son coefficient de transmission de lumière en fonction de l'intensité de la lumière incidente des magnitudes spectrales du spectre. Le filtre holographique de réflexion 3 agit sur le spectre spatial du transparent 4 qui est modulé par l'élément optique non linéaire.Le front d'ondes ainsi obtenu passe à nouveau par l'élément adaptatif 8 et change son coefficient de transmission pour la deuxieme fois. Ensuite, les faisceaux lumineux réfléchis par le filtre 3 arrivent à nouveau sur le miroir parabolique concave , lequel effectue la transformation de Fourrier inverse et projette l'image filtrée 5 dont le centre est le point A'. Le miroir diaphane 9 réfléchit une partie de la lumière tombée sur lui des magnitudes du spectre spatial qui sont passées par ltélément adaptatif 8, en sens inverse à travers le filtre de transmission 10 et l'élément optique adaptatif 8 vers le miroir parabolique concave 1, lequel crée l'image filtrée 5 dont le centre est le point A'. Une partie de la lumière du spectre de Fourrier de objet/ par exemple du point A/ passe par le miroir diaphane 9 et tombe sur le récepteur contrôlable de l'image 13 au moyen duquel est effectuée l'analyse du spectre et à l'aide du dispositif digital de commande 14 des ordres sont transmis vers le modulateur 12 pour moduler ou charger la longueur d'onde du faisceau lumineux 15, lequel est orienté par l'intermédiaire de l'élé- ment optique 11 le long de l'axe optique principal FS du système et agit sur l'élément optique adaptatif 8 qui change sa densité de transmission, l'indice de réfraction, la polarisation et d'autres propriétés optiques. The optical device according to the invention operates in the following manner. a collimated beam of laser rays 6 illuminates the information transparency 4, passes through it and, with the rays of light 7 dif fractured by the transparency 4, for example at point A, falls on the reflective parabolic surface of the concave parabolic mirror 1 and the Fourrier spectrum of the information transparency 4 is projected by the non-linear adaptive optical element 8 onto the filter 3. The adaptive element 8 changes its light transmission coefficient as a function of the intensity of the incident light spectral magnitudes of the spectrum. The holographic reflection filter 3 acts on the spatial spectrum of the transparent 4 which is modulated by the non-linear optical element. The wave front thus obtained again passes through the adaptive element 8 and changes its transmission coefficient for the second time. Then, the light beams reflected by the filter 3 again arrive on the concave parabolic mirror, which performs the inverse Fourrier transformation and projects the filtered image 5 whose center is the point A '. The diaphanous mirror 9 reflects part of the light fallen on it from the magnitudes of the spatial spectrum which have passed through the adaptive element 8, in the opposite direction through the transmission filter 10 and the adaptive optical element 8 towards the concave parabolic mirror 1, which creates the filtered image 5 whose center is point A '. Part of the light from the Fourrier spectrum of the object / for example from point A / passes through the diaphanous mirror 9 and falls on the controllable receiver of the image 13 by means of which the analysis of the spectrum is carried out and using from the digital control device 14 orders are transmitted to the modulator 12 to modulate or load the wavelength of the light beam 15, which is oriented via the optical element 11 along the optical axis main FS of the system and acts on the adaptive optical element 8 which changes its transmission density, refractive index, polarization and other optical properties.
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- 1985-05-24 FR FR8507898A patent/FR2582415B3/en not_active Expired
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