RU87534U1

RU87534U1 - ACOUSTOPTIC METER WITH APERTURE SYNTHESIS

Info

Publication number: RU87534U1
Application number: RU2009109641/22U
Authority: RU
Inventors: Станислав Сергеевич Шибаев; Виктор Власович Роздобудько; Вилорий Михайлович Новиков
Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2009-10-10

Abstract

Акустооптический измеритель, содержащий последовательно по свету расположенные лазерный источник излучения с длиной волны λ, коллиматор, формирующий световой пучок с апертурой , акустооптический дефлектор, на электрический вход которого подается измеряемый радиосигнал, две одинаковые фазовые синусоидальные дифракционные решетки с периодом d и расстоянием между решетками Z1, интегрирующую линзу с фокусным расстоянием F, линейку фотоприемников с периодом размещения фоточувствительных площадок b, причем размер апертуры светового пучка, периоды d и b связаны условием nbZ1=Fd, где n берется как ближайшее целое от λF/b, a глубина фазовой модуляции решеток находится как Δφ≥1,2sin(πbZ1/2Fd)-1, отличающийся тем, что непосредственно за второй фазовой синусоидальной дифракционной решеткой на минимально возможном расстоянии к ней устанавливают одномерный амплитудный транспарант с энергетическим пропусканием exp(-2k2/m2)/ck 2, где сk 2 - относительная интенсивность светового излучения за второй решеткой в дифракционном порядке с номером k=0,±1,±2,…, 2m+1 - количество дифракционных порядков, и изменяющимся скачкообразно по зонам шириной A1=Z1tgα транспаранта, причем количество зон равно количеству дифракционных порядков, середина нулевой зоны расположена на оптической оси дифрагированного пучка на центральной частоте, а расстояние между решетками удовлетворяет условию Z1≥(tgγ-tgβ)-1, где γ=α+β, α=arcsin(λ/d), β=λΔf/V, Δf - полоса рабочих частот дефлектора, V - скорость акустических волн, λ - длина волны излучения, d - период дифракционных решеток.An acousto-optic meter containing a laser radiation source with a wavelength of λ arranged in series along the light, a collimator that generates a light beam with an aperture, an acousto-optic deflector, to the electrical input of which a measured radio signal is supplied, two identical phase sinusoidal diffraction gratings with period d and the distance between the gratings Z1, an integrating lens with a focal length F, a line of photodetectors with a period of photosensitive sites b, the size of the aperture of the light beam, periods d and b are connected by the condition nbZ1 = Fd, where n is taken as the nearest integer from λF / b, and the depth of the phase modulation of the gratings is Δφ≥1,2sin (πbZ1 / 2Fd) -1, characterized in that it is directly behind the second phase sinusoidal one-dimensional amplitude transparency with energy transmission exp (-2k2 / m2) / ck 2, where ck 2 is the relative light intensity behind the second grating in the diffraction order with the number k = 0, ± 1, ±, is set at the minimum possible distance to it; 2, ..., 2m + 1 - the number of diffraction orders, and changing mismatch in zones of width A1 = Z1tgα of transparency, with the number of zones equal to the number of diffraction orders, the middle of the zero zone located on the optical axis of the diffracted beam at the center frequency, and the distance between the gratings satisfies the condition Z1≥ (tgγ-tgβ) -1, where γ = α + β, α = arcsin (λ / d), β = λΔf / V, Δf is the working frequency band of the deflector, V is the speed of acoustic waves, λ is the radiation wavelength, d is the period of diffraction gratings.

Description

Предполагаемая полезная модель относится к акустооптическим устройствам для оптической обработки информации и может быть использована в акустооптических измерителях параметров радиосигналов с высоким разрешением в широком динамическом диапазоне.The proposed utility model relates to acousto-optical devices for optical information processing and can be used in acousto-optic meters of high-resolution radio signals in a wide dynamic range.

Известен акустооптический анализатор спектра радиосигнала (авт.свид. №1354128 от 05.08.1986 г. авторов Белокурова О.И., Петрунькина В.Ю., Щербакова А.С.) содержащий последовательно по свету расположенные (фиг.1) источник излучения 1, коллиматор 2, модулятор с двумя входами 3, на первый из которых подается измеряемый радиосигнал S(f), а на второй - сигнал от источника монохроматического сигнала 4 с частотой, совпадающей с одной из крайних частот полосы анализа, интегрирующую линзу 5 и регистрирующее устройство 6. В модуляторе 3 возбуждаются две продольные упругие волны, распространяющиеся в одном направлении, в результате чего в звукопроводе генерируются продольные упругие волны разностных частот, распространяющиеся в том же направлении. Амплитуда последних пропорциональна амплитудам спектральных составляющих анализируемого радиосигнала S(f). При смещении частоты волны разностных частот в сторону уменьшения частоты наблюдается уменьшение потерь в модуляторе 3 за счет затухания, что приводит к повышению разрешающей способности всего устройства.Known acousto-optical analyzer of the spectrum of the radio signal (autoswitch. No. 1354128 from 08/05/1986 authors Belokurova OI, Petrunkina V.Yu., Scherbakova AS) containing a radiation source 1 located in sequence (Fig. 1) 1 , collimator 2, a modulator with two inputs 3, the first of which is the measured radio signal S (f), and the second is the signal from the source of the monochromatic signal 4 with a frequency that coincides with one of the extreme frequencies of the analysis band, integrating the lens 5 and the recording device 6. In the modulator 3, two longitudinal units are excited Other waves propagating in one direction, as a result of which longitudinal elastic waves of difference frequencies propagating in the same direction are generated in the sound guide. The amplitude of the latter is proportional to the amplitudes of the spectral components of the analyzed radio signal S (f). When the wave frequency of the difference frequencies is shifted towards a decrease in frequency, a decrease in losses in the modulator 3 due to attenuation is observed, which leads to an increase in the resolution of the entire device.

Признаками аналога, совпадающими с признаками предполагаемой полезной модели являются расположенные последовательно по свету источник излучения, коллиматор, модулятор (акустооптический дефлектор в заявляемой полезной модели), интегрирующая линза и регистрирующее устройство (линейка фотоприемников в заявляемой полезной модели).Signs of an analogue that coincide with the signs of the proposed utility model are a source of radiation, a collimator, a modulator (an acousto-optic deflector in the claimed utility model), an integrating lens and a recording device (a line of photodetectors in the claimed utility model) arranged sequentially in the light.

Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата является несущественное повышение частотной разрешающей способности за счет снижения разностной частоты и уменьшения затухания акустического сигнала.The reason that impedes the achievement of the claimed technical result is an insignificant increase in the frequency resolution by reducing the difference frequency and reducing the attenuation of the acoustic signal.

Известно также устройство (фиг.2) (В.Н. Балакший, В.И. Парыгин Синтез апертуры в устройствах пространственного управления световым лучом. Квантовая электроника 7, №4 стр.829-834), содержащее последовательно по свету расположенные лазерный источник излучения 1, коллиматор 2, дифракционную решетку 3, отклоняющую ячейку 4, вторую дифракционную решетку 5, интегрирующую линзу 6 и экран 7. Коллимированный пучок света попадает на первую дифракционную решетку 3, расположенную на расстоянии Z₁ от отклоняющей ячейки 4. Падающая световая волна дифрагирует на решетке 3 и через апертуру отклоняющей ячейки 4 проходит в виде дифракционных порядков света от разных участков волнового фронта падающей волны. Информация о разных участках волнового фронта будет содержаться в фокальной плоскости интегрирующей линзы 6 на экране 7 в пространственно разделенных дифракционных максимумах. Поэтому после отклоняющей ячейки 4 ставят вторую дифракционную решетку 5, которая восстанавливает исходное направление световых лучей. Интерференция световых волн, испытавших дифракцию на обеих решетках 5 и 6, дает на экране 7 световое пятно с увеличенным разрешением.A device is also known (Fig. 2) (V.N. Balakshiy, V.I. Parygin Synthesis of aperture in spatial control devices for a light beam. Quantum Electronics 7, No. 4, p. 829-834), containing a laser radiation source located sequentially in the light 1, a collimator 2, a diffraction grating 3, a deflecting cell 4, a second diffraction grating 5, an integrating lens 6 and a screen 7. A collimated beam of light hits the first diffraction grating 3, located at a distance Z ₁ from the deflecting cell 4. The incident light wave diffracts by R lattice through the aperture 3 and 4 passes the deflecting cells in the form of diffraction orders of light from different parts of the wavefront of the incident wave. Information about different sections of the wavefront will be contained in the focal plane of the integrating lens 6 on the screen 7 at spatially separated diffraction maxima. Therefore, after the deflecting cell 4, a second diffraction grating 5 is placed, which restores the original direction of the light rays. The interference of light waves that have experienced diffraction on both gratings 5 and 6, gives on the screen 7 a light spot with an increased resolution.

Признаками аналога, совпадающими с признаками предполагаемой полезной модели являются расположенные последовательно по свету лазерный источник излучения, коллиматор, отклоняющая ячейка (акустооптический дефлектор в заявляемой полезной модели), две дифракционные решетки, интегрирующая линза и экран (линейка фотоприемников в заявляемой полезной модели).Signs of an analogue that coincide with the signs of the proposed utility model are a laser radiation source located in series with respect to light, a collimator, a deflecting cell (an acousto-optic deflector in the claimed utility model), two diffraction gratings, an integrating lens and a screen (a photodetector line in the claimed utility model).

Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата, является узкий динамический диапазон и низкая рабочая частота отклоняющей ячейки.The reason that impedes the achievement of the claimed technical result is the narrow dynamic range and low operating frequency of the deflecting cell.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство-прототип (фиг.3) (С.С.Шибаев, В.М.Новиков, В.В.Роздобудько. Акустооптический измеритель параметров радиосигналов. Патент на полезную модель №70713, опубл. 10.02.2008, бюл. №4), содержащее последовательно по свету расположенные лазерный источник 1 излучения с длиной волны λ, коллиматор 2, формирующий световой пучок с апертурой , акустооптический дефлектор 3, на электрический вход которого подается измеряемый радиосигнал, две одинаковые фазовые синусоидальные дифракционные решетки (4 и 5) с периодом d и расстоянием между решетками Z₁, интегрирующую линзу 6 с фокусным расстоянием F и линейку фотоприемников 7 с периодом размещения фоточувствительных площадок b, причем размер апертуры светового пучка, периоды d и b связаны условием nbZ₁=Fd, где n берется как ближайшее целое от λF/b, а глубина фазовой модуляции решеток находится как Δφ≥1,2sin(πbZ₁/2Fd)^-1. Лазерное излучение источника 1 формируется коллиматором 2 и под углом Брэгга θ_Б направляется на переднюю грань акустооптического дефлектора 3, в котором дифрагирует на акустической волне, созданной в кристалле дефлектора измеряемым радиосигналом, поданном на вход преобразователя дефлектора 3. Дифрагированный световой пучок после дефлектора 3 направляется на первую фазовую синусоидальную дифракционную решетку 4 и разлагается ею на дифракционные порядки, которые второй фазовой синусоидальной дифракционной решеткой 5 восстанавливаются и по исходному направлению преобразуются интегрирующей линзой 6 для организации многолучевой интерференции пучков в плоскости линейки фотоприемников 7, результат которой представлен на фиг.4. Видно, что синтезированные максимумы 1 имеют характерные боковые лепестки 2, которые ограничивают динамический диапазон уровней измеряемых сигналов.The closest in technical essence to the claimed device is a prototype device (figure 3) (S.S. Shibaev, V.M. Novikov, V.V. Rozdobudko. Acousto-optic meter of parameters of radio signals. Utility model patent No. 70713, publ. 02/10/2008, bull. No. 4), containing a laser radiation source 1 with a wavelength λ located sequentially in the light, a collimator 2 forming a light beam with an aperture , an acousto-optic deflector 3, to the electrical input of which the measured radio signal is supplied, two identical phase sinusoidal diffraction gratings (4 and 5) with a period d and a distance between gratings Z ₁ , an integrating lens 6 with a focal length F and a photodetector line 7 with a period of photosensitive sites b, and the size of the aperture of the light beam, periods d and b are related by the condition nbZ ₁ = Fd, where n is taken as the nearest integer from λF / b , and the depth of the phase modulation of the gratings is Δφ≥1,2sin (πbZ ₁ / 2Fd) ^-1 . The laser radiation of source 1 is generated by a collimator 2 and at a Bragg angle θ _{B is} directed to the front face of the acousto-optical deflector 3, in which it is diffracted by an acoustic wave created in the deflector crystal by a measured radio signal fed to the input of the deflector converter 3. The diffracted light beam after the deflector 3 is directed to the first phase sinusoidal diffraction grating 4 and is decomposed by it into diffraction orders, which are restored by the second phase sinusoidal diffraction grating 5 and in the initial direction they are transformed by an integrating lens 6 for organizing multipath interference of beams in the plane of the array of photodetectors 7, the result of which is shown in Fig. 4. It can be seen that the synthesized maxima 1 have characteristic side lobes 2, which limit the dynamic range of the levels of the measured signals.

Признаками прототипа, совпадающими с признаками предполагаемой полезной модели, являются расположенные последовательно по свету лазерный источник излучения с длиной волны λ, коллиматор, формирующий световой пучок с апертурой , акустооптический дефлектор, на электрический вход которого подается измеряемый радиосигнал, две одинаковые фазовые синусоидальные дифракционные решетки с периодом d и расстоянием между решетками Z₁, интегрирующая линза с фокусным расстоянием F и линейка фотоприемников с периодом размещения фоточувствительных площадок b, причем размер апертуры светового пучка, периоды d и b связаны условием nbZ₁=Fd, где n берется как ближайшее целое от λF/b, a глубина фазовой модуляции решеток находится как Δφ≥1,2sin(πbZ₁/2Fd)^-1.Signs of the prototype, which coincide with the features of the proposed utility model, are a laser radiation source with a wavelength λ located consecutively in the light, a collimator forming a light beam with an aperture , an acousto-optical deflector, to the electrical input of which the measured radio signal is supplied, two identical phase sinusoidal diffraction gratings with a period d and a distance between gratings Z ₁ , an integrating lens with a focal length F and a line of photodetectors with a period of photosensitive sites b, and the aperture size of the light beam, periods d and b are related by the condition nbZ ₁ = Fd, where n is taken as the nearest integer from λF / b , and the depth of phase modulation of the gratings is found as Δφ≥1,2sin (πbZ ₁ / 2Fd) ^-1 .

Причиной, препятствующей достижению технического результата, является низкий динамический диапазон работы устройства, обусловленный наличием паразитных боковых лепестков синтезированных максимумов.The reason preventing the achievement of the technical result is the low dynamic range of the device due to the presence of spurious side lobes of the synthesized maxima.

Задачей, на решение которой направлена предполагаемая полезная модель, является увеличение динамического диапазона измеряемых сигналов при сохранении высокой разрешающей способности.The task to which the proposed utility model is directed is to increase the dynamic range of the measured signals while maintaining high resolution.

Технический результат достигается тем, что непосредственно за второй фазовой синусоидальной дифракционной решеткой на минимально возможном расстоянии к ней устанавливают одномерный амплитудный транспарант с энергетическим пропусканием exp(-2k²/m²)/c_k ², где с_k ² - относительная интенсивность светового излучения за второй решеткой в дифракционном порядке с номером k=0,±1,±2,…, 2m+1 - количество дифракционных порядков, и изменяющимся скачкообразно по зонам шириной А₁=Z₁tgα транспаранта, причем количество зон равно количеству дифракционных порядков, середина нулевой зоны расположена на оптической оси дифрагированного пучка на центральной частоте, а расстояние между решетками удовлетворяет условию Z₁≥ (tgγ-tgβ)^-1, где γ=α+β, α=arcsin(λ/d), β=λΔf/V, Δf - полоса рабочих частот дефлектора, V - скорость акустических волн. λ - длина волны излучения, d - период дифракционных решеток.The technical result is achieved by the fact that immediately after the second phase sinusoidal diffraction grating at the smallest possible distance to it, a one-dimensional amplitude transparency is installed with energy transmission exp (-2k ² / m ² ) / c _k ² , where with _k ² is the relative light radiation intensity for the second grating in the diffraction order with the number k = 0, ± 1, ± 2, ..., 2m + 1 is the number of diffraction orders, and changing stepwise in the zones of width A ₁ = Z ₁ tgα transparency, and the number of zones is equal to the number of diffraction pores dc, the middle of the zero zone is located on the optical axis of the diffracted beam at the center frequency, and the distance between the gratings satisfies the condition Z ₁ ≥ (tgγ-tgβ) ^-1 , where γ = α + β, α = arcsin (λ / d), β = λΔf / V, Δf is the working frequency band of the deflector, and V is the speed of acoustic waves. λ is the radiation wavelength, d is the period of diffraction gratings.

Для достижения технического результата в акустооптическом измерителе, содержащем последовательно по свету расположенные лазерный источник излучения с длиной волны λ, коллиматор, формирующий световой пучок с апертурой , акустооптический дефлектор, на электрический вход которого подается измеряемый радиосигнал, две одинаковые фазовые синусоидальные дифракционные решетки с периодом d и расстоянием между решетками Z₁, интегрирующую линзу с фокусным расстоянием F, линейку фотоприемников с периодом размещения фоточувствительных площадок b, причем размер апертуры светового пучка, периоды d и b связаны условием nbZ₁=Fd, где n берется как ближайшее целое от λF/b, a глубина фазовой модуляции решеток находится как Δφ≥1,2sin(nbZ₁/2Fd)^-1, непосредственно за второй фазовой синусоидальной дифракционной решеткой на минимально возможном расстоянии к ней устанавливают одномерный амплитудный транспарант с энергетическим пропусканием exp(-2k²/m²)/с_k ², где с_k ² - относительная интенсивность светового излучения за второй решеткой в дифракционном порядке с номером k=0,±1,±2,…, 2m+1 - количество дифракционных порядков, и изменяющимся скачкообразно по зонам шириной А₁=Z₁tgα транспаранта, причем количество зон равно количеству дифракционных порядков, середина нулевой зоны расположена на оптической оси дифрагированного пучка на центральной частоте, а расстояние между решетками удовлетворяет условию Z₁≥(tgγ-tgβ)^-1, где γ=α+β, α=arcsin(λ/d), β=λΔf/V, Δf - полоса рабочих частот дефлектора, V - скорость акустических волн, λ, - длина волны излучения, d - период дифракционных решеток.To achieve a technical result in an acousto-optical meter containing a laser radiation source with a wavelength λ located sequentially in the light, a collimator forming a light beam with an aperture , an acousto-optical deflector, to the electrical input of which the measured radio signal is supplied, two identical phase sinusoidal diffraction gratings with a period d and a distance between gratings Z ₁ , an integrating lens with a focal length F, a line of photodetectors with a period of photosensitive sites b, and the aperture size of the light beam, periods d and b are related by the condition nbZ ₁ = Fd, where n is taken as the nearest integer from λF / b , and the depth of the phase modulation of the gratings is Δφ≥1,2sin (nbZ ₁ / 2Fd) ^-1 , immediately after the second phase sinusoidal diffraction grating, at the minimum possible distance, a one-dimensional amplitude transparency with energy transmission exp (-2k ² / m ² ) / s _k ² , where with _k ² is the relative light intensity behind the second grating in the diffraction order with the number k = 0, ± 1, ± 2, ..., 2m + 1 is the number of diffraction orders, and varying stepwise in zones of width A ₁ = Z ₁ tgα transparency, and the number of zones is equal to diffraction orders, the middle of the zero zone is located on the optical axis of the diffracted beam at the center frequency, and the distance between the gratings satisfies the condition Z ₁ ≥ (tgγ-tgβ) ^-1 , where γ = α + β, α = arcsin (λ / d), β = λΔf / V, Δf is the working frequency band of the deflector, V is the speed of acoustic waves, λ, is the radiation wavelength, d is the period of diffraction gratings.

Сравнивая предлагаемое устройство с прототипом, видно, что оно содержит новые признаки, т.е. соответствует критерию новизны. Проведя сравнение с аналогами, видно, что предлагаемое устройство соответствует критерию «существенные отличия», так как в аналогах не обнаружены предъявляемые новые признаки.Comparing the proposed device with the prototype, it is clear that it contains new features, i.e. meets the criterion of novelty. Having made a comparison with analogues, it is clear that the proposed device meets the criterion of "significant differences", since no new features are shown in the analogues.

Для доказательства наличия причинно-следственной связи между заявляемыми признаками и достигаемым техническим результатом рассмотрим принцип работы предлагаемого акустооптического измерителя с синтезом апертуры и сопоставим его работу с работой прототипа и аналогов.To prove the presence of a causal relationship between the claimed features and the achieved technical result, we consider the principle of operation of the proposed acousto-optical meter with aperture synthesis and compare its work with the work of the prototype and analogues.

Сущность предлагаемой полезной модели, а также работы заявляемого акустооптического измерителя параметров радиосигналов поясняется на фиг.5. Устройство имеет в своем составе лазерный источник излучения 1, коллиматор 2, акустооптический дефлектор 3, на вход которого подается измеряемый радиосигнал, две фазовые синусоидальные дифракционные решетки 4 и 5, амплитудный транспарант 6, интегрирующую линзу 7 и линейку фотоприемников 8.The essence of the proposed utility model, as well as the operation of the inventive acousto-optical meter of the parameters of the radio signals is illustrated in figure 5. The device includes a laser radiation source 1, a collimator 2, an acousto-optical deflector 3, to the input of which a measured radio signal is supplied, two phase sinusoidal diffraction gratings 4 and 5, an amplitude transparency 6, an integrating lens 7 and a line of photodetectors 8.

Предлагаемый акустооптический измеритель параметров радиосигналов работает следующим образом. Лазерное излучение источника излучения 1 с длиной волны λ формируется коллиматором 2 в световой пучок апертурой и под углом Брэгга θ_Б направляется на переднюю грань акустооптического дефлектора 3, в котором дифрагирует на акустической волне, распространяющейся в кристалле дефлектора со скоростью V и созданной в нем измеряемым радиосигналом, поданным на вход преобразователя дефлектора. Дифрагированный световой пучок после дефлектора направляется на первую дифракционную решетку 4 с периодом d и разлагается ею на дифракционные порядки, которые второй дифракционной решеткой 5 (аналогичной первой и расположенной от нее на расстоянии Z₁) восстанавливаются и по исходному направлению пропускаются через амплитудный транспарант 6 с энергетическим пропусканием exp(-2k²/m²)/c_k ², где с_k ² - относительная интенсивность светового излучения за второй решеткой в дифракционном порядке с номером k=0,±1,±2,…, 2 m+1 - количество дифракционных порядков. Пропускание транспаранта изменяется скачкообразно по поперечным зонам шириной А₁=Z₁tgα, а количество этих зон равно количеству дифракционных порядков, причем середина нулевой зоны расположена на оптической оси дифрагированного пучка на центральной частоте рабочей полосы Δf измерителя. Для того чтобы дифракционные порядки не пересекались между собой в пространстве, расстояние между решетками должно удовлетворять условию Z₁≥(tgγ-tgβ)^-1, где γ=α+β, α=arcsin(λ/d), β=λΔf/V. Таким образом при помощи транспаранта на интегрирующую линзу 7 воздействуют коллинеарно распространяющиеся дифракционные порядки с гауссовым распределением интенсивности exp(-2k²/m²) в порядках. Линза осуществляет преобразование Фурье и формирует на линейке фотоприемников 8 результирующую картину, представленную на фиг.6, откуда видно, что благодаря аподизации дифракционных порядков при помощи транспаранта 6 уровень боковых лепестков синтезированных максимумов удается существенно снизить. Причем уровень этих лепестков будет тем ниже, чем большее число дифракционных порядков участвует в синтезе апертуры и подвергается аподизации.The proposed acousto-optical meter of the parameters of the radio signals works as follows. Laser radiation from a radiation source 1 with a wavelength λ is generated by a collimator 2 into a light beam by an aperture and at a Bragg angle, θ _{B is} directed to the front face of the acousto-optical deflector 3, in which it diffracts on an acoustic wave propagating in the deflector crystal with a velocity V and created by it with a measurable radio signal fed to the input of the deflector converter. The diffracted light beam after the deflector is directed to the first diffraction grating 4 with period d and is decomposed by it into diffraction orders, which are restored by the second diffraction grating 5 (similar to the first and located at a distance of Z ₁ ) and transmitted through the amplitude direction 6 with the energy transparency 6 transmission exp (-2k ² / m ² ) / c _k ² , where with _k ² is the relative light intensity behind the second grating in diffraction order with the number k = 0, ± 1, ± 2, ..., 2 m + 1 is the number diffraction pores cores. The transparency of the transparency varies abruptly along transverse zones of width A ₁ = Z ₁ tgα, and the number of these zones is equal to the number of diffraction orders, and the middle of the zero zone is located on the optical axis of the diffracted beam at the center frequency of the working band Δf of the meter. In order that the diffraction orders do not intersect each other in space, the distance between the gratings must satisfy the condition Z ₁ ≥ (tgγ-tgβ) ^-1 , where γ = α + β, α = arcsin (λ / d), β = λΔf / V. Thus, using a transparency, the integrating lens 7 is affected by collinearly propagating diffraction orders with a Gaussian intensity distribution exp (-2k ² / m ² ) in orders. The lens carries out the Fourier transform and forms on the line of photodetectors 8 the resulting picture shown in Fig.6, from which it can be seen that due to the apodization of the diffraction orders using transparency 6, the level of the side lobes of the synthesized maxima can be significantly reduced. Moreover, the level of these petals will be the lower, the greater the number of diffraction orders involved in the synthesis of the aperture and undergoes apodization.

Можно показать, что по сравнению с прототипом динамический диапазон заявляемого устройства расширяется на несколько порядков за счет снижения уровня боковых лепестков. Например, при использовании девяти дифракционных порядков в прототипе уровень боковых лепестков составляет минус 7 дБ, а при тех же условиях в заявляемом устройстве этот уровень снижается до минус 36 дБ.It can be shown that, compared with the prototype, the dynamic range of the claimed device is expanded by several orders of magnitude by reducing the level of the side lobes. For example, when using nine diffraction orders in the prototype, the level of the side lobes is minus 7 dB, and under the same conditions in the inventive device, this level decreases to minus 36 dB.

Использование заявляемого устройства позволит улучшить технические характеристики акустооптического измерителя с синтезом апертуры за счет расширения динамического диапазона измеряемых сигналов.Using the inventive device will improve the technical characteristics of an acousto-optic meter with aperture synthesis by expanding the dynamic range of the measured signals.

Claims

An acousto-optic meter containing a laser radiation source with wavelength λ located in series along the light, a collimator forming a light beam with an aperture

, an acousto-optical deflector, to the electrical input of which the measured radio signal is supplied, two identical phase sinusoidal diffraction gratings with a period d and a distance between gratings Z ₁ , an integrating lens with a focal length F, a line of photodetectors with a period of photosensitive sites b, and the aperture size

of the light beam, periods d and b are related by the condition nbZ ₁ = Fd, where n is taken as the nearest integer from λF / b

, and the depth of the phase modulation of the gratings is Δφ≥1,2sin (πbZ ₁ / 2Fd) ^-1 , characterized in that immediately after the second phase sinusoidal diffraction grating, a one-dimensional amplitude transparency with energy transmission exp (-2k ² / m ² ) / c _k ² , where with _k ² is the relative light intensity behind the second grating in the diffraction order with the number k = 0, ± 1, ± 2, ..., 2m + 1 is the number of diffraction orders, and it changes stepwise in zones of width A ₁ = Z ₁ tgα transparency, and how many The number of zones is equal to the number of diffraction orders, the middle of the zero zone is located on the optical axis of the diffracted beam at the center frequency, and the distance between the gratings satisfies the condition Z ₁ ≥

(tgγ-tgβ) ^-1 , where γ = α + β, α = arcsin (λ / d), β = λΔf / V, Δf is the working frequency band of the deflector, V is the speed of acoustic waves, λ is the radiation wavelength, d - period of diffraction gratings.