SU1004773A1

SU1004773A1 - Device for measuring optical radiation angular fluctuations

Info

Publication number: SU1004773A1
Application number: SU813232798A
Authority: SU
Inventors: Алексей Анатольевич Макаров
Original assignee: Институт Оптики Атмосферы Томского Филиала Со Ан Ссср
Priority date: 1981-01-08
Filing date: 1981-01-08
Publication date: 1983-03-15

Description

Изобретение относитс к фотометрии , а именно к измерени м координат и светового потока луча, и может быть использовано в системах измерени стабильности направленности излучени ОКГ.The invention relates to photometry, namely to measurements of the coordinates and the light beam of the beam, and can be used in systems for measuring the stability of the radiation directivity of a laser.

Известно устройство,.лредназначенное дл измерени флуктуации углов прихода оптического излучени , содержащее приемник излучени и блок развертки выходного сигнала Ij.A device intended for measuring fluctuations of the angles of arrival of optical radiation is known, comprising a radiation receiver and an output scanner Ij.

Недостатком устройства вл етс низка точность Измерени угловых гоординат оптического излучени , обусловленна зависимостью результатов измерений от величины временных флуктуации падающего на фотоприемник потока излучени , вызванных вли нием среды распространени или внутренней нестабильностью интенсивности излучени источника - ОКГ.The drawback of the device is the low accuracy of measurements of the angular coordinates of the optical radiation, due to the dependence of the measurement results on the magnitude of the temporal fluctuations of the radiation flux incident on the photoreceiver, caused by the influence of the propagation medium or internal instability of the radiation intensity of the source.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство измерени угловых флуктуации оптического излучени , содержащее последовательно установленные по ходу излучени оптическую систему и диссектор с генерато;ром развертываишщх напр жений, блок сравнени , один вход которого соединен с выходом диссектора, а другойThe closest to the present invention is a device for measuring the angular fluctuations of optical radiation, containing successively installed along the course of radiation an optical system and a dissector with a generator of a sweep voltage, a comparison unit, one input of which is connected to the output of the dissector and the other

вход - с выходом резистивного делител напр жени , и регистратор, вход которого соединен с выходом генератора развертывающих напр жений, . управл ющий вход которого соединен с выходом блока сравнени j|2j.the input is with the output of the resistive voltage divider, and the recorder, the input of which is connected to the output of the sweep voltage generator,. whose control input is connected to the output of the comparison unit j | 2j.

Недостатком известного устройства вл етс ограниченна точность изме10 рений при регистрации импульсного излучени , так как при работе с импульсным источником излучени , когда интенсивность излучени мен етс от импульса к импульсу, подавлений помехи мерцани не происходит. Точность A disadvantage of the known device is the limited accuracy of measurements during the registration of pulsed radiation, since when operating with a pulsed radiation source, when the radiation intensity varies from pulse to pulse, no suppression of flicker noise occurs. Accuracy

15 измерени угловых флуктуации в этом случае реэ«о падает.15 measurements of the angular fluctuations in this case, the reeO drops.

Цель изобретени - повышение точности измерений при регистрации импульсного -излучени .. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy when registering pulsed radiation.

2020

Указанна цель достигаетс тем, что в устройство измерени угловых флуктуации оптического излучени , содержащее последовательно установ-. ленные по ходу излучени оптическую This goal is achieved by the fact that the device for measuring the angular fluctuations of optical radiation, containing successively set-. optical fluorescent

25 систему и диссектор с генератором развертывающих напр жений, блок сравнени , один вход которого соединен с выходом диссектора, а другой вход - с выходом резистивного дели30 тел напр жени , и регистратор,вход25, a system and a dissector with a sweep voltage generator, a comparison unit, one input of which is connected to the output of the dissector, and the other input to the output of a resistive device of a voltage body, and a recorder, input

которого соединен с выходом генератора развертывающих напр жений, управл ющий вход которого соединен с выходом блока сравнени , введены светоделительна пластина, фотопрнемник и лини задержки, вход которой вместе с входом резистивного делител напр жени подключен к выходу фотоприемника , с которым оптически св зана светоделительна- пластина,установленна между оптической системой и диссектором, причем один -выход линии задержки соединен со входом синхронизации блока сравнени , а другой выход - с входом синхронизации генератора развертывающих напр жений. which is connected to the output of the sweep voltage generator, the control input of which is connected to the output of the comparison unit, a beam splitter, a photoelectric receiver and a delay line are inputted, the input of which, together with the input of a resistive voltage divider, is connected to the output of the photoreceiver, with which the beam splitter is optically connected installed between the optical system and the dissector, with one output of the delay line connected to the synchronization input of the comparator unit and the other output to the synchronization input of the generator and sweep stresses.

На чертеже показана структурна схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Устройство содержит последовательно установленные по ходу излучеНИН оптическую систему 1 и диссектор 2 с генератором развертывающих напр жений 3, блок сравнени 4, один вход которого соединен с выходом диссектора 2, а другой вход - с выходом ре зистивного делител напр жени 5, и регистратор б, вход которого соединен с выходом генератора развертывающих напр жений 3, управл ющий вхо которого соединен с. выходом блока сравнени 4, светоделительную пласти ну 7, фотоприемник 8 и линию задерж ки 9, вход которой вместе с входом резистивного делител напр жени 5. подключен к выходу фотоприемника 8, с которым оптически св зана спетоделительна пластина 7, причем один выход линии задержки 9 соединен со входом синхронизации блока сравнени 4, а другой выход - с входом синхронизации генератора раэвертывающих напр жений 3.,The device contains sequentially installed optical system 1 and dissector 2 with a sweep voltage generator 3, comparison unit 4, one input of which is connected to the output of the dissector 2, and the other input - with the output of a resistive voltage divider 5, and recorder b, the input of which is connected to the output of a generator of sweep voltages 3, the control input of which is connected to. output of the comparison unit 4, the beam splitter plate 7, the photodetector 8 and the delay line 9, whose input together with the input of the resistive voltage divider 5. is connected to the output of the photoreceiver 8 with which the optics separation plate 7 is optically connected, one output of the delay line 9 connected to the synchronization input of the comparator unit 4, and the other output to the synchronization input of the raspeering voltage generator 3.,

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Оптический пучок оптической системой 1 фокусируетс в плоскости фОтокатода диссектора 2,в котором электронное изображение светового п тна электрическим или магнитным полем сканируетс по вырезывающей аппертуре диссектора, представл ющей собой, например, квадрат со стор .оной, большей размера изображени . Ток развертки формируетс генератором развертывающих напр жений 3 и поступает в отклон ющую систему диссектора , осуществл сканирование изображени по крестообразной развертке. Сканирование осуществл етс дискретно , поскольку генератор развертывающих напр жений 3 выполнен в виде реверсивного счетчика и цифроаналогового преобразовател с генератором тока на выходе. Генератор развертки синхронизирован выходными импульсами линии заЛержки 9 так, что каждый импульс излучени запускает генератор The optical beam by the optical system 1 is focused in the plane of the photocathode of the dissector 2, in which the electron image of the light spot by an electric or magnetic field is scanned using the cutting aperture of the dissector, for example, a square with a larger magnitude of the image. The sweep current is generated by the sweep voltage generator 3 and fed into the deflector system of the dissector by scanning the image along a cross-shaped sweep. The scanning is carried out discretely, since the sweep voltage generator 3 is made in the form of a reversible counter and a digital-analog converter with a current output generator. The sweep generator is synchronized by the output pulses of the line for locking 9 so that each radiation pulse triggers the generator

на один дискретный шаг развертки, fraправление развертки определ етс уровнем на выходе блока сравнени 4, на один из входов которого поступает сигнал с выхода диссектора 2, а на второй - сигнал .с выхода фотоприемника 8 через делитель 5, уравнивающи веса этих двух сигналов до уровн 0,5 по отношению к сигналу фотоприемника 8.one discrete sweep step, the sweep control frame is determined by the level at the output of the comparator unit 4, one of the inputs of which receives a signal from the output of the dissector 2, and the second - the signal from the output of the photoreceiver 8 through a divider 5, equalizing the weights of these two signals 0.5 with respect to the photodetector signal 8.

Состо ние блока сравнени 4 опрашиваетс передним фронтом импульса с фотоприемника 8-, поступающего на вход синхронизации блока сравнени 4 через отвод линии задержки 9.The state of the comparator unit 4 is polled by the leading edge of the pulse from the photodetector 8-, arriving at the synchronization input of the comparator unit 4 via a tap of the delay line 9.

Если в момент опроса уровень логического сигнала на выходе блока сравнени 4 остаетс неизменным, то происходит формирование очередного шага развертки по данной координате.If at the moment of polling the level of the logical signal at the output of the comparison unit 4 remains unchanged, then the next sweep step along this coordinate is formed.

При смене уровн выходной код генератора развертывающих напр жений 3 однозначно соответствующий координате светового п тна, запоминаетс и генератор 3 переключаетс на процесс развертки по другой координате.Процесс повтор етс .When changing the level, the output code of the sweep voltage generator 3 is uniquely corresponding to the coordinate of the light spot, is remembered and the generator 3 switches to the sweep process along a different coordinate. The process is repeated.

Система выполнена след щей, дл чего сигнал с выходного регистра Б дополнительно поступает на отгклон ющие катушки диссектора, чемдостигаетс совмещение оси развертки с мгновенным положением оптического изображени . Таким образом, центр развертки отслехсивает перемещение по фотокатоду диссектора 2 светового п тна,а напр жение с выходов регистратора б однозначно повтор ет его траекторию по координатам X и Y и может поступать на внешние блоки обработки, вычисл ющие необходимые статистические характеристики.The system is made to follow, for which the signal from the output register B is additionally fed to the deflecting coils of the dissector, thereby achieving the alignment of the scan axis with the instantaneous position of the optical image. Thus, the center of the sweep traps the movement along the photocathode of the light spot dissector 2, and the voltage from the outputs of the recorder b uniquely repeats its trajectory along the X and Y coordinates and can flow to external processing units that calculate the necessary statistical characteristics.

- Поскольку помеха мерцани поступает на входы блока сравнени 4 синфазно в 1;аждом шаге развертки, то он“Since the flicker interference arrives at the inputs of the comparator unit 4 in phase in 1; each sweep step, it

может бытьэффективно подавлена. Imay be effectively suppressed. I

Точность измерени угловых флуктуации в данном устройстве на зависит от распределени интенсивности по оптическому пучку и нестабильности напр жени развертки, так как блок сравнени 4 фиксирует момент равенства потоков. По этой же причине точность измерений не зависит от формы и интенсивности импульса оптического излучени .The accuracy of measurement of the angular fluctuations in this device does not depend on the intensity distribution over the optical beam and the instability of the sweep voltage, since the comparator unit 4 records the moment of equality of the flows. For the same reason, the measurement accuracy does not depend on the shape and intensity of the optical radiation pulse.

Использование данного устройства дл измерени угловых флуктуации оптического излучени позвол ет повысить точность и расширить границы применимости в св зи с тем, что в качестве источника оптического излучени можно использовать импульсные источники, чьи мгновенные мощности на,пор дки превосход т мощности источников непрерывного излучени ; становитс возможной работа на соотThe use of this device for measuring the angular fluctuations of optical radiation makes it possible to increase the accuracy and broaden the limits of applicability because the source of optical radiation can be pulsed sources whose instantaneous powers exceed the power of the sources of continuous radiation; it becomes possible to work on

Claims

The claims 20

A device for measuring angular fluctuations of optical radiation, which contains an optical system 25 sequentially installed along the radiation and a dissector with a generator of developing voltage, a comparison unit, one input of which is connected to the output of the dissector, and the other input - with the output of the resistive voltage divider, and a recorder , the input of which is connected to the output of the generator of the deployment voltage, the control input of which is connected to the Output of the unit, for comparison, and so on, in order to increase the accuracy of measurements When registering pulsed radiation, a beam splitter plate, a photodetector and a delay line are introduced into it, the input of which, together with the input of the resistive voltage divider, is connected to the output of the photodetector, to which a beam splitter plate is installed optically connected between the optical system and the dissector, and one output of the delay line is connected to the synchronization input of the comparison unit, and the other output, with the synchronization input of the generator of the developing voltage.