SU1095057A1 - Анализатор пространственных секторов - Google Patents

Abstract

1. АНАЛИЗАТОР ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СПЕКТРОВ, содержащий последовательно расположенные оптически св занные узел ввода сигналов, эталон пространственных частот, интегратор и регистратор, отличающийс  тем, что, с целью обеопечеш{  двумерного анализа в реальном времени , эталон пространственных частот выполнен в виде последовательно расположенных между двум  скрещенными пол ризаторами двух пар призм из анизотропного материала. 2. Анализатор пространственных спектров по п. 1, о тлича ющии с  тем, что узел ввода сигналов включает последовательно расположенные люминофор с линейчатым спектром излучени  и оптический фильтр, содержащий редкоземельные элементы. С

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике в области статис7Т1ческой радиофизики, предназначено дл  спектральной обработки на пространственнотнекбгерентном свете двумерных распределений  ркости объектов, излучающих в широком интервале длин волн оптического диапазона, и может 6i,iTb использовано в радиоастрономии геофизике и технической диагностике. Известен анализатор пространственных спект- 10 ров, содержащий оптически св занные прот женный источник монохроматического излучени , конденсатор, эталонный модул тор, объектив, фотоэлектрический преобразователь в виде матрицы фотоприемюхков и регистратор . Эталонный модул тор выполнен в виде дао копрелоМл ющей призмы, установленной между двум  скрещенными пол ризаторами 11. Недостатком этого анализатора  вл етс  не- 20 возможность его использовани  дл  анализа сигналов в реальном времени. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  анализатор прост ранственных спектров, содержащий последова тельно расположенные оптически св занные узел ввода сигналов, эталон пространственны частот, интегратор и регистратор. Эталон пространственньЬс частот вьтолнен в виде двух наложенных оптических решеток . Решетки установлею с возкюжностью относительного перемещени ; одна - пр кюлинейного с посто нной скоростью, друга  пилообразного в направлении, пертендику , л рном перемещению первой решетки со ско ростью много большей, чем скоросп перемещени  первой решетки. Анализатор обеспечивает даумерный анализ процессов, записанных в  ркостном виде на носителе в широкой полосе частот {2. Недостатком известного устройства i  вл етс  мала  скорость анализа, поскольку оно представл ет собой анализатор последовательного действи . того, ана.пюзатор не обеспечивает двумерный анализ распределений  ркости реальных оСгьектов. Целью изобретени   вл етс  обеспечение двумерного анализа в реальном времени. Указанна  цель достигаетс  тем, что в анализаторе пространственных спектров, содер жащем последовательно расположенные оптачески св занные узел ввода сигналов, эталон пространственных частот, интегратор н регастрагор , эталон пространственных частот выполнен в внде последовательно расположенных между д)вум  скрещенными пол ризаторами двух пар призм из анизотропного материала. Кроме того, узел ввода сигнала может включать последовательно расположенные люминофор с линейчатым спектром излучени  и оптический фильтр, содержащий редкоземельные элементы.

На чертеже изображена оптическа  схема анализатора пространственных спектров.

Анализатор содержит оптически св зан1П 1е узел 1 ввода сигналов, оптический фильтр 2, эталон 3 пространственных частот, интегратор 4 и регистратор 5. Узел 1 ввода сигналов 15 включает проецирующий объектив 6 и злектронно-оптический преобразователь 7. Оптический фильтр 2 представл ет собой фильтр с резкими границами полос поглощени , выполнен на редкоземельных элементах и содержит , например, гольмий, празеодим и неодим. Эталон 3 пространственных частот содержит призмы 8-П, расположенные между скрещенными пол ризаторами 12 и 13. Оптические оси пол ризаторов 12 и 13 расположены под углом Л U к ос м X и У и перпендикул рно к оптической оси системы. Призмы 8 и 10 I имеют в основании треугольники, а призмы 9 и 11 имеют в основании трапеции. Углы между рабочими гран ми призм ; . Оптические оси призм 8 и 9 ортогональны, и лежат в плоскости XZ. Оптические оси призм 10 и 11 также ортогональны и лежат в плоскости YZ. Оптические оси всех призм ориентированы под углом 7(/4 к оптической оси анализатора . Взаимное положение призм таково, что призмы 8 и 9 образуют пару, в которой все рабочие грани параллельны оси У, а П1ЖЗМ1 1 10 и 11 образуют пару, в которой все рабочие грани параллельны оси X. Призмы 8-11 выполнены из анизотропных материалов с различными показател ми преломлени  дл  необыкновенного п. и обыкновенного о „. лзчей. В частном случае призмы 8-11 выполнены нз одного одноосного кристалла ( ng; ) имеют геометрию, при которой углы между их рабочими гран ми равны (V -V) н длина путн дл  центрального луча в призмах 8 н 9 равна длине пути в призмах 10 и И ( i ог ) Интегратор 4 представл ет собой обьек1НВ . Регистратор 5 вьтолнен в виде матричного фотоприемннка с индикатором. Выходной люмн1юфор электронно-оптического преобразовател  имеет линейчатый спектр излучени . Может быть использован люмннофор К-77 ( Yj Oj to), Анализатор простршственных спектров работает следующим образом. . Про« Щ1рующнй объектив б узла 1 ввода сигналов обеспечивает формирование изображени  двумерного распределени   ркости реалыюго объекта на фотомищени электроннооптического преобразовател  7. После электI рошюго переноса изображени  входному распределению  ркости соответствует распределение  ркости выходного люминофора элекгронно-оптического преобразовател  7. Оптический фильтр 2 осуществл ет вьщеление из эмиссионного спектра люминофора доминирующей линии. В рассматриваемом варианте устройства, т.е. при использовании люминофора К-77, содержащего гольмий, празеодим и неодим оптического фильтра 2,последний выдсл ет наиболее интенсивную линию 611,3 нм Набор пучков параллельных лучей с выхода оптического фильтра Z падает на входную плоскость пол ризатора 12 эталона пространственных частот 3 под разными углами наклона о1 - в плоскости XZ и /ь - в плос кости YZ к оптической оси анализатора. Пол ризатор 12 преобразует каждый луч в две световые волны равной амплитуды, пол ризованные под углом Г/4. к ос м X и Y П1)оход  через призмы 8-11, световые волны прсобретают разность фаз un.(oi,fj)e.(ot,,f4), гдедп,(Ы,р) 6. (flt, - разность хода оптических длин пути дл волн двух пол ризаций в i-й призме Л - длина волны исполь зуемого света. Поскольку рабочие грани призм 8 и 9 пар шлельны оси У, а рабочие грани 10 и 11 па ргшлельны оси X, длина пути, проходимого световыми волнами в призмах 8 и 9 зависит от координаты У, а в призмах 10 и 11 - от координаты X i(o«P) i ( где 8., I в 2 - длина пути, проходимого све товыми волнами в призмах 8, 9 и 10, 11 соответственно Ср , Сд2 дшгаа пути дл  центрального луча в призмах 8, 9 и 10, И соответственно. Знак + или - определ етс  ориентацией оптических осей призм относительно оптической оси модул тора. Вследствие того, что оптические оси в каж дои паре призм взаимно перпендикул риы и расположены под углом 7i/4 к оптической оси системы, а рабочие грани призм 8, 9 и 10, И параллельны соответственно ос м X и У, показатели преломлени  в призмах дл  волн, пол ризованных вдоль осей X и У ( 4t..n)i i 2x %i ,.., n), « % ( -показатели преломлени  в призмах 8 и 9 дл  волн, пол ризован1п 1Х вдоль осей X и У соответственно; -показатели преломлени  в т . призмах lO и 11 дл  волн, пол ризованных вдоль осей X и У соответственно; ( - величина, равна  1 - Здп/ -/4i t,; IQ - показатель преломлени  дл  об,1кновйшого луча; разность показателей преломлени  дл  обыкновенного н необыкновенного лучей. Знак + или - определ етс  ориентациоптических осей призм относительно оптикой оси модул тора. Разность показателей преломлени  дл  волн х пол ризаций в призмах 8 и 9 «V- ivs-t) Разность показателей преломлени  дл  волн х пол ризаций в призмах 10 и 11 ( v--). ., Д VTСдвиг фаз, преобретаемый световь ми. волнапри прохождении через призмы 8-11 (V-Sin-|j(,-n4h f(4-4ti(v--.n-f(v-iey. le,.s..v)-(,(.s.nv). На выходе пол ризатора 13 световой поток еет интенсивность J-.2o.(eв5ЛУ).Пд (х,1 - интенсивность луча на входе пол ризатора 12. Интегратор 4 обеспечивает фокусировку ждого пучка параллельных лучей с выхода л ризатора 13 в точку на плоскости I ч) фотомишени регистратора S. . пределение освегценностн на фотомишени гистратора 5 3J.X) иЦ 1-cosV(d,(i,x,)t iiJvs 41 ( «dxcl-s ; где U)..(e)s AnSin- SinV I 1 .л I .П.Г ,-n stnV; ф(с )( Sin-),i /1 2 ПрГ1 ог/ 7« f l) начальна  фаза эталонной функции; F - фокусное рассто ние интегратора ( объектива) 4; й( ,uf. - разность хода дл  осевого луча в призмах 8, 9 и 10, 11 соответственно . Результат двумерного спектрального анализа , регистртруетс  индикатором регистратора 5. Таким образом, предлагаемый анализатор пространственных спектров осуществл ет двумерный анализ распределени   ркости реальjjyjj объектов в реал«лом времени.

Claims (2)

1. АНАЛИЗАТОР ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СПЕКТРОВ, содержащий последова тельно расположенные оптически связанные узел ввода сигналов, эталон пространственных частот, интегратор и регистратор, отличающийся тем, что, с целью обеопечеш<я двумерного анализа в реальном времени, эталон пространственных частот выполнен в виде последовательно расположенных между двумя скрещенными поляризаторами двух пар призм из анизотропного материала.

2. Анализатор пространственных спектров по π. 1, о тлича ю щ и й с я тем, что узел ввода сигналов включает последовательно расположенные люминофор с линейчатым спектром излучения и оптический фильтр, содержащий редкоземельные элементы.

„. SU ..,.1095057