SU1492307A1 - Акустооптический анализатор спектра - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области оптической обработки информации и предназначено дл  анализа спектров электрических сигналов. Цель изобретени  - повышение разрешающей способности. Анализатор спектра содержит последовательно-оптически св занные лазер 1, расширитель 2 светового пучка, первый акустооптический модул тор 3, Фурье-объектив 4, второй объектив 7 и фотоприемное устройство 13, электрический выход которого подключен к выходу анализатора спектра, а также усилитель 12 мощности, выход которого соединен с электрическим входом первого акустооптического модул тора 3, и генератор 8 опорных электрических сигналов. За счет введени  последовательной цепочки из балансного модул тора 10 и умножител  11 частот, включенной между выходом анализатора 9 спектра и входом усилител  12 мощности, а также второго 5 и третьего 6 акустооптических модул торов, расположенных по обе стороны второго объектива 7 на двойном его фокусном рассто нии и подключенных к генератору 8, как и один из входов балансного модул тора 10, достигаетс  увеличение угловой апертуры оптической системы и тем самым (10-12) - кратное повышение разрешающей способности. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к оптической обработке информации и может быть использовано в радиотехнике дл  анализа спектров электрических сигналов.

Цель изобретени  - повьпиение разрешающей способности.

На чертеже представлена структурно-функциональна  схема предлагаемого анализатора.

Акустооптический анализатор спектра содержит последовательн о расположенные на оптической оси лазер 1, расширитель 2 светового п.учка, первый акустооптический модул тор (АОМ) 3, Фурье-объектив 4, второй 5 и тре- .тий 6 АОМ с вторым объективом 7 между ними. Генератор 8 опорных электрических сигналов подключен к эле ктрическим входам АОМ 5 и 6. Вход анализатора 9 спектра соединен с одним из входов балансного модул тора 10, второй вход которого подключен к генератору 8 , а выход через последовательно соединенные умножитель 11 частот и усилитель 1 2 мощности соединен с электрическим входом первого АОМ 3, Второй АОМ 5 установлен по ходу светового луча за задней фокальной плоскостью Фурье-объектива 4, третий АОМ 6 - перед фотоприемным устройством 13, электрический выход которого подключен к выходу анализатора спектра. Второй объектив 7 установлен на рассто нии, равном его удвоенному фокусному рассто нию от каждого из АОМ 5 и 6.

Анализатор работает следующим образом .

Плоскопараллельный световой поток сформированный системой линз расширител , поступает на оптический вход АОМ 3, где модулируетс  фазо-

,

10

15

20

бы увеличить рассто ние между дифракционными максимумами светового потока на выходе оптической системы анализатора и тем самым повысить его разрешающую способность.

Преобразованный сигнал с выхода умножител  11 частот поступает на вход усилител  12 мощности. Выход усилител  содержит согласующую нагрузку , необходимую дл  получени  к электрическому входу пьезопреобразо- вател  АОМ 3.

В задней фокальной плоскости Фурье- объектива 4 формируетс  пространственный амплитудно-частотный спектр светового сигнала, характеристики которого завис т от параметров исследуемого электрического сигнала. Поскольку изображение амплитудно- частотного спектра не разрешаетс  оптической системой анализатора достаточно точно дл  регистрации его 25 фотоприемньм -устройством, необходимо повысить разрешающую способность системы путем введени  двух дополнительных АОМ 5 и 6. Оптически сопр женные АОМ 5 и 6, электрические выходы которых подключены к выходу Генератора 8 опорных электрических сигналов, установлены за задней Фокальной плоскостью Фурье-объектива 4. Между АОМ 5 и 6 расположен объектив 7 так, чтобы рассто ни  от АОМ 5 до объектива 7 и от объектива 7 до АОМ 6 были равны и составл ли 2f, где f - фокусное рассто ние объектива 7, что соответствует условию оптического сопр жени . Введение АОМ 5 в оптическую систему анализатора эквивалентно по влению нескольких точечных источников, сдвинутых один относительно другого.

30

35

40

вой дифракционной решеткой звукопро- дЗ идентичных первоначальному источнивода , образованной под воздействием сигнала на электрическом входе АОМ 3. Исследуемый сигнал от источника поступает на вход балансного модул тора 10 в качестве модулирующего сигнала, . несущую подают от генератора 8 опорных электрических сигналов. Спектр сигнала на выходе балансного модул тора 10 содержит только гармоники

50

ку в задней фокальной плоскости Фурье-объектива 4, АОМ 6 формирует в плоскости изображени  дифракционные максимумы на рассто них, превышающих первоначальные. Это происходит за счет дифракции световых волн исход щих из точечных источников, которые формирует дифракционна  решетка АОМ 5, на дифракционной респектра исследуемого сигнала с подав-55 шетке звукопровода АОМ 6. В результате фотоприемное устройство 13, ра положенное за АОМ 6, регистрирует на выходе спектр исследуеьв 1х сигнал с высокой разрешакжцей способностью

ленной несущей.

Умножитель 1I частот осуществл ет умножение частот выходного сигнала балансного модул Гора 10 с тем, что0

ку в задней фокальной плоскости Фурье-объектива 4, АОМ 6 формирует в плоскости изображени  дифракционные максимумы на рассто них, превышающих первоначальные. Это происходит за счет дифракции световых волн, исход щих из точечных источников, которые формирует дифракционна  решетка АОМ 5, на дифракционной решетке звукопровода АОМ 6. В результате фотоприемное устройство 13, расположенное за АОМ 6, регистрирует на выходе спектр исследуеьв 1х сигналов с высокой разрешакжцей способностью

за счет увеличени  углопии лпертчфы оптической системы.

По сравнению с известным, в предлагаемом анализаторе достигаетс  (10-12)-кратное повышение разрешающей способности, а значит и точности анализа спектра входного электрического сигнала.

I

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Акустосптический анализатор спектра , содержащий последовательно-оптически соединенные лазеры, расширитель светового пучка, акустооптический модул тор , электрический вход которого подключен к выходу усилител  мощности , Фурье-объектив, второй объектив и фотоприемное устройство, электрический выход которого подклкмен к выходу анализатора спектра, а также генератор опорных электрических сигналов отличающийс  тем, что, с

   сти, в Hei-0 введены дополнительно второй и третий акустооптические модул торы, балансный модул тор и усилитель частот, причем второй акустооптический модул тор установлен за задней фокальной плоскостью Фурье-объектива, третий акусто оптический модул тор установлен

   10 перед фотоприемным устройством, а второй объектив расположен между вторым и третьим акустооптическим модул торами на рассто нии, равном своему удвоенному фокусному рассто 15 нию от каждого из них, при этом выход генератора опорных электрических сигналов подключен одновременно к электрическим входам второго и третьего акустооптических модул торов и

   20 первому входу балансного модул тора, второй вход которого соединен с входом анализатора спектра, а выход - с входом умножител  частот, который

   своим выходом подключен к входу уси- целью повыпений разрешающей способно- 25 лител  мощности.

   сти, в Hei-0 введены дополнительно второй и третий акустооптические модул торы, балансный модул тор и усилитель частот, причем второй акустооптический модул тор установлен за задней фокальной плоскостью Фурье-объектива, третий акусто оптический модул тор установлен

   перед фотоприемным устройством, а второй объектив расположен между вторым и третьим акустооптическим модул торами на рассто нии, равном своему удвоенному фокусному рассто нию от каждого из них, при этом выход генератора опорных электрических сигналов подключен одновременно к электрическим входам второго и третьего акустооптических модул торов и

   первому входу балансного модул тора, второй вход которого соединен с входом анализатора спектра, а выход - с входом умножител  частот, который