SU1603201A1 - Method of recording optical pulse - Google Patents

Method of recording optical pulse Download PDF

Info

Publication number
SU1603201A1
SU1603201A1 SU884629631A SU4629631A SU1603201A1 SU 1603201 A1 SU1603201 A1 SU 1603201A1 SU 884629631 A SU884629631 A SU 884629631A SU 4629631 A SU4629631 A SU 4629631A SU 1603201 A1 SU1603201 A1 SU 1603201A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
signal
optical
pulse
electrical signal
time
Prior art date
Application number
SU884629631A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Михайлович Лутковский
Василий Евгеньевич Полянин
Original Assignee
Центральное конструкторское бюро с опытным производством АН БССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральное конструкторское бюро с опытным производством АН БССР filed Critical Центральное конструкторское бюро с опытным производством АН БССР
Priority to SU884629631A priority Critical patent/SU1603201A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1603201A1 publication Critical patent/SU1603201A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к технике регистрации оптических сигналов и может быть использовано в люминесцентных исследовани х, оптической локации, импульсной фотометрии, фотобиологии, сцинцилл ционной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности регистрации. Сущность изобретени  состоит во внесении поправок в регистрируемый сигнал с учетом линейной интерпол ции закона изменени  уровн  темнового тока и изменени  наклона характеристики фотоэлектрического преобразовани , которые имеют место при воздействии регистрируемого импульса. Дл  этого на вход фотоэлектронного прибора до начала регистрируемого импульса и непосредственно после его окончани  подают периодически повтор ющийс  эталонный оптический сигнал, величину которого устанавливают из услови  получени  преобразованного сигнала на середине участка линейности характеристики фотоэлектрического преобразовани . Измер ют сглаженный электрический сигнал Y(T) в различные моменты времени T и величины суммарного сглаженного электрического сигнала G1 в момент времени T1 при воздействии эталонного сигнала на входе прибора и сигнал F1 после его выключени , а также соответствующие величины G2 и F2 в момент времени T2 после окончани  оптического импульса, после чего уточненные значени  регистрируемого оптического импульса определ ют по соответствующей формуле. 2 ил.The invention relates to a technique for detecting optical signals and can be used in luminescent studies, optical location, pulsed photometry, photobiology, scintillation technology. The aim of the invention is to improve the accuracy of registration. The essence of the invention consists in amending the recorded signal taking into account the linear interpolation of the law of the change in the dark current level and the change in the slope of the photoelectric conversion characteristic, which take place under the influence of the recorded pulse. To do this, a periodically repeating reference optical signal is applied to the input of the photoelectric device before the beginning of the recorded pulse and immediately after it ends, the value of which is determined from the condition of obtaining the converted signal in the middle of the linearity section of the photoelectric conversion characteristic. The smoothed electrical signal Y (T) is measured at various times T and magnitudes of the total smoothed electrical signal G 1 at time T 1 under the influence of the reference signal at the device input and the signal F 1 after it is turned off, as well as the corresponding values of G 2 and F 2 at time T 2 after the end of the optical pulse, after which the refined values of the recorded optical pulse are determined by the appropriate formula. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к технике регистрации оптических сигналов и может быть использовано в центных исследовани х, оптической локации,.импульсной фотометрии, фотобиологии , сцинтилл ционной технике.The invention relates to a technique for detecting optical signals and can be used in centration studies, optical location, pulse photometry, photobiology, scintillation techniques.

Цель изобре г ёни  - повьшение точн/ сти регистрации импульсного оптического сигнала за счет уменьшени  диапазона изменени  фототока в процессе регистрации и обеспече1ш  возможности контрол  характеристики фотоэлектрического преобразовани  и темнового тока прибора ло и после прохождени  и шyльcнoгo сигнала.The aim of the invention is to increase the accuracy of recording a pulsed optical signal by reducing the range of variation of the photocurrent during the registration process and ensuring that the photoelectric conversion characteristics and the dark current of the device can be monitored after the passage of the noise signal.

На фиг.1 представлены временные диаграммы, по сн йщие сущность предлагаемого способа; на фиг.2 - схема устройства дл  реализации способа регистрации оптического импульса фо- тоэлектронным прибором.Figure 1 shows the time diagrams that explain the essence of the proposed method; FIG. 2 is a diagram of an apparatus for implementing a method for detecting an optical pulse with a photoelectric device.

Способ осуществл ют следующим об- раэом . --- ;.. . ..; . . На-вход фотоэлектронного прибора до начала р егистрируемог о импул ьс а и непосредс твенно после его окончани  подают периодически повтор ющийс  эталонный оптический сигнал, вели чину которого устанавливают из ус- лови  получени  преобразованного сигнала на середине участка линейности характеристики фотоэлектрического преобразовани  фотоэлектронного прибора , измер ют сглаженный электрический сигнал y(t) в различные моменты времеда t и величины суммарного сглаженного электрического сигнала g,. в момент времени t, при воздействии эталонного сигнала на входе прибора и и сигнала f после его выключени , а также величины -g и f в момент време.ни t после окончани  оптического импульса, после чего уточненные значени  x(t) регистрируемого оптического импульса определ ют по форму- ле- The method is carried out as follows. ---; ... ..; . . Before the start of a photoelectric device, the input signal of the photoelectric device and, after its completion, a periodically repeating reference optical signal is supplied, the value of which is determined from the condition of receiving the converted signal in the middle of the linearity section of the photoelectric conversion characteristic of the photoelectric device; the smoothed electrical signal y (t) at various points in time t and the magnitude of the total smoothed electrical signal g ,. at time t, when the reference signal is applied at the input of the device and the signal f after it is turned off, as well as the values of -g and f at the time moment t after the end of the optical pulse, after which the refined values of x (t) of the recorded optical pulse determine according to the formula

.а,|Ш-,, .j..r.i.(,.,,,.a, | W- ,, .j..r.i. (,. ,,,

при t, t t2at t, t t2

где k(t)1+where k (t) 1+

(p 1) - коэффидаент, (p 1) - coefficient,

. Vучитывающий из- 0. V reading from - 0

менение характеристики фотоэлектрического преобразовани  фотоэлектронного 45 прибора.changing the photoelectric conversion characteristic of the photoelectron 45 device.

Ошибки фотоэлектрической регистрации , возникающие как за счет измене-, НИИ т-емнового тока, так и за счет изменений наклона характеристикиг,Photoelectric registration errors occurring both due to the change in the research institute of the t-magnet current and due to changes in the slope of the characteristic,

фотоэлектрического преобразовани , контролируютс  как до по влени  р.егистрируемого импульса, так и не- осредственно после его окончани , . то позвол ет интерполировать и учитывать ошибку регистрации дл  любо- го момента времени.The photoelectric conversion is monitored both before the appearance of the registered impulse and immediately after its termination,. This allows you to interpolate and account for the registration error for any point in time.

Способ может быть реализован на базе устройства дл  исследовани  фор The method can be implemented on the basis of a device for researching forms

.Q . г 25 .Q. g 25

5five

00

5 five

,,

мы импульса затухающей люми несцен- ции, схема которого пр едставлена на фиг.2. Устройство включает в себ  источник 1 возбуждени  люминесценции , кювету 2 с исследуемым веществом , оптическую систему 3, фотоэлектронный згмножитель 4, фильтр 5 нижних частот, светоизлучающее устройство«We have a decaying luminescence pulse, the circuit of which is shown in Fig. 2. The device includes a luminescence excitation source 1, a cuvette 2 with the test substance, an optical system 3, a photomultiplier 4, a low-pass filter 5, a light emitting device "

6 с генератором 7 дл  его запуска, аналого-цифровой преобразователь 8, блок 9 запуска источника.фотовозбуждени  и интерфейс 10 дл  св зи с ЭВМ.. В устройстве источник 1 возбуждени  и кювета 2 с исследуемым веществом установлены на входе оптической системы 3. На выходе оптической системы 3 устано-влен фотоэлектронный умножитель 4, к выходу которого подключен фильтр 5 нижних частот. Вход аналого-цифрового преобразовател  8 подключен к выходу фильтра 5 нижних частот, а его выход - к входу данных интерфейса 10. Выходы управл ю- .Щих сигналов интерфейса 10 подключе-- ны к входам генератора 7 и блока 9 запуска источника возбуждени , а выходы последних - к светоизлучающему устройству 6 и источнику 1 возбуждени  люминесценции. При этом канал ввода-вывода интерфейса 10 подключен к каналу ЭВМ.6 with a generator 7 to start it, an analog-to-digital converter 8, a block for triggering a photo excitation source and an interface 10 for communicating with a computer. In the device, the source 1 of the excitation and the cell 2 with the test substance are installed at the input of the optical system 3. At the output The optical system 3 is installed photomultiplier 4, the output of which is connected to the filter 5 of the lower frequencies. The input of the analog-digital converter 8 is connected to the output of the low-pass filter 5, and its output is connected to the data input of the interface 10. The outputs of the control signals from the interface 10 are connected to the inputs of the generator 7 and the excitation source trigger unit 9, and the outputs the latter - to the light-emitting device 6 and the source of luminescence excitation 1. The channel I / o interface 10 is connected to the channel of the computer.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В исходном состо нии источник 1 возбуждени  выключен, на кювету 2 подаетс  заданный оптический сигнал (фиг.1а) от светоизлучающего устройства 6., которое периодически запускаетс  импульсами генератора 7. После отражени  от стенок кюветы 2 этот сиг-,- нал через оптическую систему 3 пос-In the initial state, the excitation source 1 is turned off, a predetermined optical signal (Fig. La) from the light-emitting device 6 is fed to the cuvette 2, which is periodically triggered by generator pulses 7. After reflection from the walls of the cuvette 2, this signal is transmitted through the optical system 3 after-

тупает на вход фотоэлектронного умножител  4, выходной сигнал которого (фиг.1г) усиливаетс  и сглаживаетс  фильтром 5 нижних частот, кодируетс  аналого-цифровым преобразователем 8, передаетс  через интерфейс 10 и запоминаетс  в оперативном запоминающем устройстве ЭВМ. При этом запись полученных кодов производитс  в две раз- личные  чейки пам ти ЭВМ, в которые занос тс  код g, суммарного преобразованного сигнала во врем  действи  эталонного импульса и код f после его выключени .blunt to the input of the photomultiplier 4, the output of which (Fig. 1d) is amplified and smoothed by the low-pass filter 5, encoded by the analog-to-digital converter 8, transmitted via the interface 10 and stored in the computer's random access memory. In this case, the obtained codes are recorded in two different computer memory cells, into which code g is inserted, the total converted signal during the action of the reference pulse and the code f after it is turned off.

Коды g, и f периодически обновл ютс  до момента начала регистрации оптического импульса. Codes g and f are periodically updated until the start of the registration of the optical pulse.

В момент поджига источника 1 возбуждени  от блока 9 запуска (фиг.16) действие генератора 7 запрещаетс  сигналом с интерфейса 10 и подача эталонного сигнала от светоизлучаю- щего устройства 6 прекращаетс . Импульс высвечивани  люминесценции (фиг.1в) через оптический фильтр 3 принимаетс  фотоэлектронным умножителем 4, и полученный сигнал y(t) после усилени  и сглаживани  оциф- ровьшаетс  и запоминаетс  в заданных  чейках запоминающего устройства ЭВМ.At the time of ignition of the excitation source 1 from the start-up unit 9 (Fig. 16), the action of the generator 7 is prohibited by the signal from the interface 10 and the supply of the reference signal from the light-emitting device 6 is stopped. The luminescence luminescence pulse (Fig. 1b) through the optical filter 3 is received by the photomultiplier 4, and the received signal y (t), after amplification and smoothing, is digitized and stored in the given cells of the computer memory.

После паузы, продолжительность которой задаетс  в зависимости от длительности ;регистрируемых: импульсов л киинесценции, ЭВМ через интерфейс 10 снимает запрет, генератор 7 включаетс  и подача эталонного сигнала на вход фотоэлектронного умножител  4 возобновл етс . После измерени  и запоминани  значений суммарного сигнала gg и темнового тока f ЭВМ производит корректировку зарегистрированного сигнала,y(t) в соответствии с исходными выражени ми.After a pause, the duration of which is set depending on the duration; of the detected: lasers, the computer removes the prohibition through interface 10, the generator 7 is turned on and the reference signal to the input of the photoelectric multiplier 4 is resumed. After measuring and storing the values of the total signal gg and the dark current f, the computer corrects the registered signal, y (t), in accordance with the initial expressions.

Особенности практической реализации изобретени  по сн ютс  следующими примерами вычислени  сигнала x(t) дл  момента времениThe features of the practice of the invention are explained by the following examples of calculating the signal x (t) for a point in time

t, +t, +

22

t2t2

Пример 1. Случай измен ющейс  характеристики фотоэлектрического преобразовани  и нулевого темново г о тока: , 0; g Подстановка указанных значений измеренных уровней сигнала дает K( 1,05; x(t) 0,952y(t).Example 1. The case of varying photoelectric conversion and zero dark current characteristics:, 0; g Substituting the indicated values of the measured signal levels gives K (1.05; x (t) 0.952y (t)).

Пример 2. Случай изменени  характеристики фотоэлектрического преобразовани  типа устапость и линейного нарастани  темнового тока: gz 0,9g,; f, 0; f 0,2g,; y(t) 2g,. Подстановка указанных значений дает K(t) 0,85; x(t ) 1,08y(t).Example 2. The case of a change in the photoelectric conversion characteristic of stagnation and linear dark current growth: gz 0.9g; f, 0; f 0,2g; y (t) 2g ,. Substituting the specified values gives K (t) 0.85; x (t) 1.08y (t).

П p и M e p 3. Случай посто нства характеристики фотоэлектрического преобразовани  и темнового тока:P p and M e p 3. The case of the constancy of the photoelectric conversion characteristic and the dark current:

25 Ч25 h

f,. При этом K(t) 1,f ,. In this case, K (t) 1,

g| (.,Хg | (., X

x(t) y(t) - f, , т.е. этот частный случай сводитс  к вычитанию пос- то нного значени  темнового тока.. Другими словами, способ вычитани  темнового тока посто нного уровн   вл етс  частным случаем по отношениx (t) y (t) - f, i.e. this particular case is reduced to subtracting the actual value of the dark current. In other words, the method of subtracting the dark current of the constant level is a special case in relation to

..

7 е  ю107 F 10

о-« about-"

: :

а but

,,

с- . ниюwith- . niyu

к предлагаемому способу. В то же врем  повышение точности регистрации достигаетс  даже в этом простейшем случае. Такое повьппение точности обусловлено тем, что уровень темнового тока измер етс - непосредственно перед прохождением оптического импул.ьса и . ность оценки его уровн  выше по сравнению с известным способом. Кроме того, , при периодической подаче эталонных импульсов создаетс  посто нна  составл юща  фототока, котора  значительно превышает уровень темнового тока, что обеспечивает повышение стабильности характеристик фотоэлектронного прибора по сравнению с известным способом вследствие уменьшени  диапазона изменени  посто нной сос- 20 тавл ющей фототока.to the proposed method. At the same time, an increase in registration accuracy is achieved even in this simplest case. Such accuracy is due to the fact that the dark current level is measured - just before the passage of the optical pulse and. The assessment of its level is higher in comparison with the known method. In addition, with the periodic supply of reference pulses, a constant component of the photocurrent is created, which significantly exceeds the level of dark current, which improves the stability of the characteristics of the photoelectronic device in comparison with the known method due to a decrease in the range of variation of the constant photocurrent photocurrent.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ регистрации оптического 25 импульса,, включающий пропускание регистрируемого импульса через оптическую систему и преобразование его в электрический сигнал с помощью фотоэлектронного прибора, а также сглаживание преобразованного электрического сигнала при сомогаи фильтра нижних частот, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности регистрации, на вход фотоэлектронного прибора до начала импупьса 35 и непосредственно после его окончани  подают периодически повтор ющийс  эталонный оптический сигнал, ве- , личину которого устанавливают из услови  получени  преобразованного сиг- 40 нала на середине линейного участка характеристики фотоэлектрического преобразовани  фотоэлектронного прибора, измер - ют величину сглаженного электрического сигнала y(t) в различные моменты време- 5 ни t, величину сглаженного электрического сигнала g в момент времени t при воздействии эталонного сигнала на фотоэлектронный прибор, величину сигнала f после выкпючени  эталонного 50 сигнала до начала оптического импульса , а также соответств тошие величины сигналов g2.H f в момент времени t после окончани  оптического импульса, , а значени  регистрируемого оптическо- .55 го импульса x(t) определ ют по формулеA method of registering an optical pulse 25, which includes passing a detected pulse through the optical system and converting it into an electrical signal using a photoelectronic device, as well as smoothing the converted electrical signal during a lowpass filter, which, in order to increase the recording accuracy, To the input of the photoelectronic device prior to the beginning of the impedance 35 and immediately after its termination, a periodically repeating reference optical signal is supplied, the magnitude of which Based on the condition of obtaining the converted 40 signal in the middle of the linear section, the characteristics of the photoelectric conversion of the photoelectronic device are measured, the value of the smoothed electrical signal y (t) is measured at different instants of time t, the value of the smoothed electrical signal g at time t reference signal to a photoelectric device, the signal f after the reference signal 50 is turned off before the optical pulse begins, as well as the corresponding values of the signals g2.H f at the instant of time neither t after the end of the optical pulse, and the values of the detected optical .55 pulse x (t) are determined by the formula 30thirty 2(t) K(t)2 (t) K (t) f, - f-Ч-г (« - f, - f-Ч-г («- t 2. - с (t 2. - with ( при t, t « tat t, t "t где K(t) e 1 +where K (t) e 1 + 4. li.( ..4. li. (.. tj-t, коэффициент, учи-5tj-t, factor, teach-5 тьшающий изменеAwesome treason ние характеристики фотоэлектри:- ческого преобразовани  фотоэлектронного прибора.characteristics of photovoltaic: - the conversion of a photoelectronic device. ,ff УпрО ЯЮЩУВ CUSHOAfJ ТТЮURO YUSHCHUV CUSHOAfJ TTY awoxawox В513АД- 865(7ДДV513AD-865 (7DD ПЫPy
SU884629631A 1988-10-10 1988-10-10 Method of recording optical pulse SU1603201A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884629631A SU1603201A1 (en) 1988-10-10 1988-10-10 Method of recording optical pulse

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884629631A SU1603201A1 (en) 1988-10-10 1988-10-10 Method of recording optical pulse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1603201A1 true SU1603201A1 (en) 1990-10-30

Family

ID=21419330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884629631A SU1603201A1 (en) 1988-10-10 1988-10-10 Method of recording optical pulse

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1603201A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Муртазин К.А. и др. Исследование статистических параметров формы импульсов излучени промыишенных когерентных источников. - И{-шульсна фотометри , вып. 8. Л.: ManniHocTpoe- ние, 1984, с. 186. Малашин М.С. и др. Основы проектировани лазерных локационных систем. М.: Высша школа-, 1983, с. 77. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2744806A1 (en) MAGNETIC FIELD DETECTOR AND DETECTION METHOD
CN111983586B (en) Control method and control system of photoelectric detector and laser radar
EP0058703B1 (en) An arrangement for increasing the dynamic range at the input stage of a receiver in an optical fibre information transmission system
SU1603201A1 (en) Method of recording optical pulse
CN113552556A (en) Photoelectric detection module for laser radar, laser radar and ambient light detection method
US5781322A (en) Method and apparatus for measuring the noise figure of an optical amplifier
USRE39527E1 (en) Method and apparatus for measuring a low power signal
WO2022161702A1 (en) Lidar time-of-flight signal processing
JPH07240714A (en) Signal light detector
EP0437585A1 (en) Process for metering electric power and device for its implementation.
CN114594494B (en) Laser radar system and ambient light denoising method thereof
CN114594493B (en) Laser radar system and ambient light sensing method thereof
CN114594455B (en) Laser radar system and control method thereof
US11061137B2 (en) Proximity detection device and method comprising a pulse transmission circuit to transmit into a scene plural optical pulses with different pulse durations during a detection period
RU2006886C1 (en) Method and device for geoelectric prospecting
RU2810710C1 (en) Method for accumulating light-location signals
RU2791151C1 (en) Method for incoherent accumulation of pulsed light-location signals
CN117930193A (en) Bias control system, bias control method, electronic equipment and laser radar
SU1696894A1 (en) Photometer
JP2007212157A (en) Optical range finder
SU726670A1 (en) Device for receiving self-synchronizing pulse trains
FR2802366A1 (en) PULSE-CONTROLLED ANALOG SOCKET
CN116907640A (en) Method for determining ROTDR optimal optical pulse power based on fibonacci number
CN116700059A (en) Control method and device of laser receiving circuit and storage medium
SU1649305A1 (en) Method for reception of optical signals