SU1762318A1 - Способ голографической регистрации быстропротекающих процессов и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

1

(21)4813829/24 (22) 13.04.90 (46) 15.09.92..Бюл. №34 (75) О.И.Долгих. Г.Н.Колобродов и С.О.Долгих

(56)Авторское свидетельство СССР № 263769, кл. G 03 С 9/08, 1968.

Авторское свидетельство СССР № 610433, кл. G 03 Н 1/04,1972.

(54) СПОСОБ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИИ БЫСТРОПРОТЕКАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57)Изобретение относитс  к голографиче- ской регистрации быстройротекающих процессов , осуществл етс  на основе модул ции опорного луча на величину пропорциональной средней частоте эффекта Доплера. Дл  осуществлени  этого эффекта пучок лазерного излучени  раздел ют на опорный и сигнальный пучки, направл ют сигнальный пучок на объект и объедин ют опорный пучок и отраженный от объекта сигнальный пучок в плоскости носител  информации , перед объединением опорного и отраженного от объекта сигнального пучка часть отраженного от объекта сигнального пучка преобразуют в сигнал, пропорциональный средней частоте эффекта Доплера, обусловленного скоростью движени  объекта , с помощью полученного сигнала преобразуют частоту опорного пучка на величину средней частоты эффекта Доплера, ограничивают апертуры преобразованного по частоте , опорного и отраженного от объекта сигнального пучков в плоскости носител  информации. После этого осуществл ют линейное перемещение носител  информации в процессе регистрации с посто нной скоростью . Дл  осуществлени  способа используетс  устройство, содержащее лазер 1, выход которого оптически св зан с первым светоделителем 2, причем первый выход первого светоделител  оптически св зан со входом второго светоделител  20, первый выход которого через последовательно расположенные отражатель и первый ограничитель 19 апертуры пучка со входом фотоприемного блока 4, вход первого фокусирующего объектива 24  вл етс  первым оптическим входом устройства, второй выход первого светоделител  2  вл етс  оптическим выходом устройства, второй выход второго светоделител  20 оптически св зан со входом электрооптического модул тора 5, выход которого через второй ограничитель 12 апертуры пучка оптически св зан с носителем информации 8, второй выход интегратора 6 подключен к управл ющему входу механизма 9 перемещени  носител . 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

сл

с

XI

о ю со

00

Изобретение относитс  к автоматике, а точнее к области регистрации быстропроте- кающих процессов.

Известен способ топографической регистрации быстропротекающих процессов, основанный на том, что преобразованию по частоте подвергают сигнальный луч, затем

направл ют этот луч на объект, а голограмму фиксируют после прохождени  рассе нного объектом излучени  через узкополосный частотный фильтр.

Недостатком этого способа регистрации  вл етс  то, что он не позвол ет четко регистрировать перемещени  смещени 

объекта и его колебани , т.к. интерференционна  картина списываетс  не основной волной интенсивности.

Известно устройство дл  голографиче- ской записи электрических сигналов, которое состоит из лазера, коллиматора светоделител , отражательного зеркала, опорного и информационного каналов света , диафрагмы и носител  информации с механизмом лентопрот жки, где в информационный канал введен однополосный фазовый модул тор.

Недостатком этого устройства  вл етс  невысока  точность записи, т.к. запись осуществл етс  не основной волной интенсивности .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности оптической регистрации информации и увеличение плотности регистрации на носителе.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе голографической регистрации информации , заключающемс  в том, что пучок лазерного излучени  раздел ют на опорный и сигнальный пучки, направл ют сигнальный пучок на объект и объедин ют опорный пучок и отраженный от объекта сигнальный пучок в плоскости носител  информации, перед объединением опорного и отраженного от объекта сигнального пучков часть отраженного от объекта сигнального пучка преобразуют в сигнал, пропорциональный средней частоте эффекта Доплера, обусловленного скоростью движени  объекта, с помощью полученного сигнала преобразуют частоту опорного пучка на величину средней частоты эффекта Доплера, ограничивают апертуры преобразованного по частоте опорного и отраженного от объекта сигнального пучков в плоскости носител  информации , после чего осуществл ют линейное перемещение носител  информации в процессе регистрации с посто нной скоростью. Кроме того, в устройство дл  голографической регистрации быстропротекающих процессов , содержащее лазер, выход которого оптически св зан с первым светоделителем, носитель информации, механически св занный с механизмом его перемещени ,элект- рооптический модул тор, введены второй светоделитель, отражатель, первый и второй фокусирующие объективы, фотоприемный блок, первый и второй ограничители апертуры пучков, интегратор и блок формировани  управл ющих сигналов, причем первый выход первого светоделител  оптически св зан со входом второго светоделител , первый выход которого через последовательно расположенные отражатель и первый ограничитель апертуры пучка

со входом фотоприемного блока, выход первого фокусирующего объектива через первый ограничитель апертуры оптически св зан со входом фотоприемного блока,

вход первого фокусирующего объектива  вл етс  первым оптическим входом устройства , второй выход первого светоделител   вл етс  оптическим выходом устройства, втором выход второго светоделител  опти0 чески св зан со входом электрооптического модул тора, выход которого через второй ограничитель апертуры пучка оптически св зан с носителем информации, с которым через второй ограничитель апертуры пучка

5 оптически св зан выход второго фокусирующего объектива, вход которого  вл етс  вторым оптическим входом устройства, выход фотоприемного блока подключен ко входу интегратора, первый выход которого

0 подключен к управл ющему входу электрооптического модул тора, второй выход интегратора подключен к управл ющему входу механизма перемещени  носител . Изобретение основано на введении в

5 опорный луч блока смещени  частоты луча и электрической св зи управлени  между механизмом перемещени  носител  и интегратором , причем блок состоит из набора элементов логически св занных между со0 бой и этот блок производит смещение опорного луча на величину средней частоты эффекта Доплера, обусловленной средней скоростью движени  объекта, гле запуск системы производитс  опорными и информа5 ционными лучами, поступающими на фотоприемник (датчик гетеродинировани  света), а сигнал с этого датчика путем электрических св зей через систему элементов подаетс  на электрооптический модул тор.

0 На чертеже изображена функциональна  схема устройства дл  голографической регистрации быстропротекающих процессов , с помощью которого осуществл етс  предлагаемый способ. Устройство содер5 жит лазер 1, светоделитель 2, выполненный в виде полупрозрачного зеркала, систему 3 преобразовани  опорного пучка, состо щую из фотоприемника 4 (датчика гетеродинировани  света), электрооптического

0 модул тора 5, интегратора 6 и формировател  7 управл ющих сигналов. Устройство также содержит носитель информации 8 (кинолента ), механизм 9 перемещени  носител  информации (лентопрот жный

5 механизм), объект регистрации 10, пучок 11 лазерного излучени , пучок 12, опорный пучок 13, отраженный пучок 14, пучок 15 излучени , поступающий из электрооптического модул тора, часть пучка опорного излучени  16, поступающий на электрооптический

модул тор, отражатель 18, ограничители апертуры пучков (щели) 17 и 19, второй светоделитель 20, часть опорного пучка 21, поступающа  на фотоприемник, фокусирующие объективы 22 и 23. Опорный луч 12 после светоделител  20 направл етс  на объект 10, информационный луч-это луч 14, отраженный от объекта 10, Часть опорного луча 16 направлена на электрооптический модул тор 5, делительное зеркало 20 и зеркало 18 дл  ориентировки опорного луча 21 на фотоприемник 4.

Дл  остановки вычислени  средней частоты эффекта Доплера в блоке 3 вводитс  электрическа  св зь между лентопрот ж- кой 9 и интегратором 6.

Дл  автоматического включени  лентопрот жного механизма в автоматическом режиме сигнал на включение лентопрот жного механизма 9 подаетс  с интегратора 6.

В этом случае интегратор 6 дает команду на включение блока 9 после вычислени  средней частоты эффекта Доплера ( аъ ) с выбранной точностью.

Устройство работает следующим образом: луч 11 лазера 1, проход  через делительное зеркало 2, делитс  на два луча 12 и 13 с частотой СО и лоцирует движущийс  объект 10. При локации объекта 10 лучом 12 с частотой по вл етс  отраженный луч 14, который имеет частоту coz за счет эффекта Доплера. Луч 13  вл етс  опорным. Дл  быстродвижущихс  объектов V 0,5 км/с разность (Oi достигает больших величин, например нескольких мегагерц. Поэтому дл  уменьшени  смазывани  дифракционной решетки при записи на кинопленку 8 через щель 17 в опорный луч 13 введена система преобразовани  опорного луча 3. Система состоит из элементов 4-7, которые св заны между собой электрически . Система 3 начинает работать при вводе на датчик 4 через щель 19 опорного луча 21 полученного путем делени  на зеркале 20 луча 13 на лучи 16 и 21 с частотой ал и информационного луча 14 с частотой (ai. Информационный луч 14 направл етс  на фотоприемник 4 фокусирующим объективом 23. Электрический сигнал с выхода фо- топриемника 4 поступает на вход интегратора 6, а с выхода интегратора на вход формировател  управл ющих сигналов 7, а с выхода формировател  7 на управ- л ющие клеммы злектрооптического модул тора 5. Электрооптический модул тор 5 производит смещение введенного в него опорного луча 13 на величину средней частоты эффекта Доплера, сигналом обусловленным средней поступательной скоростью движени  объекта 10. Модулированный опорный луч 15 через щель 17 направл ют на кинопленку 8, т.е. блок вырабатывает электрический управл ющий

сигнал о величине средней частоты Доплера Шс. Сигнал поступает в электрический модул тор 5. При этом частота луча 16 сдвигаетс  на величину, частично компенсирующую среднюю скорость V движени  объекта 10,

и направл етс  на кинопленку 8, как разность частот -Шс в виде луча 15. Благодар  чему уменьшаетс  смазывание дифракционной решетки при записи на кинопленку 8.

В момент включени  лентопрот жного механизма 9 с него выдаетс  сигнал на интегратор 6. При этом сигнал осуществл ет прекращение вычислени  средней частоты эффекта Доплера в интеграторе 6. При этом

электрооптическим модул тором 5 осуществл етс  сдвиг частоты луча 13 на посто нную величину во врем  всего сеанса.

При движении объекта со скоростью в плоскости кинопленки образуетс  основна 

бегуща  волна интенсивности.

Голограмма имеет дифракционную эффективность , равную

а aisin с

V

И

(W1 -ftfc-ОД)

где hi - ширина щели диафрагмы; Vi - скорость кинопленки;

СО2 - частота отраженного от объекта информационного луча;

- частота луча лазера;

С0с - средн   частота эффекта ДоплеРа;

ai - амплитуда опорного луча:

32 - амплитуда информационного луча. Если произошла полна  компенсаци  разности частот между частотами ш и од то дифракционна  эффективность голограммы на кинопленке 8 будет равна

J/OT -о- 31 32

Claims (2)

1. Способ голографической регистрации быстропротекающих процессов, заключающийс  втом, что пучок лазерного излучени  раздел ют на опорный и сигнальный пучки, направл ют сигнальный пучок на объект и

объедин ют опорный пучок и отраженный от объекта сигнальный пучок в плоскости носител  информации, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности регистрации и увеличени  плотности регистрации на носителе, перед объдинением опорного и отраженного от объекта сигнального пучков часть отраженного от объекта сигнального пучка преобразуют в сигнал, пропорциональный средней частоте эффек- та Доплера, обусловленного скоростью движени  объекта, с помощью полученного сигнала преобразуют частоту опорного пучка на величину средней частоты эффекта Доплера, ограничивают апертуры преобра- зованного по частоте опорного и отраженного от объекта сигнального пучков в плоскости носител  информации, после чего осуществл ют линейное перемещение носител  информации в процессе регистра- ции с посто нной скоростью.

2. Устройство дл  голографической регистрации быстропротекающих процессов, содержащее лазер, выход которого оптиче- ски св зан с первым светоделителем, носитель информации, механически св занный с механизмом его перемещени , электрооптический модул тор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности регистрации и увеличени  плотности регистрации на носителе, в устройство введены второй светоделитель, отражатель, первый и второй фокусирующие объективы, фотоприемный блок, первый и второй ограничители апертуры пучков, интегратор и блок формировани  управл ющих сигналов, причем первый выход первого светоделител  оптически св зан с входом второго светоделител , первый выход которого через последовательно расположенные отражатель и первый ограничитель апертуры пучка - с входом фотоприемного блока, выход первого фокусирующего объектива через первый ограничитель апертуры оптически св зан со входом фотоприемного блока, вход первого фокусирующего объектива  вл етс  первым оптическим входом устройства, второй выход первого светоделител  оптически св зан с входом электрооптического модул тора, выход которого через второй ограничитель апертуры пучка оптически св зан с носителем информации, с которым через второй ограничитель апертуры пучка оптически св зан выход второго фокусирующего объектива, вход которого  вл етс  вторым оптическим входом устройства, выход фотоприемного блока подключен к входу интегратора, первый выход которого подключен к управл ющему входу электрооптического модул тора, второй выход интегратора подключен к управл ющему входу механизма перемещени  носител .