SU381054A1 - Оптический интерференционный следящий фильтр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  фильтрации светового излучени . Фильтр может быть использован в системах св зи и лоКации , использующих излучение оптических Квантовых генераторов.

Известны оптические интерференционные След щие фильтры, содержащие перестраивае1 1ый интерферометр Фабри-Перо, два фотоПриемника , включенных в дифференциальную схему, и исполнительный механизм,

Предлагаемый фильтр отличаетс  тем, что Содержит светоделитель и плоское зеркало, Установленное в ходе проход щего через И1 терферометр -под углом 81 пучка и направл ющее его под углом 02 на дополнительный Интерферометр. Зависимость между длинами Оптических путей интерферометров LI и LZ и углами 01 и 02 выражаетс  формулами:

Z ., --; 1 + п г: 1

r.yR

cos

I

arc cos

1-/

1+ «ГТТ

г. YR)

где R - коэффициент отражени  зеркал интерферометров , а фотоприемникн, управл ющие исполнительным механизмом синхронного изменени  длин оптических путей LI и LZ обоих интерфером-етров, установлены S ходе проход щих и отраженных от одного из интерферометров лучей другого пучка . Пары зеркал интерферометров выполнены в виде единых блоков,

Такое выполнение интерференционйого след щего фильтра увеличивает прозрачность и сужает ее полосу.

На фиг. 1 изображеий схема фильтра; на фиг, 2 представлены характеристики пропускани  фильтра и частотного различител .

Фильтр содержит расщепитель луча (в данном случае полупрозрачное зеркало 1 и зеркало 2), интерферометр Фаби-Перо 3, зеркало 4, приемник 5, фотодетекторы 6 и 7, дифференциальную схему 8, цепь обратной св зи 9, пьезоэлектрические преобразователи Ю. Одно из зеркал интерферометра со стороны отражающего сло  сделано двухступенчатым, в результате чего интерферометр имеет две

ступени / и // с различными длинами LI и 1-2, что эквивалентно двум интерферометрам.

Подлежащий фильтрации оптический сигнал мощностью РВХ и частотой fo в виде параллельного пучка нанравл етс  на полупрозрачное зеркало /. На пути луча Л установлено зеркало 2, которое направл ет световой поток через ступень / интерферометра на зеркало 4 под углом 01, обеспечивающим максимальное пропускание сигнала данной частоты

/о- Отрал енный от зеркала 4 пучок света В

направл етс  обратно через ступень // к апертуре приемника 5 под углом 82, также обеспечивающим максимальное пропускание сигнала.

Принцип фильтрации заключаетс  в том, что «зубь  гребенок частотных характеристик ступеней I м II совпадают только на частоте /о (фиг. 2а, б).

Частотные интервалы ступеней отличаютс  на малую величину тД/„(), в силу чего «зубь  гребенок не совпадают на большом интервале (используетс  принцип нониуса). Например, при мм; т 2; R Q,99; Д/„ 40-106 гц; Д/;, 15.105 гц соБпадение зубьев гребенок ступеней произойдет примерно через

А -1000Д/А. 15-10 гц.

Если центральна  частота установленного перед след щим фильтром предварительного фильтра примерно совпадает с частотой сигнала , а ширина полосы пропускани 

30-102 гц, что соответствует A.SOA, в полосе AV происходит только одно совпадение зубьев гребенки на частоте /о и обща  оптическа  полоса пропускани  ,6А/л при А/л А/л (фиг. 2в). При А/;Г, равной полосе сигнала выигрыш в отношении сигнал/шум примерно равен Av/A/«, т. е. чувствительность приема можно улучшить в 10 -10 раз, что позволит увеличить дальность св зи на два пор дка при той же мощности передатчика.

Дл  обеспечени  равной частотной перестройки ступеней и требуемого несовпадени  их «гребенок должны выполн тьс  следующие соотношени :

cos

РП arc cos

l - R

+ -;п)

, / , 1 -; , Z...(l4-/«-- jA.

При ,99 и 2-1,006 LI, т. е. разница в длине ступеней очень невелика.

Синхронна  перестройка интерферометров облегчаетс , если оба интерферометра  вл ютс  ступен ми одного ИФП, имеющего одно общее подвижное зеркало, продольное неремещение которого AL обеспечиваетс , например , пьезоэлектрическими преобразовател ми. Д.т  автоматической перестройки используетс  луч В, который направл етс  через одну

из ступеней ИФП на ф-отодетектор 6 таким образом, что обеспечиваетс  настройка на середину ската резонансной кривой пропускани  (фиг. 2г), а на пути отраженного луча Г (Ротр 1-Рпрох, фиг. 2(3) установлен фотодетектор 7, и выходы обоих фотодетекторов соединены по дифференциальной схеме 8.

Управл ющее напр жение со схемы 8 через цепь обратной св зи 9 подаетс  на пьезоэлектрические преобразователи JO.

Предмет изобретени 

1. Оптический интерференционный след щий фильтр, содержащий перестраиваемый интерферометр Фабри-Перо, два фотоприемника , включенных в дифференциальную схему , и исполнительный механизм, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  прозрачности и сужени  ее полосы, он снабжен светоделителе .м и плоским зеркалом, установленным в ходе проход щего через интерферометр под углом 01 нучка и направл ющим его под углом 02 на дополнительный интерферометр, при этом зависимость между длинами оптических путей интерферометров LI и L2 и углами в и 02 выражаетс  формула.ми;

, /. , ,

)

COS PI

1

Claims (2)

1. I + т

   r.yR

   где jR--коэффициент отражени  зеркал интерферометров , а фотоприемники, управл ющие исполнительным механизмом синхронного изменени  длин оптических путей LI и L2 обоих интерферометров, установлены в ходе Проход щих и отраженных от од

   кого из интерферометров лучей другого  учка.
2. 2. Фильтр по п. 1, отличающийс  тем, что, с

   целью упрощени  перестройки, пары зеркал

   интерферо.метров выполнены в виде единых

   блоков.