SU535578A1 - Оптический коррелометр - Google Patents

Description

и сзади первого светофильтра, размещенного сзади световода, вход которого помещен в плоскостн комплексно-сопр женного фнльтра, полупрозрачное зеркало размещено на оптической оси оптического входа электроннолучевой трубки и оптически св зано с источником некогерентиого света, спектр которого не перекрывает частоту излучени  лазера.

На фиг. 1 дана блок-схема коррелометра; на фиг. 2 показана светопроиускна  характеристика термопластической мишени,  вл юща с  огибающей дл  продифрагировавщей части света импульсного излучени  лазера; на фиг. 3 - форма корректировочного сигнала; на фиг. 4 - зависимость увеличени  мощности лазера от расширени  временного диапазона коррел ционного анализа. Здесь:

Гц - врем  между запис ми двух следующих друг за другом изображений на термопластической мищеии: Та - врем  коррел ционного анализа, Ф - промодулированный световой поток на фоторегистрирующем блоке коррелометра; Ф - уровень проднфрагировавшего светового потока, при котором осуществл етс  коррел ционный анализ сиг- 25 налов; Тд - длительность импульса лазера; Т - период следовани  импульсов лазера; t - врем . Коррелометр содержит лазер 1, коллиматор 2, электроннолучевую трубку 3 с термопластической мишенью 4, объектив 5 пр мого преобразовани  Фурье, комнлексно-сопр женный фильтр 6, установленный в задней фокальной нлоскости объектива, объектив 7 обратного преобразовани  Фурье, фоторегистратор 8. Электроннолучева  трубка 3 с термопластической мишенью 4 представл ет собой оперативный динамический транспарант. Перед комплексно-сопр женным фильтром 6 установлен оптический светофильтр Э, максимум прозрачности которого соответствует длине волны лазера 1. Световод 10 перекрывает световой поток дифракционного максимума нулевого пор дка в плоскости комплексно-соир женного фильтра. За световодом расположены оптический светофильтр 11 и фотоприемник 12. Выход последнего через согласующий блок 13 подключен к электродам электрооптического (или магнитооптического ) модул тора света 14. Па фиг. 1 показаны также источник некогерентного света 15, линза 16 и полупрозрачиое зеркало 17, формирующие проход щий через коррелометр посто нный световой поток, длина волны света которого отличаетс  от длины волны света лазера. Например, при применении импульсного рубинового лазера с длиной волны 0,6934 мкм источник света 15 должен излучать световой поток с длинами волн, лежащими в сине-зеленой области. На фиг. 3 крива  а характеризует изменение светового потока Ф в нулевом дифракционном максимуме от источника света 15 и огибающей световых импульсов Фл, прощедших от лазера через электрооптический модул тор света (пунктиром отмечена задержанна  модул тором часть света). Крива  б характеризует изменение управл ющего напр жени  И на пластинах злектрооптического модул тора света. Здесь Фн - изменение светового потока в иулевом пор дке дифракции (равное Фд на фиг. 2) за врем  коррел ционного анализа Та, Фт - соответственно за врем  Тп.

Коррелометр работает следующим образом. Лазером 1, работающим в импульсном режиме , с коллиматором 2, освещают мищень 4 электроннолучевой трубки 3, на которой записывают электрические сигналы в виде двумерного изображ.ени . В плоскости расположени  комплексно-сопр женного фильтра 6 образуетс  дифракционный спектр, который затем преобразуетс  с помощью объектива 7 и фоторегистрирующего блока 8 в сигнал, пропорциональный квадрату коррел ционной функции. Применение имщ льсного лазера позвол ет осуществл ть коррел ционный анализ сигналов в услови х повышенных вибраций , однако излучение лазера не может быть использовано дл  нормировки светового потока на выходе коррелометра при изменении во времени характеристик светопропускани  термопластической мишени 4 (фиг. 1). Управление импульсным световым потоком на выходе коррелометра (перед фоторегистратором 8) осуществл етс  вспомогательным непрерывным световым потоком от источника света 15, линзы 16 и зеркала 17. Прохождению нродифрагировавшего непрерывного светового потока на термопластической мишени 4 к фоторегистратору 8 преп тствует оптический фильтр 9, установленный перед комплексносопр женным фильтром 6 и имеющий отверстие в области нулевого пор дка дифракции. Световой поток, соответствующий дифракционному максимуму нулевого пор дка, направл етс  на световод 10, за которым установлен оптический фильтр И, преп тствующий прохождению световых вспышек лазера 1 к фотоприемнику 12. Площадь входного торца световода 10 перекрывает весь поток нулевого пор дка дифракции, В процессе образовани  и стирани  фазового рельефа на термопластической мишени 4 световой поток из нулевого максимума переходит в боковые изображени , в результате чего освещенность фотоприемника 12 измен етс  в соответствии с кривой а на фиг. 3 (дл  импульсного лазерного излучени  - огибающа  импульсов). Напр жение на пластинах электрооптического модул тора света 14 измен етс  по кривой б (аналогично светопропускной характеристике фиг. 2 при условии , что рабочий участок фотоприемника 12 с согласующим блоком 13 выбран линейным). Соответственно по кривой а измен етс  свеопропускание электрооптического модул тора света 14. Если световой поток от источника 15 на ходе коллиматора 2 установлен на уровне

Фш. то освещенность изображени  в плоскости оптического фильтра 9 не будет измен тьс  в течение времени -tk. Соответственно, в течение этого же времени будет оставатьс  иосто нной амплитуда световых импульсов лазера , поступающих на фоторегистрирующее устройство 8 (нормирование светового потока ). Врем  коррел ционного анализа в этом случае существенно больше по сравнению с Та. Однако при этом мощность лазера должна быть увеличена в Фн/Фт раз по сравнению с коррелометром без электрооптических обратных св зей дл  получени  заданного отношени  сигнал/шум. Значение Фн обычно выбираетс  на уровне 0,9 от максимума кривой .

Таким образом предложенный способ позвол ет расширить врем  коррел ционного анализа и, соответственно повысить оперативность и достоверность коррел ционного анализа сигналов. Применение импульсного когерентного освещени  термопластической мишени позвол ет снизить вли ние вибраций.

Аналогично выполн етс  нормирование изображени  при применении в коррелометре электроннолучевых трубок типа «Скиатрон с амплитудной модул цией сигнала на мишени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Оптический коррелометр, содержащий электроннолучевую трубку с термопластической мишенью - транспарантом и оптическим входным окном, на оси которого последовательно расположены лазер, электрооптический (магнитооптический) модул тор и коллиматор , а на выходной оптической оси электроннолучевой трубки последовательно размещены объектив пр мого преобразовани  Фурье, комплексно-сопр женный фильтр, объектив обратного преобразовани  и фоторегистратор , отличающийс  тем, что, с торегистратор, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности работы коррелометра в услови х повышенных вибраций, коррелометр содержит источник некогерентного света, полупрозрачное зеркало, первый и второй светофильтры, световод , фотонриемник и согласующий блок, подключенный выходом к управл ющему входу электрооптического (магнитооптического ) модул тора, входом соединенный с выходом фотоприемника, расположенного на выходной оптической оси электроннолучевой трубки перед объективом обратного преобразовани  Фурье и сзади первого светофильтра , размещенного сзади световода, вход которого помещен в плоскости комплексносопр женного фильтра сзади второго светофильтра , полупрозрачное зеркало размещено на оптической оси оптического входа электроннолучевой трубки и оптически св зано с источником некогерентного света, спектр которого не перекрывает частоту излучени  лазера .

   a,(,ffl)

   t