SU934427A1 - Device for measuring structural chracteristic of refractive index of atmosphere - Google Patents

Device for measuring structural chracteristic of refractive index of atmosphere Download PDF

Info

Publication number
SU934427A1
SU934427A1 SU802991869A SU2991869A SU934427A1 SU 934427 A1 SU934427 A1 SU 934427A1 SU 802991869 A SU802991869 A SU 802991869A SU 2991869 A SU2991869 A SU 2991869A SU 934427 A1 SU934427 A1 SU 934427A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
counter
output
frame
code
input
Prior art date
Application number
SU802991869A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рувим Шахнович Цвык
Иосиф Яковлевич Шапиро
Original Assignee
Специальное Конструкторское Бюро Научного Приборостроения "Оптика" Со Ан Ссср
Институт Оптики Атмосферы Со Ан Ссср
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 Специальное Конструкторское Бюро Научного Приборостроения "Оптика" Со Ан Ссср, Институт Оптики Атмосферы Со Ан Ссср filed Critical Специальное Конструкторское Бюро Научного Приборостроения "Оптика" Со Ан Ссср
Priority to SU802991869A priority Critical patent/SU934427A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU934427A1 publication Critical patent/SU934427A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к измерительной технике и метеорологии и может быть использовано дл  измерени  оптических характеристик атмосферы, а также дл  измерени  степени разрушени  когерентности оптических пучков при раопространении в атмосфере.The invention relates to measurement technology and meteorology and can be used to measure the optical characteristics of the atmosphere, as well as to measure the degree of destruction of the coherence of optical beams during propagation in the atmosphere.

Известно устройство дл  измерени  структурной характеристики показател  преломлени  aт гocфopы, содержащее источник излучени , фокусирующую линзу, в фокальной плоскости которой размещена вертикальна  щель и фотоприемник, соединенные с блоком {.егистрации среднего светового потока. «1 изической основой измерений  вл етс  изменение когерентности световой волны при распространении в т -рбулентной атмосфере, что приводит к размытию дифракционного п тна в фокусе линзы по сравнению с невозмущенной атмосферой. Степень возмущени  когерентности пол  определ ют по величине уменьщени  светового пртока через вертикальную щель, расположеннуюA device is known for measuring the structural characteristic of the refractive index of the gosphore, which contains a radiation source, a focusing lens, in the focal plane of which a vertical slit is located and a photodetector connected to the registration unit of the average luminous flux. "1 The measurement is based on the change in the coherence of a light wave during its propagation in the t-free atmosphere, which leads to a blurring of the diffraction spot at the focus of the lens compared to the undisturbed atmosphere. The degree of perturbation of the coherence of the field is determined by the magnitude of the decrease in the light flux through the vertical slit located

В энергетическом центре т жести дифракционного п тна tl .In the energy center of the diffraction spot, tl.

Недостатками этого устройства  вл ютс  низка  точность измерени  и сложность юстировки оптической системьц Низка  точность измере1ги  обусловлена жесткой- прив зкой щели к оптической оси устройства, в то врем  как необхо диМа точна  установка щели в центр дифраюшонного изображени  источника, The disadvantages of this device are low measurement accuracy and difficulty of alignment of the optical system. Low measurement accuracy is due to the tightly tied slit to the optical axis of the device, while it is necessary to accurately position the slit in the center of the source diffraction image,

to размер которого составл ет дес тки микрометров при слабой турбулентности, (лгещение дифракционного изображени  источника оттюсителыю оптической оси за счот рефракции света или неточна  to the size of which is tens of micrometers in case of weak turbulence, (transmitting the diffraction image of the source by pressing the optical axis due to light refraction or inaccurate

15 установка щели привод т к значительному завышению значени  измер емой величины , причем при длительных (суточных измерени х измеренные значени  структурной характеристики показател  15 setting the slit leads to a significant overestimation of the value of the measured value, and with long-term (daily measurements, the measured values of the structural characteristic of

20 преломлени  атмосферы даже по пор дку величины не соотве1х::твуют истинным. Сложность юстировки обусловлена необходимостью установки щели paar-iepoMEven in order of magnitude, the refraction of the atmosphere does not correspond to the true :: true. The complexity of the adjustment due to the need to install the gap paar-iepoM

несколько микрометров в центр дифракционного изображени  источника с точностью 1-3 мкм.a few micrometers to the center of the source diffraction image with an accuracy of 1-3 µm.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  уст- ройство дл  измерени  структурной характеристики показател  преломлени  атмосферы, содержащее источник излучени , фокусирующую линзу, фотодетектор, расположенный в фокальной плоскостиThe closest to the proposed technical entity is a device for measuring the structural characteristics of the refractive index of the atmosphere, containing a radiation source, a focusing lens, a photo detector located in the focal plane

линзы, блок управлени  сканированием и регистрирующий блок 2} ,lenses, scan control unit and recording unit 2},

Недостатком этого устройства  вл етс  то обсто тельство, что при измене нии светового потока, прошедшего через щель, установленную в измеренном центре дифракционного изображени , оценка структурной характеристики tioKaaareл  преломлени  атмосферы остаетс  грубой за счет неучета вклада в измер емый параметр флуктуации распределени  пол  в поперечном сечении оптического пучка.A disadvantage of this device is that with a change in the luminous flux transmitted through a slit installed in the measured center of the diffraction image, the assessment of the structural characteristics of the atmospheric refraction tioKaaare remains coarse due to the neglect of the contribution to the measured parameter of the field distribution fluctuations in the optical cross section beam.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  структурной характеристики показател  преломлени  атмосферы. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the structural characteristics of the refractive index of the atmosphere.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  структурной характеристики показател  преломлени  атмосферы, содержащее источни излучени , фокусирующую линзу, фотодетектор , расположенный в фокальной плоскости линзы, блок управлени  сканированием и регистрирующий блок, введены последовательно соединенные аналогоцифровой преобразователь, схема ареоб разовани  кодов, первый счетчик, блок пам ти, схема совпадени  кодов и второй счетчик, выход которого соединен с входом блока управлени  сканированием, а вход аналого-цифрового преобразовател  соединен с выходом фотодетектора, причем, выход первого счетчика соединен с регистрирующим блоком и с вторым входом схемы совпадени  кодов.The goal is achieved in that the device for measuring the structural characteristics of the refractive index of the atmosphere, containing radiation sources, a focusing lens, a photodetector located in the focal plane of the lens, a scanning control unit and a recording unit, are connected in series to an analog-to-digital converter, a code recovery scheme, the first a counter, a memory unit, a code match circuit and a second counter, the output of which is connected to the input of the scanning control unit, and the analog input Numeric converter connected to the output of the photodetector, wherein, the first counter output is connected to the recording unit and the second input of the coincidence circuit codes.

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - осциллограммы , по сн ющие работу устройства при измерении интенсивности в сечении энергетического центра т жести изображени  источника.FIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 - oscillograms showing the operation of the device when measuring the intensity in the cross section of the energy center of the gravity of the image of the source.

Устройство дл  измерени  структурно характеристики показател  преломлени  атмосферы содержит источник 1 излучени фокусирующую линзу 2, фотодетектор 3, расположенный в фокальной плоскости лин ЗЬ1 2, блок 4 управлени  сканированием, регистрирующий блок 5, последовательно соединенные аналого- 1Ифровой преобразователь 6, схема 7 преобразовани  кодов, первый счетчик 8, блок 9 пам ти, схема Ю совпадени  кодов и второй счетчик 11, выход которого соединен с входом блока 4 управлени  сканированием, а вход аналого-цн4фового преобразовател  6 соединен с выходом фотодетектора 3, причем выход первого счетчика 8 соединен с регистрирующим блоком 5 и с вторым входом схемы 10 совпадени  кодов.A device for measuring the structural characteristics of the refractive index of the atmosphere contains a radiation source 1 focusing lens 2, a photodetector 3 located in the focal plane of the Zl1 link 2, scanning control unit 4, recording unit 5, serially connected analog-1 Converter 6, code conversion circuit 7, first the counter 8, the memory block 9, the coincidence circuit Yu, the codes and the second counter 11, the output of which is connected to the input of the scanning control unit 4, and the input of the analog-to-digital converter 6 is connected to the output of the photodetector 3, the output of the first counter 8 is connected to the registering unit 5 and to the second input of the code matching circuit 10.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Световой пучок, сформировагаый источником 1 излучени  и прошедший измери ,тельную трассу в атмосфере, фокусируетс  линзой 2 в плоскости сканирующего фотодетектора 3, например диссектора с щелевой апертурой равномерной прозрачности , длина которой превьшхает возможный размер изображени  источника, а ширина значительно меньше размера изображени  источника. При сканировании раскрьюом щели светового п тна, сформированного на фотокатоде диссектора, на аноде формируетс  видеоимпульс (J( t ) (фиг. 2).The light beam formed by the radiation source 1 and passed through the measurement path in the atmosphere is focused by lens 2 in the plane of the scanning photo detector 3, for example, a slit aperture with uniform transparency, the length of which exceeds the possible image size of the source. When scanning the slit of the light spot formed on the photocathode of the dissector, a video impulse (J (t)) is formed at the anode (Fig. 2).

Claims (2)

В блоке 4 управлени  сканированием формируетс  напр жение кадровой развертк Урд цСфиг. 2), кадровые синхроимпульсы и импульсы тактовой частоты, с помощью которых осуществл етс  прив зка во времени всех ehoKOB устройства. Формируемый на выходе фотодетектора 3 при сканировании дифракционного изображени  видеосигнал в виде импульсов положительной пол рности с частотой кадров поступает на вход восьмиразр дного аналого-цифрового преобразовател  6, работающеЪо по схеме поразр дного кодировани . В результате преобразовани  с выхода аналого-цифрового преобразовател  6 поступает информаци  о распределении интенсивности в дифракционном изображении в виде двоичного восьмиразр дного параллельного кода. Ута информаци  поступает на схему преобразовани  кодов, где осуществл етс  преобразование параллельного двоичного кода в числоимпульсный код, который накапливаетс  D первом счетчике 8 в течение каД- ра. На выходе первого счетчика 8 из- кгер ют число импульсов, пропорциональное полной интенсивности 3р. информаци  заноситс  в регистрирующий блок 5. По окончании кадра передним фронтом кадрового синхроимпульса половина информации на выходе первого счеичика 8 записьшаетс  в блок 9 пам ти и 5 поступает на первый вход схемы 1О сов падени  кодов. Задним фронтом кадровог синхроимпульса первый счетчик 8 обнул етс . В следующем кадре информаци , поступаюша  с первого счетчика 8 на второй вход схемы Ю совпадени  кодов, сравниваетс  с информацией, поступающей с блока 9 пам ти на первый вход схеклл 1О совпадени  кодов. При совпадении кодов на выходе схемы 10 совпадени  кодов формируетс  логический перепад, фиксирующий момент времени в который совмещаетс  сканирующа  щелева  апертура фотодетектора 3 с сечением энергетического центра т жест изображени  истошика 1 излучени . Это логический перепад запрещает счет тактсвых импульсею который производитс  во втором счетчике 11 от начала кадра до по влени  логического перепада на выходе схемы 1О совпадени  кодов. Накопленное число тактовых импульсов соответствует координате энергетического центра т жести, по окончании счета BTCV эого счетчика 11 на вход блока 4 управлени  сканированием поступает импульс запрета развертки. При этом щеле ва  апертура фотодетектора 3 фиксируетс  в сечении энергетического центра т жести изображени  источника на врем  соответствующее длительности импульса запрета развертки. В течение этого промежутка времени разрещаетс  измерение интенсивности светового потека через щелевую апертуру Оц. первым счетчиком S и занесение информации в регистрирующий блок 5. Таким образом, происходит запись в регистрирующем блоке 5 значений полного светового потока потока 0, через щель, посто нно совмещенную с |непрерывно отслеживаемым сечением энергетического центра т жести изображени  источника 1 излучени . В регист:рирующем блоке 5 вычисл етс  отнощение 1 / п ч определ етс  структурна  характеристика показател  преломлени  атмосферы в соответствии с вьфажением ,„ 4ЙД f -j p-5dtexp|.D,(1R) -1 -Jx{arccos vt(-1)y. где D(1t)a,9(CjKixt1R), R - радиус фиксирующей лтзы; - волновое число; 27 Л - длина волны источника излучени ; F - фокусное рассто ние фокусирующей линзы; X - длина измерительной трассы в атмосфере; Л - щирина щелевой апертуры. Предлагаемое устройство позвол ет псжысить точность измерени  структурной характеристики показател  преломлени  атмосферы за счет исключени  пог решностей, св занных с горизонталЕлой ре(|факцией света, с фпуктуаци ми углов прихода света, а также с фпуктуа- ци ми положени  энергетического центра т жести в сечении светового пучка. Необходимо отметить, что в предлагаемом устройстве значительно упрощаетс  процесс юстировки оптического тракта , так как сканирующа  апертура диссектора автоматически устанавливаетс  в энергетический центр т жести дифракционного изображени  источника, причем точность установки щели определ етс  соотнощением тактовой и кадровой частот. При формировании в блоке управлени  напр жени  развертки в цифровом виде с тактовой частотой 256О Гц ис кадровой частотой 10 Пг число значащих дискретов при сканировании изображени  равно 256, что дает верхний предел погрешности установки щели 10,5%. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  структурной характеристики показател  преломлени  атмосферы, содержащее источник излучени , фокусирующую линзу, фотодетектор, расположенный в фокальной плоскости линзы , блок управлени  сканированием и регистрирующий блок, отличающеес  тем, что, с целью повьштени  точности , в него введены последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь , схема преобразовани  кодов, счетчик, блок пам ти, схема совпадени  кодов и второй счетчик, выход которого соединен с входом блока управлени  сканированием, а вход аналого-цифрового преобразовател  с ое пинен с выхопом фогоаетекгора,причемвыхоапервогосчегчика сое оинен с регистрирующим блоком и с вторым вхопом схемы совпааени  копов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 386325, кл. Q 01 w 1/ОО, 14.О6.73. In scan control unit 4, the voltage of a frame scan of Cpcfig is generated. 2) frame clock pulses and clock frequency pulses, which are used to link in time all ehoKOB devices. The video signal generated by the photodetector 3 when scanning a diffraction image in the form of positive-polarity pulses with a frame rate is fed to the input of an eight-bit analog-to-digital converter 6, which operates according to a bit-coded scheme. As a result of the conversion from the output of the analog-digital converter 6, information is obtained on the intensity distribution in the diffraction image in the form of a binary eight-bit parallel code. This information enters the code conversion circuit, where the parallel binary code is converted into a number-pulse code, which is accumulated in D to the first counter 8 during a KAD. At the output of the first counter 8, the number of pulses proportional to the total intensity 3p is exhausted. the information is entered into the registering unit 5. At the end of the frame, the leading edge of the frame sync pulse half of the information at the output of the first cell 8 is written into the memory block 9 and 5 is fed to the first input of the co-fall circuit 1O. The falling edge of the frame sync pulse first counter 8 is zeroed. In the next frame, the information received from the first counter 8 to the second input of the code matching circuit H is compared with the information received from memory block 9 to the first input of the code 1O shekl of code matching. When the codes coincide, the output of the code matching circuit 10 generates a logical difference, fixing the time at which the scanning slit aperture of the photodetector 3 is aligned with the cross section of the energy center and the image of the source of radiation 1. This logical differential prohibits the counting of a clock pulse which is produced in the second counter 11 from the beginning of the frame to the appearance of a logical differential at the output of circuit 1O of the matching codes. The accumulated number of clock pulses corresponds to the coordinate of the energy center of the sheet, after the end of the BTCV counting of this counter 11, a sweep inhibit impulse arrives at the input of the scanning control unit 4. With this slit, the aperture of the photodetector 3 is fixed in the cross section of the energy center of the image gravity of the source for the time corresponding to the duration of the sweep inhibit pulse. During this period of time, the measurement of the intensity of the light drip through the slit aperture of Ots is resolved. the first counter S and entering information into the recording unit 5. Thus, 5 total luminous flux values are recorded in the recording unit 5 through a slit constantly aligned with | a continuously monitored section of the energy center of the image of the radiation source 1. In the registering unit 5, the ratio 1 / n h is calculated to determine the structural characteristic of the refractive index of the atmosphere in accordance with the extrusion, 4 4ID f -j p-5dtexp | .D, (1R) -1 -Jx {arccos vt (-1 ) y. where D (1t) a, 9 (CjKixt1R), R is the radius of the locking Ltzy; - wave number; 27 L is the wavelength of the radiation source; F is the focal length of the focusing lens; X is the length of the measurement path in the atmosphere; L - slit aperture width. The proposed device makes it possible to measure the accuracy of measuring the structural characteristics of the refractive index of the atmosphere by eliminating the errors associated with the horizontal diffraction (light output, effecting the angles of light arrival, as well as the positioning of the energy center of gravity in the light section). It should be noted that in the proposed device the process of alignment of the optical path is greatly simplified, since the scanning aperture of the dissector is automatically installed in the energy center For example, the diffraction image of the source of the source, and the accuracy of the slit setting is determined by the ratio of the clock and frame frequencies.When a sweep in the digital voltage control unit is formed in a digital form with a clock frequency of 256 Oz and a frame frequency of 10 Pg, the number of significant discretes when scanning an image is 256, gives an upper limit of the slit installation error of 10.5%. Apparatus of the Invention A device for measuring the structural characteristics of the refractive index of the atmosphere containing a radiation source focusing y, a photodetector located in the focal plane of the lens, a scanning control unit and a recording unit, characterized in that, in order to improve accuracy, serially connected analog-to-digital converter, code conversion circuit, counter, memory block, code matching circuit are introduced into it and the second counter, the output of which is connected to the input of the scanning control unit, and the input of the analog-digital converter with pinene to the output of the foragm, and the output of the first coaxial unit is connected with the recording unit and with the second cop scheme overlap. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR 386325, cl. Q 01 w 1 / ОО, 14.О6.73. 2.Авторское свидетельство СССР 744242, кл. QOIJ 1/44, ЗО.О6.8О проготип).2. Authors certificate of the USSR 744242, cl. QOIJ 1/44, ZO.O6.8 About the prototype). ././ -f-H-f-H Vp03S.Vp03S. VV
SU802991869A 1980-10-08 1980-10-08 Device for measuring structural chracteristic of refractive index of atmosphere SU934427A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802991869A SU934427A1 (en) 1980-10-08 1980-10-08 Device for measuring structural chracteristic of refractive index of atmosphere

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802991869A SU934427A1 (en) 1980-10-08 1980-10-08 Device for measuring structural chracteristic of refractive index of atmosphere

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU934427A1 true SU934427A1 (en) 1982-06-07

Family

ID=20921487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802991869A SU934427A1 (en) 1980-10-08 1980-10-08 Device for measuring structural chracteristic of refractive index of atmosphere

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU934427A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4168126A (en) Electro-optical measuring system using precision light translator
JPH0439038B2 (en)
SU934427A1 (en) Device for measuring structural chracteristic of refractive index of atmosphere
WO1986006845A1 (en) Optical diffraction velocimeter
SU364877A1 (en) ANALYZER OF THE DISPERSION OF HETEROGENEOUS SYSTEMS
SU1153276A1 (en) Device for measuring structure characteristic of atmospheric index of refraction
SU1060944A1 (en) Device for measuring dynamic deformations of shafts in stationary rotating mode
JPS573063A (en) Light wave rangefinder
SU697956A1 (en) Device for checking instability of motion-picture camera exposure
US4397559A (en) Apparatus for processing electromagnetic radiation and method
RU2091711C1 (en) Process of range measurement and device for its realization
RU2029257C1 (en) Spectral analysis device
SU1421992A1 (en) Device for measuring focal distances
US3546468A (en) Flying spot scanner for film with scales which indicate position of spot
EP0013725A1 (en) Remote width measurement system
SU765651A1 (en) Method of checking linear dimensions of periodic microstructures
JPH0460526B2 (en)
SU838333A1 (en) Comparator for checking hatched measures
RU4183U1 (en) DEVICE FOR MEASURING A LASER RADIATION BEAM
SU1714348A1 (en) Device for control of angle of beam deflection and of pyramidality of prisms ap-@@@
SU1092546A1 (en) Photoelectric displacement encoder
RU1783318C (en) Device for measurement of parameters of vibration
SU1424477A1 (en) Method of optic contactless measuring of focus distance of refraction channels
RU1818532C (en) Levelling automatic device
SU712721A1 (en) Device for quality control of objective lenses