SU999989A3 - Оптическа сканирующа система - Google Patents

Description

(54) ОПТИЧЕСКАЯ СКАНИРУЮЩАЯ СИСТЕМА Изобретение относитс  к оптическим устройствам сканировани . Известно сканирующее устройство, в котором на вращающемс  диске размещевы данные пластинки l i Однако этому устройству присущ загиб линии развертки, который можно исправить дополнительной оптикой, но такие системы трудно юстировать. Наиболее близкой к предлагаемой SIBл етс  оптическа  сканирующа  система, содержаща  источник света, установленный под углом к плоскости вращающегос  диска, котора  снабжена набором линейных дифракционных рещеток с посто нным периодом Г 21, Недостатком известного устройства  вл ютс  искажени  выходной развертки за счет вли ни  эксцентричности вращвюшегос  диска в фасег-решеток, кпиновидноств диска и освещение неодноросте имеющихс  либо в пределах линии развер ки (вызванных, например, наличием щум в восстанавливающем луне), либо от линии к линии (вызванных различи ми между решетками). Целью изобретени   вл етс  повыщение эффективности сканировани . Указанна  цель достигаетс  тем, что отношение длины волны источника света к периоду решетки находитс  в пределах от 1 до 1,618, угол между нормалью к плоскости вращающегос  диска и оптической осью источника света выбираетс  КЗ предела Р-89, 445, а угол дифракции решетки находитс  в пределах от 38, до 90, Угол между нормалью к плоскости вращающегос  диска и оптической осью источники света и угол дифракции решетки подчинены зависимост м Si«&i A-r/ - f r 51 в -а/Хк., где &. - угол между норлалью к плоскости вращающегос  диска и йптической осью источника света; б j - угол дифракции решетки; - период решетки; Д. - дпива волны источника света. Угол между нормалью к плоскости вращающегос  диска и угол дифракции решетки подчинены зависимост м 51и0 --С у|а-а|Лг)5ес% и 91и0 (.1-5есе ) + |- о Ду где &п - угол поворота вращающегос  диска. На фиг. 1 изображена плоска  линейна  дифракционна  решетка, выполненна  на поверхности вращател  передающего типа, вид сбоку; на фиг. 2-го же, вид сверху; на фиг. 3 - предпочтительна  система создани  дифракционной решетки с использованием призмы; на фиг. 4 диск (изображенный на фиг. 2) в режиме восстановлени ; на фиг. 5 - схема ска- нирующей системы; на фиг. 6 - графичес кое изображение отклонени  загиба линии развертки в зависимости от угла вращен решетки при различных значени х угла па дени  и дифракции; на фиг. 7 - блок-схема , иллюстрирующа  сканирующую систе- му со схемой коррекции погрешности экспозиции. Создание голографически на поверхности вращател  передающего типа одноплоскостной фасеты 1 линейной дифракционной решетки иллюстрируетс  на фиг. 1, где изображен вращающийс  диск 2. Фасета 1 образована путем направлени  предметного волнового фронта 3 и эталонного волнового фронта 4,  вл ющих с  плоскими волнами, лежащими в одной плоскости, на записывающую среду 5, нанесенную на поверхности диска 2. Пред полагаетс , что эти лучи сначала были расщеплены и порознь обработаны (пространственно фильтрованы, сведены в параллельный пучок) до создани  необходимых волновых фронтов. Линии решетки (фиг. 2) выполнены перпендикул рными относительно осей линии 6 вращател . Выбор среды 5 определ етс  в первую очередь решением о записи линий интерферирующих волновых фронтов. Как иэвестно , диск 2 может быть размечен так 4тобы множество фасет 1 могло образ1 ватьс  на его поверхности.Дл  передающе решетки (фиг.2) рассто ние между интерфе решшонными п1М1осами( показаны при силь 9894 ном увеличешга) задаютс  уравнением дифракционной решетки 51и((11п; где f - длина волны образующего волнового фронта; фдИ ф - соответственно углы, образуемые предметными и эталонными волнами с нормалью к записывающей среде. Оба луча лежат в плоскости, определ емой нормалью и диаметром вращател . На фиг. 4 показан диск 2 (изображенный на фиг. 2 и 3), расположенный в плоскости ХУ и вращающийс  относительно оси 2. Восстанавливающий волновой фронт 7 падает на фасету 1 под углом падени  Q , а дифрагируетс  под углом дифракции д условии равенства нулю угла вращени  и параллельности дифракционных линий фасеты 1 оси X падающие и дифрагирующие лучи удовлетвор ют следующему общему уравнению 5ivi (3-sin-Q,, 2) .SwQi i-bSineav /3c| 5 ®R, гдеЗ-Шб уИ 51У10 , вл ютс  составл ющими вектора восстанавливающей волны. соответственно, вдоль осей X и У; 51И б(;) Sin&vj- составл ющие вектр- ра дифрагированной волны вдоль осей X и У; ) - длина волны восстанавливающего луча; d - период дифракционной решетки; ©п - угол поворота. На фиг. 5 показана сканирующа  система , используюшв  передающий диск, изображенный на фиг. 2-4. Восстанавл№вающий волновой фронт 7 падает на вращатель под углом & и дифрагируетс  под углом Q . Так как волновой фронт 7  вл етс  плоской волной, то дифрагированна  волна 8  вл етс  также плоской, фсжусирующейс  линзой 9: зеркало 10 направл ет сигнальный луч 11 на плоскость изображени  12, лежащую в фокальной плоскости линзы 9. При повороте диска сигнальный луч 11 смещаетс  вертикально (фиг. 5), построив единствевн ную линию развертки. По мере поворота дополнительных фасет посредством волнового -фронта 7 вырабатываютс  дополнительные линии розетки. Дифрагированный луч содержит составл ющие как первого, так н, например, нулевого пор дка. Эта составл юща  нулевого пор дка пространственно устойчвн ва и имеет мощность Р , сравнимую с мошностью Р восстанавливающего фронта 7 подающего на дифракционную решетку (фиг. 7).На фиг. 7 показа ш схема коррекции дл  режима передающего вращател , но описанный ниже способ с тем же успехом может быть использован дл  отражающих голограмм. Как показано на (|«г. 7, сигнал коррекции получаетс  как функци  угла поворота в-и голографическо го диска 2. Лазерный модул тор 13 пред назначен дл  подавлени  мощности луча Р, пропорциональной мощности падающего лазерного луча и задающего входного напр жени E(-fc) модул тора, причем E(-t) поддерживаетс  в пределах интерв ла дл  линейной работы. Часть мощности луча Р от модул тора отводитс  раощепл ющим зеркалом 14 к световому детектору 15, сигнал которого пропорциоиале н Р. Подобным же образом- часть мощности PQ луча нулевого пор дка выдел етс  посредством светового детектора 16 дл  выработки сигнала , пропорциональнрго Р0 ( р - константы .пропорциональности ) .Усилители 16.И 17 настраиваю11 с  так, чтобы выход следующей за ними схемы 18 пропорциональности составл л R/Р. Отношение IQ/Р  вл етс  функцией углового положени  вследствие вариаций внутрифасетного и междуфасетного коэффициента дифракции. Это отношение соотноситс  с локальным коэффициентом дифракции Т) g голографической дифракционной рещетки посредством уравнени  ,..Bii.4H.M () PW, vr в случае необходимости моделировани  произвольного, но посто нного коэффициента дифракции 3)о эк, чтобы мощность сканирующего луча не подвергалась действию малых локальных изменений D коэффициент коррекции М(9), равный (5) ив электронной форме вводитс  в цепь , 19 запоминани  и машинной обработки. Коэффициент коррекции М(©) множитс  в умножителе 20 посредством входного видео сигнала Е с целью обеспеч&ни  мощности скаиирующего луча, пропорциональной видеосигналу Е, независимому от локального коэффициента дифракции. Прецлагаема  сканирующа  система обладает характеристиками взобра жени , остающимис  почти посто нными при относительных изменени х ориентации воостанавливающего луча. Эти характеристики содержат практически не изогнутую траекторию сканировани ; инвариантность к погрешност м центровки вращател ; нечувствительность к угловым смещени м осей вращагел ; быстроту созданн  либо голографически либо посредством обычной штриховой дифракционной решетки и простое преобразование колебаний. Ф, ормула изобр е тени  1.Оптическа  сканирующа  система, содержаща  источник света, установленный под углом к плоскости вращающегос  диска, снабженного наборсм линейных дифракционных решеток с посто ашлм периодом, отличающа с  тем, что, с целью повышени  эффективности сканировани , отношение длины волны иоточника света к периоду решетки находитс  в пределах от 1 до 1,618, угол между нормалью к плоскости вращающ&гос  диска и оптической орью источника света выбираетс  из предела 0-89,445, а угол дифракции решетки находитс  в пределах от 38, 17до 90. 2.Система по п. 1, отличающа  с   тем, что угол между нормалью к плоскости вратаающегос  диска и оптической осью источника света и угол дифракции решетки подчинены следующей зависимости SIM©;,-Xy-ia-dlXvSwe -d 1 пце - угол между нормалью к плоо- кости вращающегос  диска и оптической осью источника света; угол дифракции решетки; ( 3 - период решетки; Д,у.- длина волны источника света. 3.Система по п. 1, отличаю- щ а   с   тем, что угол между нормалью к плоскости вращающегос  диска и угол дифракции решетки подключены следук щей зaвиcимocти siyie -( Sin ©а- 0 ) -aixv-r

где j - утоп поворота вращающегос 

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

9999898

1,Патент США № 39531О5, кл. 350-7, опублик. 27.04.76.

2.Патент CLLA № 4О6739,

1КЛ. 35О-6, опублик. 1О.О1.76 (прототип).

а

Фиъ.2 11 Ф1лг.5 п

Claims (3)

1. Ф; о р м у л а изобретения

   1. Оптическая сканирующая система, содержащая источник света, установленный под углом к плоскости вращающегося диска, снабженного набором линейных дифракционных решеток с постоянным периодом, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности сканирования, отношение длины волны иот очника света к периоду решетки находится в пределах от 1 до 1,618, угол между нормалью к плоскости вращающегося диска и оптической осью источника света выбирается из предела 0-89,445®, а угол дифракции решетки находится в пределах от 38, 17* до 90°.
2. 2. Система поп. 1, отличающая с я тем, что угол между нормалью к плоскости вращающегося диска и оптической осью источника света и угол дифракции решетки подчинены следующей зависимости |<3-в| λ-r

   - d |А_Г ι где 6^ — угол между нормалью к плоокости вращающегося диска и оптической осью источника света;

   угол дифракции решетки;

   (3 - период решетки;

   Д,у.- длина волны источника света.
3. 3. Система по π. Ϊ, отличающая с я тем, что угол между нормалью к плоскости вращающегося диска и угол дифракции решетки подключены следующей зависимости:

   sin ©з - (A)d cl - с| I λ г) se с Qr G-sec