Способ оптического спектрального анализа двумерных сигналов

Способ оптического спектрального анализа двумерных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано в системах оптической обработки информации, например, в геофизике , астрофизике и т.д. Цель изобретения - повышение разрешающей способности анализа. Оптический двумерный сигнал, записанный на входном транспаранте 3,облучают пучком когерентного света. Прошедший свет преобразуют сферической линзой 4 и в фокальной плоскости 5 измеряют средние значения пространственных частот и интенсивности полученного спектра. Для достижения цели транспарант 3 двигают вдоль оптической оси и наблюдают изменение интенсивностей спектральных компонент в фокальной плоскости 5 с увеличением расстояния Z транспаранта 3 от начального положения . 1 ил. . i 0 оэ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 R 23/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3836255/24-21 (22) 04.01. 85 (46) 30.07.86. Бюл. М - 28 (71) Ордена Трудового Красного Знамени горьковский государственный университет им. Н,И.Лобачевского (72) С.Н.Менсов (53) 621.317.757(088.8) (56) Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. Т.2, Мир, 1983, с. 118.

Авторское свидетельство СССР

V - 868619, кл. С 01 R 23/16,,1981, (54) СПОСОБ ОПТИЧЕСКОГО СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ДВУМЕРНЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение может быть использовано в системах оптической обра„„BU„„1247776 А1 ботки информации, например, в геофизике, астрофизике и т.д. Цель изобретения — повышение разрешающей способности анализа. Оптический двумерный сигнал, записанный на входном транспаранте З,облучают пучком когерентного света. Прошедший свет преобразуют сферической линзой 4 и в фокальной плоскости 5 измеряют средние значения пространственных частот и интенсивности полученного спектра. Для достижения цели транспарант 3 двигают вдоль оптической оси и наблюдают изменение интенсивностей спектральных компонент в фокальной плоскости

5 с увеличением расстояния Z транспаранта 3 от начального положения

Z=0. 1 ил.

r,,(Х,У) где Л,„

7„,, li ь ) 1 12477

Изобретение относится к спектральному анализу с помощью оптических элементов и может быть использовано в системах оптической обработки информации, например, в геофизике, астрофизике и т.д.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности опти. ческого спектрального анализа двумерных сигналов. 10

На чертеже представлена структурная схема оптического. спектрального анализатора двумерных сигналов, реализующего способ повышения разрешающей способности., 15

Анализатор состоит из источника 1 когерентного света (лаэера), коллиматора 2, входного транспаранта 3, сферической линзы 4 с фокальным расстоянием f и апертурой 2D и измерителя 20 (не показан) амплитуд и пространственных частот спектральных компонент в фокальной плоскости 5 сферической линзы 4.

Способ осуществляется следующим . образом.

Входной транспарант 3 устанавливают на оптической оси анализатора в положение; совпадающее с положением сферической линзы 4 (Z=O). Оптичес- З0 кий двумерный сигнал, записанный на входном транспаранте 3, освещают пучком когерентного света с длиной волны 1 от источника (лазера) 1, сформированным коллиматором 2. Свет, прошедший через транспарант 3, преобразуют сферической линзой 4, т,е, осуществляют Фурье-преобразование входного двумерного сигнала. В фокальной плоскости 5 сферической лин- 40 зы 4 измеряют средние значения ); пространственных частот и интенсивности I; каждой из 1 наблюдаемых компонент полученного спектра. Затем транспарант 3 двигают вдоль оптичес- 45 кой оси и наблюдают изменение интенсивностей I; спектральных компонент в фокальной плоскости 5 с увеличением расстояния Z транспаранта 3 от начального положения Z=O. Если какиелибо две спектральные составляющие анализируемого двумерного сигнала

=А, ехр (2 ((1(1, Х+ " )()+9„ 1, — амплитуды, 55 начальные фазы, — проекции на оси Х и У пространственных частот 1,1,;

76 l не разрешаются по критерик Релея в фокальной плоскости 5, то они, перекрываясь, дают суммарный отклик в виде наблюдаемой компоненты со средней пространственной частотой

=(., + )/2 и интенсивностью

2, (Z) (Аш+А2+2A А сов(2! (II ), ь) )Z+ . ((, - (, )) )) „

Где h)1 ()1 у ) разность не решаемых пространственных частот.

Таким образом, периодическое изменение с Z измеряемой в фокальной плоскости 5 интенсивности I. означает, 1 что данная наблюдаемая компонента состоит из двух не разрешенных по критерию Релея спектральных компонент. При движении транспаранта 3 вдоль оптической оси анализатора из-. меряют его расстояние Z от начального положения Z=O, при котором интенсивность Т;(Е;)принимает начальное значение I т.е. измеряют период нз1 менения интенсивности 1 -й наблюдаемой спектральной компоненты как функции расстояния Z. Зная длину волны ) источника когерентного света 1, по измеренным значениям ; и Z и формуле a3;=1/()) Z 1; ) определяют разностную частоту) а по формуле

Ф

= ); + d;/2 оценивают значения пространственных частот не разрешаемых по критерию Релея спектральных составляющих анализируемого двумерного сигнала.

Формула изобретения

Способ оптического спектрального анализа двумерных сигналов, заключающийся в том, что анализируемый оптический сигнал на входном транспаранте освещают когерентным светом, прошедший свет преобразуют сферической линзой, в фокальной плоскости линзы проводят измерения амплитуд и пространственных частот наблюдаемых спектральных компонент, при этом осуществляют движение транспаранта, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, транспарант двигают вдоль оптической оси и измеряют расстояния

Z транспаранта от сферической линзы, соответствующие периодам изменений

1247776 интенсивности наблюдаемых в фокальной плоскости сферической линзы спектральных компонент, а разность частот не разрешаемых по критерию Pe" лея двух спектральных компонент, составляющих наблюдаемую спектральную компоненту с измеренной средней пространственной частотой, определяют по формуле

2 4 где h — длина волны когерентного света.

Составитель И.Коновалов

Редактор Н,Швьщкая Техред В.Кадар Корректор Г.Решетник

Заказ 4119/44 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и,открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4