Способ передачи информации и способ выделения сигнала

Способ передачи информации и способ выделения сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способам оптической связи и локации и может быть использовано в системах цифровой и аналоговой связи как в волоконно-оптических, так и в открытых линиях связи, а также в оптической локации.

Известен способ передачи информации в оптической системе связи [1], которая обеспечивает беспроводной обмен информацией и содержит передающую и приемную части, выполненные в виде оптического передатчика и оптического приемника. Недостатками известной системы являются влияние аномалий среды и случайных или целенаправленно вносимых оптических помех на устойчивость и качество связи, при необходимости обеспечения высоких скоростей передачи информации, и на дальность связи, а также невысокий срок службы при достаточно больших затратах на производство и эксплуатацию.

К аномалиям среды связи, приводящим к ухудшению связи, относятся атмосферные явления, такие как туманы, дожди, снег, флуктуации показателя преломления и коэффициента потерь оптического сигнала в воздушной или водной среде, влияющие на затухание или искажение сигнала в линии связи.

Известен также способ передачи информации реализуемый в беспроводной дуплексной оптической системе связи [2], содержащей два приемопередатчика, в состав которых входят по два пространственно разнесенных оптических передатчика, представляющих собой излучатели с модуляторами, и два также пространственно разнесенных приемника модулированного излучения. При этом выходы первого и второго оптических приемников, каждого из указанных приемопередатчиков, связаны с входом соответствующего демодулятора через сумматор.

Пространственный разнос оптических передатчиков и приемников на каждом конце (пункте) линии связи снижает вероятность сбоя связи при пересечении ее непрозрачными предметами. Кроме того, дублирование линии связи позволяет снизить влияние атмосферных помех.

Однако указанное пространственно разнесенное размещение оптических приемников и передатчиков не позволяет в полной мере ликвидировать влияние искусственных или естественных оптических помех, в частности атмосферных помех, поскольку излучение в дублирующих каналах связи проходит по раздельным путям и испытывает различные влияния флуктуации среды, например атмосферы.

Указанные выше системы связи имеют сравнительно низкое быстродействие, ограниченное действием электрических элементов, формирующих оптический сигнал. Дело в том, что скорость и качество обработки и передачи информации даже в оптических линиях связи и сетях ограничены предельным быстродействием электрических переключателей, модуляторов и транзисторов. Минимальное время переключения электрических переключателей и транзисторов в реальных сетях не может быть существенно меньше чем 10^-9-10^-10 с. Это принципиальное ограничение быстродействия обусловлено индуктивностью, емкостью, сопротивлением электрических элементов. Минимальное время переключения определяется временем установления электрических полей в RC, LR, LC - электрических цепях. Вот почему нельзя достигнуть глубокой модуляции лазерного луча на частотах, существенно превышающих 1-10 GHz. При таких высоких частотах модуляции (1-10 GHz) попытка дальнейшего увеличении частоты модуляции приводит к резкому уменьшению амплитуды (глубины) модуляции. Уменьшение же амплитуды модуляции приводит к резкому ухудшению качества передачи информации вследствие уменьшения отношения сигнал/шум. Кроме того, цена электрического модулятора повышается с ростом частоты модуляции. При частоте порядка 1 GHz она повышается пропорционально кубу частоты. Можно сказать, что возможности электронных транзисторов и модуляторов не соответствуют возможностям оптической линии связи. Иными словами, амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) электронных транзисторов и модуляторов не отвечает АЧХ оптических линий связи.

Эти недостатки в большой степени преодолены в известном способе передачи информации в системах оптической связи [3], в том числе и в открытых оптических линиях связи. Способ [3] иллюстрируется Фиг.1. В этом способе [3] повышение помехозащищенности линии связи и отношения сигнал/шум, обеспечение скрытности передачи информации достигались следующим образом. Информационные оптические сигналы формируют на выходе нелинейно-оптического элемента 1 путем подачи, по крайней мере, одного оптического излучения 2 на вход этого нелинейно-оптического элемента и изменения входной мощности, или фазы, или частоты, по крайней мере, одного оптического излучения, подаваемого на вход нелинейно-оптического элемента, или изменения электрического поля, приложенного к этому нелинейно-оптическому элементу, или изменения акустического поля, или механического воздействия, приложенного к этому нелинейно-оптическому элементу, причем параметры нелинейно-оптического элемента 1 и оптического излучения, подаваемого на вход нелинейно-оптического элемента, выбирают таким образом, чтобы обеспечить оптическую распределенную связь между двумя распространяющимися в нелинейно-оптическом элементе однонаправленными распределенно-связанными волнами (ОРСВ) и оптическое переключение между указанными волнами на выходе нелинейно-оптического элемента, при этом каждая из указанных волн на выходе нелинейно-оптического элемента соответствует информационному оптическому сигналу, после прохождения линии связи 3 разделяют ОРСВ с помощью сепаратора 4, а устранение шумов и помех производят путем подачи каждой из разделенных волн на свой фотоприемник 5, 6, электрические сигналы с фотоприемников 5, 6 подают на дифференциальный усилитель 7, выполненный с возможностью вычитания электрических сигналов, и/или коррелятор 7, который выделяет совпадающую часть зависимости амплитуды электрических сигналов от времени.

Этот способ выбран в качестве прототипа как для заявленного способа передачи информации, так и для заявленного способа выделения полезного сигнала. В нем фактически применен оптический транзистор [4-10], работающий на основе явления оптического самопереключения однонаправленных распределенно-связанных волн (ОРСВ) [4-10] и выполненный на базе нелинейно-оптического элемента 2. Поэтому амплитуды сигналов на выходе оптического транзистора многократно (в 100-1000000 раз) превышают амплитуду сигнала на входе [3-10]. Это резко повышает отношение сигнал/шум и позволяет поднять надежность, качество и быстродействие оптической системы связи. Усиление сигнала в указанном оптическом транзисторе происходит за счет оптического эффекта [3-10] без электроники и электрооптики и поэтому система обладает рекордным быстродействием. ОРСВ - целый класс волн в оптике. К ОРСВ относятся: волны в туннельно-связанных оптических волноводах, т.е. двух параллельных, близко расположенных оптических волноводах; волны различных поляризаций в двулучепреломляющем или магнитоактивном волноводе; однонаправленные волны при брэгговской дифракции в периодической структуре; различные моды в оптическом волноводе; волны различных частот в квадратично-нелинейном или кубично-нелинейном кристалле или волноводе и т.д. [3-10]. На базе любой из этих систем можно создать оптический транзистор.

Однако в способе [3] не учитывалась корреляция разности фаз и интенсивностей переключаемых волн. Иными словами, не учитывалась в полной мере корреляция фотонов в волне «0» и фотонов в волне «1» между собой. Это не позволяло в полной мере повысить помехозащищенность системы связи и снижало чувствительность регистрации сигнала. Другими словами, это не позволяло уверенно регистрировать очень ослабленные в результате потерь на трассе (тракте) оптические сигналы и отличать их от шумов и помех, в том числе искусственных помех. Это, в свою очередь, ограничивало чувствительность и надежность способа регистрации полезного сигнала при малой мощности сигнала в области приемного устройства.

Технические результаты, на достижение которых направлено данное изобретение, - это повышение надежности, качества и объема передачи информации как в цифровом, так и аналоговом виде, в том числе и в открытых оптических линиях связи, повышение помехозащищенности линии связи и отношения сигнал/шум, обеспечение дополнительной скрытности передачи информации, а также исключение или уменьшение (сведение к минимуму) влияния шумов фотоприемников на прием информационного сигнала.

Для улучшения отстройки от шумов и помех и достижения указанных технических результатов в данном способе предлагается сопоставить зависимость косинуса и/или синуса разности фаз волн и зависимость коэффициента передачи мощности (каждой из них) от входной интенсивности (нормированной на критическую интенсивность) или входной разности фаз, т.е. от времени.

В заявленном способе используется установленное нами свойство явления самопереключения ОРСВ (см. [6, 7], обзоры [9, 10] и ссылки там): на выходе нелинейно-оптического элемента имеет место строгое соответствие между изменением коэффициентов передачи мощности каждой из ОРСВ и косинусом и/или синусом разности фаз между ОРСВ. Т.е. определенному соотношению интенсивностей или мощностей (или коэффициентов передачи мощности) переключаемых волн соответствует определенная разность фаз этих волн (на выходе оптического транзистора). Например, в средней точке самопереключения M, где коэффициенты передачи мощности волн примерно равны: T₀≈T₁, синус разности фаз волн равен нулю, а косинус разности фаз волн равен -1 или 1 (знак зависит от знака нелинейно-оптического коэффициента нелинейно-оптического элемента).

Это соответствие должно сохраниться и в принимаемом излучении.

Поэтому в принимаемом излучении значения синуса разности фаз волн и/или косинуса разности фаз волн должны коррелировать со значениями коэффициентов передачи мощности волн. Эту корреляцию можно установить (выявить) с помощью коррелятора, который и осуществляет указанное сравнение величин.

Это свойство иллюстрируется Фиг.2-5 и подробно описано в работах [6, 7], обзорах [9, 10] и работах, ссылки на которые там приводятся.

Данный способ иллюстрируется Фиг.6.

Вместе с тем, автосинхронизация переключаемых волн приводит к тому, что и между параметрами Стокса (а следовательно, и между элементами матрицы когерентности) существует определенное соотношение, что иллюстрируется Фиг.4. Это обусловлено тем, что параметры Стокса выражаются через косинус и синус разности фаз переключаемых волн, которые как уже подчеркивалось, в режиме самопереключения ОРСВ определенным образом связаны с разностью коэффициентов передачи этих переключаемых волн.

Поставленная задача решается тем, что в способе передачи информации, включающем формирование в излучении на выходе оптического транзистора, работающего на основе явления самопереключения мощности между двумя однонаправленными распределено-связанными волнами в нелинейно-оптическом элементе, двух волн, мощности которых изменяются в противофазе, и выделение этого сигнала в принимаемом излучении, после прохождения волнами тракта распространения измеряют три или четыре параметра Стокса или три или четыре элемента матрицы когерентности для несущей частоты излучения на выходе оптического транзистора и выделяют полезный сигнал, поданный на вход оптического транзистора, сравнивая соотношение между параметрами Стокса или элементами матрицы когерентности с соотношением между ними, рассчитанным или измеренным на выходе используемого оптического транзистора.

Как правило, задается некоторое допустимое отклонение от рассчитанного соотношения, причем если отклонение от рассчитанного соотношения не превышает допустимое, то регистрируют сигнал.

Как правило, находят соотношение между указанными параметрами Стокса или элементами матрицы когерентности и сравнивают его с соотношением между ними, рассчитанным или измеренным на выходе используемого оптического транзистора, в каждый момент времени.

Как правило, соотношение между параметрами Стокса соответствует выполнению второго интеграла [4-10].

В общем случае измеряют три или четыре параметра Стокса, по или три или четыре элемента матрицы когерентности, по крайней мере, для одной несущей частоты излучения на выходе оптического транзистора.

Как правило, измеряют три или четыре параметра Стокса для одной частоты принимаемого излучения или три или четыре элемента матрицы когерентности для одной частоты излучения на выходе оптического транзистора.

В частном случае принимаемое излучение имеет одну несущую частоту.

В важном частном случае все ОРСВ в нелинейно-оптическом элементе имеют одну несущую частоту.

Как правило, в качестве указанного тракта распространения используют участок в атмосфере или безвоздушном пространстве.

В этом случае обычно излучение, вышедшее из оптического транзистора, пропускается сквозь оптическую антенну, формирующую параллельный или слабо расходящийся пучок. В качестве оптической антенны можно использовать оптический телескоп и/или коллиматор.

В частных случаях в качестве найденного соотношения между разностью коэффициентов передачи мощности указанными выше волнами и косинусом и/или синусом разности фаз этих волн используют соответствующую корреляционную или автокорреляционную функцию между ними.

В оптимальном варианте (наилучшем варианте воплощения) способа, используя параметры Стокса или элементы матрицы когерентности, измеренные после прохождения волнами тракта распространения, дополнительно определяют косинус (или квадрат косинуса) и/или синус (или квадрат синуса) разности фаз между волнами с несущей частотой излучения, равной частоте излучения на выходе оптического транзистора и поляризациями, соответствующими поляризациям волн, переключаемых в оптическом транзисторе, и коэффициенты передачи мощности этими волнами, а затем, сравнивая соотношение между разностью коэффициентов передачи мощности указанными выше волнами и косинусом и/или синусом разности фаз этих волн с тем же с соотношением между ними, но рассчитанным или измеренным на выходе используемого оптического транзистора, выделяют сигнал.

Причем если отклонение от рассчитанного или измеренного соотношения не превышает допустимое, то регистрируют сигнал.

В частных случаях при указанном сравнении в соответствующих соотношениях целесообразнее использовать квадрат синуса разности фаз этих волн и/или квадрат косинуса разности фаз этих волн.

Указанное сравнение осуществляют с помощью коррелятора и/или схемы совпадений и/или компаратора.

Фразу: «разности фаз между волнами, которые соответствуют волнам, переключаемым в оптическом транзисторе» поясним на конкретных примерах. Допустим, в оптическом транзисторе (в передатчике) происходит переключение мощности света между волнами ортогональных линейных поляризаций: вертикальной и горизонтальной в сечении перпендикулярном направлению распространения излучения (луча). Тогда в принимаемом излучении все световые волны (на той же несущей частоте), поляризации которых совпадают с указанными, являются волнами, соответствующими волнам, переключаемым в оптическом транзисторе. Но они не обязательно являются волнами, переключаемыми в оптическом транзисторе. Например, они могут быть волнами, посланными из другого излучателя, или представлять собой фоновое излучение. И тогда эти волны будут «отсеяны» с помощью заявленного способа.

В другом примере в оптическом транзисторе происходит переключение мощности света между волнами ортогональных циркулярных поляризаций: левой круговой и правой круговой в сечении, перпендикулярном направлению распространения излучения (луча). Тогда в принимаемом излучении все световые волны (на той же несущей частоте), поляризации которых совпадают с указанными, являются волнами, соответствующими волнам, переключаемым в оптическом транзисторе. Но они не обязательно являются волнами, переключаемыми в оптическом транзисторе. Они могут быть волнами, посланными из другого излучателя, или представлять собой фоновое излучение. И тогда эти волны будут «отсеяны» с помощью заявленного способа.

Третий пример. Как сказано в описании, волны различных поляризаций в излучении (луче), распространяющемся в атмосфере, могут быть волнами, переключаемыми в ТСОВ (в передатчике), на выходе которых эти волны преобразуются в волны различных поляризаций. Тогда в принимаемом излучении все световые волны (на той же несущей частоте), поляризации которых совпадают с указанными, являются волнами, соответствующими волнам, переключаемым в оптическом транзисторе. Но они не обязательно являются волнами, переключаемыми в оптическом транзисторе. Они могут быть волнами из другого источника оптического излучения или представлять собой фоновое излучение. И тогда эти волны будут «отсеяны» заявленным способом.

Как правило, сравнение найденного соотношения между разностью коэффициентов передачи мощности (T₀-T₁) указанными выше волнами и косинусом и/или синусом разности фаз этих волн с соотношением между ними, рассчитанным или измеренным для используемого оптического транзистора, производят в каждый момент времени.

Указанное соотношение между разностью коэффициентов передачи мощности указанными выше волнами и косинусом и/или синусом разности фаз этих волн соответствует выполнению второго интеграла.

Сравнение указанных величин в принимаемом излучении можно осуществлять с помощью коррелятора. Например, с помощью коррелятора можно вычислить корреляционную функцию T₀-T₁ и синуса разности фаз волн и/или коэффициент корреляции между ними. Аналогично можно вычислить корреляционную функцию T₀-T₁ и косинуса разности фаз волн и/или коэффициент корреляции между ними.

В качестве найденного соотношения между параметрами Стокса в частном случае используют соответствующую корреляционную или автокорреляционную функцию между ними. Аналогично, в качестве найденного соотношения между разностью коэффициентов передачи мощности указанными выше волнами и косинусом и/или синусом разности фаз этих волн можно использовать соответствующую корреляционную или автокорреляционную функцию между ними.

В частном случае, вычисляется корреляционная функция между тремя нормированными параметрами Стокса: s₁=S₁/S, s₂=S₂/S и s₃=S₃/S, где S - полная интенсивность принимаемого излучения, или корреляционная функция вычисляется между тремя нормированными элементами матрицы когерентности (см. ниже). Как правило, сравнивают эту функцию с соотношением между ними, рассчитанным для используемого оптического транзистора.

В частном случае, после определения (с помощью модуля обработки) косинуса и/или синуса разности фаз между волнами и коэффициентов передачи мощности каждой из волн, определяют корреляционную функцию между коэффициентами передачи мощности каждой из волн или их разностью и косинусом и/или синусом разности фаз между волнами. Как правило, сравнивают эту функцию с соотношением между ними, рассчитанным для используемого оптического транзистора.

При осуществлении данного способа в приемном устройстве, как правило, проверяется также наличие или отсутствие корреляции между мощностями (интенсивностями) волн, соответствующих волнам, переключаемым в оптическом транзисторе, и/или корреляции между коэффициентами передачи мощности указанными волнами. При этом используется то обстоятельство, что на выходе оптического транзистора мощности переключаемых волн изменяются в противофазе [3] (Фиг.1). Эта проверка, как правило, осуществляется предварительно.

Фраза: «волн, соответствующих волнам, переключаемым в оптическом транзисторе» пояснена выше на конкретных примерах.

Если коэффициент (индекс) корреляции равен нулю и/или меньше некой заданной величины, то сигнал признается ложным и не регистрируется. В противном случае сигнал выделяется заявляемым способом.

Отметим, что для полностью поляризованного излучения [15]. В общем случае, частично поляризованного излучения [15].

Как правило, предварительно разлагают принимаемое излучение (согласно теореме Стокса) на две части: полностью поляризованную часть и неполяризованную часть, и в дальнейшем применяют заявленный в п.1 способ к поляризованной части. Таким образом, в этом случае сигнал выделяют следующим способом.

После прохождения волнами тракта распространения измеряют три или четыре параметра Стокса или три или четыре элемента матрицы когерентности для несущей частоты излучения на выходе оптического транзистора, разлагают принимаемое излучение (согласно теореме Стокса) на две части: полностью поляризованную часть и неполяризованную часть, выделяют поляризованную часть и выделяют сигнал, поданный на вход оптического транзистора, сравнивая соотношение между параметрами Стокса или элементами матрицы когерентности поляризованной части принимаемого излучения с тем же соотношением между ними, но рассчитанным или измеренным на выходе используемого оптического транзистора.

Оптический транзистор выполнен на основе нелинейно-оптического элемента 1. Как правило, нелинейно-оптический элемент является нелинейно-оптическим волноводом или нелинейно-оптическими туннельно-связанными оптическими волноводами (ТСОВ) или нелинейно-оптическим кристаллом.

В частном случае нелинейно-оптический элемент представляет собой ТСОВ, по крайней мере, один из которых является нелинейно-оптическим. При этом однонаправленные распределенно-связанные волны являются волнами в туннельно-связанных оптических волноводах, по крайней мере, один из которых является нелинейно-оптическим. Волны, которые связаны в этих волноводах за счет туннельной связи между ними, на выходе этих волноводов преобразуются в волны различных ортогональных поляризаций.

В случае использования (в качестве нелинейно-оптического элемента) нелинейно-оптических ТСОВ эти ТСОВ, как правило, являются идентичными.

В важном частном случае нелинейно-оптический элемент выполнен на основе полупроводниковой квантоворазмерной структуры, типа multiple quantum well (MQW) структуры, обладающей большой оптической нелинейностью.

В очень важном частном случае ОРСВ являются волнами с различными поляризациями. В частности, ОРСВ являются волнами с различными ортогональными линейными поляризациями, или волнами с противоположными (ортогональными) циркулярными поляризациями, или волнами с различными (ортогональными) эллиптическими поляризациями, причем оси соответствующих эллипсов ортогональны друг другу. Во всех этих случаях нелинейно-оптический элемент может быть двулучепреломляющим, или оптически активным, или магнитоактивным.

В другом частном случае ОРСВ являются волнами с различными несущими частотами.

При этом, как правило, нелинейно-оптический элемент является квадратично-нелинейным.

В частном случае для повышения эффективности отстройки от шумов и помех перед подачей на дифференциальный усилитель и/или коррелятор сигналы сравнивают по амплитуде и усиливают сигнал меньшей амплитуды до уровня другого сигнала.

В одном частном случае на вход нелинейно-оптического элемента подают сигнальное оптическое излучение, представляющее собой информационный оптический сигнал с переменной мощностью или фазой, и оптическое излучение накачки, мощность которой выше пороговой, определяемой из условия превышения дифференциальным коэффициентом усиления значения 1,1 (см. фиг.3; ниже подробно поясняется смысл пороговой мощности).

При этом сигнальное излучение и излучение накачки могут иметь разные несущие частоты. В этом случае после прохождения волнами тракта выделяют сигнал, сравнивая соотношение между параметрами Стокса или элементами матрицы когерентности, измеренными после прохождения волнами тракта распространения, как правило, на частоте накачки с тем же соотношением между ними для той же частоты, но рассчитанным или измеренным на выходе используемого оптического транзистора.

В другом варианте, используя параметры Стокса или элементы матрицы когерентности, измеренные после прохождения волнами тракта распространения, обычно на частоте накачки, дополнительно определяют косинус и/или синус разности фаз между волнами с той же несущей частотой излучения и поляризациями, соответствующими поляризациям волн, переключаемых в оптическом транзисторе, и коэффициенты передачи мощности этими волнами, а затем, сравнивая соотношение между разностью коэффициентов передачи мощности указанными выше волнами и косинусом и/или синусом разности фаз этих волн с тем же с соотношением между ними и на той же частоте, но рассчитанным или измеренным на выходе используемого оптического транзистора, выделяют сигнал.

Как правило, указанное сравнение делают в каждый момент времени. В отдельных случаях указанное сравнение делают также на частоте сигнала. В частных случаях при указанном сравнении в соответствующих соотношениях целесообразнее использовать квадрат синуса разности фаз этих волн и/или квадрат косинуса разности фаз этих волн.

В частности, на вход нелинейно-оптического элемента подают сигнальное излучение, представляющее собой информационный оптический сигнал с переменной мощностью или фазой, и излучение накачки, мощность которой выбирается из интервала от 0,5 P_M до 1,5 P_M, где P_M - критическая мощность самопереключения.

В другом частном случае излучение, подаваемое на вход нелинейно-оптического элемента, представляет собой информационный оптический сигнал, средняя мощность которого выше пороговой, определяемой из условия превышения дифференциальным коэффициентом усиления значения 1,1.

В частности, излучение, подаваемое на вход нелинейно-оптического элемента, представляет собой информационный оптический сигнал с переменной мощностью, средняя мощность которой выбирается из интервала от 0,5 P_M до 1,5 P_M, где P_M - критическая мощность самопереключения.

В третьем частном случае на вход нелинейно-оптического элемента подают оптическое излучение с постоянной мощностью, превышающей пороговую, мощность которого выше пороговой, определяемой из условия превышения дифференциальным коэффициентом усиления значения 1,1, при этом оптические свойства нелинейно-оптического элемента модулируют путем приложения электрического поля, или акустического, или механического воздействия, причем параметры электрического поля или акустического, или механического воздействия модулируются в соответствии с информационным сигналом.

В частности, на вход нелинейно-оптического элемента подают оптическое излучение с постоянной мощностью, выбираемой из интервала от 0,5 P_M до 1,5 P_M, где P_M - критическая мощность самопереключения, при этом оптические свойства нелинейно-оптического элемента модулируют путем приложения электрического поля или акустического или механического воздействия, причем параметры электрического поля или акустического или механического воздействия модулируются в соответствии с информационным сигналом.

Излучение, вышедшее из оптического транзистора, пропускается сквозь оптическую антенну, формирующую параллельный или слабо расходящийся пучок. В качестве оптической антенны можно использовать оптический телескоп и/или коллиматор.

Как правило, разделение ОРСВ осуществляют после прохождения волнами тракта, перед фотоприемниками.

При этом в качестве указанного тракта используют беспроводную оптическую линию связи или волоконно-оптическую линию связи. Беспроводная оптическая линия связи представляет собой участок в атмосфере или безвоздушном пространстве.

Как правило, информационные оптические сигналы, сформированные на выходе нелинейно-оптического элемента и соответствующие двум однонаправленным распределенно-связанным волнам в этом элементе, являются идентичными по амплитуде и противоположными по фазе или отличными друг от друга по амплитуде не более чем в десять раз и противоположными по фазе.

Изобретенный способ может быть применен не только в системах оптической связи, но и в оптической локации для выделения сигнала. Технические результаты, на достижение которых направлено в этом случае изобретение, - повышение надежности и повышение помехозащищенности оптической локации и отношения сигнал/шум, обеспечение дополнительной скрытности локации, а также исключение или уменьшение (сведение к минимуму) влияния искусственных и естественных шумов и помех на прием информационного сигнала.

На достижение этих технических результатов и направлен способ выделения в принимаемом оптическом излучении сигнала, включающий преобразование сигнала посредством оптического транзистора, работающего на основе явления самопереключения мощности в нелинейно-оптическом элементе между двумя однонаправленными распределено-связанными волнами, мощности которых изменяются в противофазе в соответствии с сигналом на входе оптического транзистора, в котором

после прохождения волнами тракта распространения измеряют три или четыре параметра Стокса или три, или четыре элемента матрицы когерентности для несущей частоты излучения на выходе оптического транзистора,

и выделяют сигнал, поданный на вход оптического транзистора, сравнивая соотношение между параметрами Стокса или элементами матрицы когерентности, измеренными после прохождения волнами тракта распространения, с тем же соотношением между ними, но рассчитанным или измеренным на выходе используемого оптического транзистора.

Как правило, задается некоторое допустимое отклонение от рассчитанного или измеренного соотношения, причем если отклонение от этого соотношения не превышает допустимое, то регистрируют сигнал.

Как правило, указанное сравнение производят в каждый момент времени.

В общем случае измеряют три или четыре параметра Стокса или три, или четыре элемента матрицы когерентности, по крайней мере, для одной несущей частоты излучения на выходе оптического транзистора.

Как правило, измеряют три или четыре параметра Стокса или три, или четыре элемента матрицы для одной несущей частоты излучения на выходе оптического транзистора.

В частном случае излучение на выходе оптического транзистора имеет одну несущую частоту.

В важном частном случае все ОРСВ в нелинейно-оптическом элементе имеют одну несущую частоту.

В частном случае принимаемое излучение имеет одну несущую частоту.

Указанное сравнение может осуществляться с помощью коррелятора и/или компаратора. В частности путем вычисления коэффициентов корреляции соответствующих величин.

При этом в качестве указанного тракта распространения используют участок в атмосфере или безвоздушном пространстве. В случае оптической локации этот тракт включает расстояние от выхода оптического транзистора до цели и от цели до приемного блока.

Излучение, вышедшее из оптического транзистора, пропускается сквозь оптическую антенну, формирующую параллельный или слабо расходящийся пучок. В качестве оптической антенны можно использовать оптический телескоп и/или коллиматор.

Принимаемое излучение можно разложить согласно теореме Стокса на две части: полностью поляризованную часть и неполяризованную часть, и в дальнейшем применяют заявленный способ к поляризованной части. Таким образом, в этом случае сигнал выделяют следующим способом.

После прохождения волнами тракта распространения измеряют три или четыре параметра Стокса, или три, или четыре элемента матрицы когерентности для несущей частоты излучения на выходе оптического транзистора, разлагают принимаемое излучение (согласно теореме Стокса) на две части: полностью поляризованную часть и неполяризованную часть, выделяют поляризованную часть и выделяют сигнал, поданный на вход оптического транзистора, сравнивая соотношение между параметрами Стокса или элементами матрицы когерентности поляризованной части принимаемого излучения с тем же соотношением между ними, но рассчитанным или измеренным на выходе используемого оптического транзистора.

В оптимальном варианте способа, используя параметры Стокса или элементы матрицы когерентности, измеренные после прохождения волнами тракта распространения, дополнительно определяют косинус (или квадрат косинуса) и/или синус (или квадрат синуса) разности фаз между волнами с несущей частотой излучения, равной частоте излучения на выходе оптического транзистора и поляризациями, соответствующими поляризациям волн, переключаемых в оптическом транзисторе, и коэффициенты передачи мощности этими волнами, а затем, сравнивая соотношение между разностью коэффициентов передачи мощности указанными выше волнами и косинусом и/или синусом разности фаз этих волн с тем же с соотношением между ними, но рассчитанным или измеренным на выходе используемого оптического транзистора, выделяют сигнал.

Фраза: «волн, соответствующих волнам, переключаемым в оптическом транзисторе» пояснена выше на конкретных примерах.

В немного отличающемся варианте способа, используя параметры Стокса или элементы матрицы когерентности, измеренные после прохождения волнами тракта распространения, дополнительно определяют косинус (или квадрат косинуса) и/или синус (или квадрат синуса) разности фаз между волнами с несущей частотой излучения, равной частоте излучения на выходе оптического транзистора и поляризациями, соответствующими поляризациям волн, переключаемых в оптическом транзисторе, и коэффициенты передачи мощности этими волнами, а затем, сравнивая соотношение между коэффициентом передачи мощности каждой или одной из указанных волн и косинусом и/или синусом разности фаз этих волн с тем же с соотношением между ними, но рассчитанным или измеренным на выходе используемого оптического транзистора, выделяют сигнал.

Как сказано выше, обычно задается некоторое допустимое отклонение от рассчитанного соотношения, причем если отклонение от рассчитанного соотношения не превышает допустимое, то регистрируют сигнал.

В частных случаях при указанном сравнении в соответствующих соотношениях целесообразнее использовать квадрат синуса разности фаз этих волн и/или квадрат косинуса разности фаз этих волн.

Указанное сравнение, как правило, производят в каждый момент времени.

Указанное сравнение может осуществляться с помощью коррелятора и/или компаратора и/или схемы совпадений. В частности, путем вычисления коэффициентов корреляции соответствующих величин.

В принимаемом излучении значения синуса разности фаз волн и/или косинуса разности фаз волн коррелируют со значениями коэффициентов передачи мощности волн.

Поэтому для частного случая реализации способа в принимаемом излучении определяют (вычисляют) взаимную корреляционную функцию разности коэффициентов передачи мощности волн T₀-T₁ (или коэффициентов передачи Т₀ и/или T₁ и синуса разности фаз волн и/или находят коэффициент корреляции между ними. Аналогично в этом или другом частном случае в принимаемом излучении находят корреляционную функцию Т₀-T₁ (или коэффициентов передачи Т₀ и/или T₁ и косинуса разности фаз волн, и/или определяют коэффициент корреляции между ними.

Указанное соотношение между параметрами Стокса и/или соответствует выполнению второго интеграла. Указанное соотношение между разностью коэффициентов передачи мощности указанными выше волнами и косинусом и/или синусом разности фаз этих волн также соответствует выполнению второго интеграла. Указанное соотношение между коэффициентом передачи мощности каждой волной и косинусом и/или синусом разности фаз этих волн также соответствует выполнению второго интеграла.

При осуществлении данного способа в приемном устройстве, как правило, проверяется также наличие или отсутствие корреляции между мощностями (интенсивностями) волн, соответствующих волнам, переключаемым в оптическом транзисторе, и/или корреляции между коэффициентами передачи