Оптоэлектронный коррелятор

Оптоэлектронный коррелятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 543955 (61) Дополнительное к авт. свид-ву !, (22) Заявлено 10.02.75 (21) 2103833/24 (51) М. Кл.е

Cr 06 Ц" 9/00 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликоваио25.01.77.Бюллетень № 3 (45) Дата опубликования опнсания1.7.03.78

Государстеенный номнтет

Совета Мннистроо СССР по делам нзобретеннй и отнритнй (53) УДК 681.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.М. Рубинов, А.Г. Исаев, Э.В. Цибулин и B È. Шопен

Физико-технический институт им. С.В. Стародубцева (71) Заявитель (54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ КОРРЕЛЯТОР

Изобретение относится к технике опти ческих аналоговых средств обработки сигналов, точнее к корреляционной обработке оптических сигналов, в том числе в реальном масштабе времени, и может быть использовано для сложной многоканальной

;фильтрации сигналов, для спектрального ан лиза оптических изображений, распознава ния образцов и .т.д.

Известны оптические корреляторы, в ко- .- 10 торых обрабатываемый сигнал, также как и весовая функция, записывается на фотоплен ке в виде модуляции оптической плотности(1).

Так как для регистрации сигнала на фо- у (топленке требуется значительное время, то такие корреляторы не могут работать в ре.альном масштабе времени.

Известен оптоэлектронный коррелятор, содержащий источник постоянного напряже- gp агния, модулятор, вход которого является вхо дом коррелятора, а выход. подключен ко входу ьлока сканирования, проектор с транси рантом весовой функции н полупроводниковый множительно-запоминающий блок 2). 25

В известном устройстве один из сигналов записывается на полупроводниковом слое множительно-запоминающего блока в виде ,потенциального рельефа, которь:й изменяет-, ся во времени вследствие стекания зарядов рто снижает точность получения оценки.

Целью изобретения является повышение точности коррелятора.

Это достигается тем, что в корреляторе! полупроводниковый множительно-заполняю,.щий блок, размешенпый на оптической оси рлока сканирования и проектора, выполнен ,в виде заключенного между двумя прозрач ными электродами фоторезистивного слоя, на одной из поверхностей которого образо ван фоточувствительный переход, причем ис-, к.очник постоянного напряжения подключен к прозрачным электродам.

На чертеже изображена блок-схема коррелятора.

Полупроводниковый множительно-запоми-

,íàþùèé блок 1 содержит фоторезистивный слой 2.. На одной поверхности фоторезистив1етого слоя 2 образован фоточувствительный электрический переход 3. Это л.ожет быть

543955

Р-п-переход, поверхностно-барьерный пере ход, барьер Шотки, обладающий фоточувстуительностью, т.е. ток насыщения которогс пропорционален вйешней засветке. Фоторезистивнйй слой вместе с переходом заклю- 5 ,чен между прозрачными электродами 4 и 5 т рлежду которыми приложено напряжение питания V от источника 6 постоянного нап1 ряжения в запорном по отношению к переходу. направлении. Обрабатываемый сигнал 10

8(t) любой физической природы преобразовывается при помощи модулятора 7 в световой луч, интенсивность которого меняется пропорционально сигналу. тот луч при помощи блока сканирования 8 сканиру- 15 ет поверхность фоторезистивного слоя сквозь электрод 4, осуществляя запись сигнала ь виде рельефа фотопроводимости в слое 2.

Время запоминания сигнала в каждом элементе разрешения определяется временем 20 релаксации фотопроводимости после ухода луча, и для современных слоев может сос-4, тавлять 10 = 10 сек. Длина волны и ин тенсивность света выбирается такой, чтобы слой 2 модулировался на всю глубину, а 25 переход возбуждался слабо.

Электрический переход 3 возбуждается независимо через прозрачный электрод 5 оптическим изображением весовой функции при помощи проектора 9. Длина волны све З0 та весовой функции выбирается достаточно короткой, чтобы свет эффективно поглощался вблизи перехода и не проходил в толщину фоторезистивного слоя, а интенсивностьнамного больше интенсивности света сигнала. При этом модуляция фотопроводимости слоя 2 и фототока перехода 3 будут практически независимы. Движение изображения весовой функции осуществляется синхронно с движением записывающего луча при пома- 40 щи кольцевого транспаранта в проекторе 9

Выходной сигнал снимается в виде полного тока через всю структуру.

Анализ показывает, что в указанной структуре при работе на малом сигнале, наложенном на постоянное световое смещениЕ, которым соответствуют проводимости дС и

Г 1 фоторезистивного слоя 2, и при выборе рабочей точки электрического nepexoala в вентильной области его характеристи- ®0 ки, величина изменения тока при освещений перехода в каждом элементе структуры оказывается пропорциональной дCj (глубине ,модуляции сигнала), т.е. о

- /- о о где V — Напряжение питания, при освеще

П нии перехода примерно равное напряжению на фоторезистивном слое 2, т.е. напряже- g) ,нию в рабочей точке; и С . — ток и о проводимость слоя 2 в рабочей точке. При.

,отсутствии освещения перехода

Таким образом, фоточувствительный электрический переход для малого сигнала играет роль идеального оптоэлектронного ключа. обеспечивая задание бегущего распределения напряжений на фоторезистивном слое 2>

Суммируя токи всех элементов разрешения слоя 2 с весами, определяемыми весовой функцией, получим заданный тип обработки..

Использование современной пленочной технологии при практической реализации коррелятора позволяет получить высокую надежность, большую информационную емкость ивысокую результирующую скорость обработ ки, соизмеримую со скоростью систем оптической обработки. Однако в отличие от указанных оптических способов, предлагаемый коррелятор позволяет вести обработку сигналов в реальном масштабе времени.

Так, при площади коррелятора Ь=10 х 10

2 см, разрешении фоторезистивного слоя — 2

d = 10 см, времени релаксации фотопро-2 водимости С = 10 сек и динамическом

4 диапазоне D = 100, информационная емкост,ь редлагаемого коррелятора может достйгатЬ

Г=Я о П/cf 17 10 бит, а скорость об работки w =С/С Ь 7 ° 10 бит/сек.

Формула изобретения

Оптоэлектронный коррелятор, содержащи источник постоянного напряжения, модулятор, вход которого является входом коррелятора, а выход подключен ко входу блока сканирования, проектор с транспарантом весовой функции и множительн запоминающий блок, о т л и ч а.ю шийся тем, что, с целью повышения точности коррелятора, в нем множительно-запоминающий блок, раз» мещенный по оптической оси блока сканиро вания и проектора, выполнен в виде заключенного между двумя прозрачными электро дами фоторезистивного слоя, его поверхность> обращенная к проектору, содержит фоточув- ствительный переход, причем источник посто. янного напряжения подключен к прозрачным электродам.

Источники информации, использованные при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 269628, МКИ 5 06 Cj 9/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР . № 194430, МКИ G 06 G. 9/00, 1966.

543955

Составит}мь В. Жовинский

Редактор Е. Скляревская Техред М. Левицкая. Корректор w. Шекмар

Закаэ 755/65 Тираж 818 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4