Устройство для определения пространственно-временных характеристик когерентного оптического излучения

Устройство для определения пространственно-временных характеристик когерентного оптического излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

а

«Q< a. . М ОЗВ? -ъэ з

ВА ЖН т ??ь -ТВФ?чНвЛя б»б с?т М (»?692467

Сете» Сфветскм»

Ресауаккк

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСК©МУ С ТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 0305.76. (21) 235234 3/18-25 с присоединением заявим М— (23) ПриоритетОпубликовано 3004,81. Бюллетень Ий 16

Дата опубликования описания 30.04 81 (53)М. Кд 3

H 01 5 3/00

Гесуяарственнмй кемнтет

СССР не келем нзебретеннй.н еткрмтнй (53) УДЯ 621. 3 (088.8) (Щ Аеторь« изобретения

A.М. Бардюков, И.Э. Берг, Л. С. Кременчугский, В.И.Кухтевкч к С.К.Скляренко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕ)ЦИЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОВРЕМЕННЫХ ХАРИМЕРИСТИК КОГЕРЕНТНОГО

ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ний г

«?? «-18 / «»

«,С

)?2 б с«

Изобретение относится к области оптико-физических измерений в части определения пространственно-временных характеристик когерентного опти ческого излучения.

Известно устройстзо для определения пространственно-временных характе- ристик когерентного оптического излучения, а именно, формы волнового фронта, основанного на голографическом методе измерений. Устройство содержит интерферометрическую оптическую схему, фютопрнемник и индикаторное устройство « 11.

Недостатком известного устройства lS является ограниченный динамический диапазон (,0 -1t) однозначного определения фазового распределения и необходимость в опорном луче, имеющем кзв? ?стный волновой фронт и когерент- 20 номвс исследуемым .излучением.

Наиболее. близким по своей технической сущности к данному является устройство для определения прост- ранственйо»временных характеристик когерентного оптического излучения, содержащее с« уннрующую диафрагму, фотоприемннк и индикатор 21.

Недостатком этого устройства является недостаточная информация о 30

2 характеристиках исследуемого излуче- ния эа счет потери инФормации о Фазовом распределении излучения вдоль траектории сканирования в широком динамическом диапазоне. Цепль изобретения - увеличение информации о характеристиках исследует?Фго излучения s а счет определения Фазового распределения вдоль траектории сканирования в динамическом диапазоне, превтааающем % синхронко с энергетическим распределением вдоль той же траектории независимо от Флуктуаций интенсивности исследуемого излучения.

Это достигается эа счет того, что в устройство введены второй индикатор, сумматор, разностный усилитель, интегрирующий усилитель, делительная схема к второй Фотоприемннк, идентичный первому, причем оба Фотоприемника жестко связаны со сканирующей диафрагмой и расположены симметрично оптической оси устройства в плоскости отстоящей от плоскости диафрагмы на расстоянии Ь и на расстоянии d друг от друга, определяемых иэ соотноше692467 где Ь вЂ” размер приемной площадки фо- топриемника; — длина волны исследуемого излучения;

a — размер диафрагмы, а выходы обоих фотоприемников подключены одновременно к входам сумматора и разностного усилителя, выходы сумматора и разностного усилителя подключены к входам делительной схемы, а выход делительной схемы подключен через интегрирующий усилитель к вто,/ рому индикатору.

На чертеже показано описываемое устройство, схема. На схеме изображены исследуемое излучение 1„ сканирующая диафрагма

2, фотоприемники 3 и 4, сумматор 5, разностный усилитель б, делительная схема 7, интегрирующий усилитель 8, индикаторы 9 и 10, с размер диафрагмы, Ь - размер приемной площадки Фо- Ю

zîïðèeMíèêà, t . — расстояние диафрагмы от приемника, d — расстояние между фотоприемниками.

Выводы Фотоприемников 3 и 4, жестко связанных с диафрагмой 2, подключены одновременно к входам 5 и разностного усилителя б, а выходы сумматора 5 и разностного усилителя б подключены к входам делительной схемы 7 к выходу которой через интегрирую4 6 щий усилитель 8 подключен индикатор

10. Индикатор 9 подключен к выходу сумматора 5.

Устройство работает следующим образом.

При сканировании иссл,у из 33 лучения 1 диафрагмы 2 с фотоприеМниками 3 и 4, часть излучения, прошедшая диафрагму, создает световое пятно, распределенное по площадкам фотоприемников 3 и 4. Величина угла 46

"между нормалями к волновому Фронту и к .траектории сканирования определяет,соотношение интенсивностей излу чения., подающего на приемные площадки каждого из фотоприемников при вы- gj шеуказанных значениях L u ct . 1аким образом, информация о фазовом распределении, заложенная в величине угла между нормалями, регистрируется по разности световых сигналов на площадках фотоприемников для каждой точки траектории сканирования, при этом отсутствуют принципиальные ограничения динамического диапазона однбзначного определения фазового распределения.Чтобы исключить влияние флукфаций интенсивности излучения на точность определения фазового распределения, величину разностного сигйала делят на сумму сигналов с оббих фотоприемников.Частное от деления пропор- ф) ционально производной от фазового распределения вдоль траектории сканирования. Интегрируя сигнал после деления, получают искомое распределение.

Синхронно с этим в процессе сканиро- 45 вания сумма сигналов от фотоприемников используется для определения энергетического распределения вдоль той же траектории.

Фотоприемники 3 и 4 преобразуют интенсивность падающего на них потока излучения в электрические сигналы. Эти сигналы подаются на входы сумматора 5 и разностного усилителя б. С разностного усилителя б в делительную схему 7 поступает сигнал, пропорциональный разности сигналов от фотоприемников 3 и 4, а сумматора

5 - их сумме. Делительная схема 7 подает сигнал, пропорциональный частному от деления разности сигналов с фотоприемников на их сумму, на вход интегрирующего усилителя 8. Электрический сигнал с выхода интегрирующего усилителя 8, пропорциональный значению

Функции распрецеления фазы вдоль траектории сканирования, поступает на, индикатор 10. На индикатор 9 подается сигнал с выхода сумматора 5, пропорциональный значению функции распределения интенсивности вдоль той же траектории.

Описанное устройство позволяет увеличить информацию о характеристиках исследуемого излучения, определить фазовое распределение излучения синхронно с его энергетическим распределением вдоль траекторий сканирования в широком динамическом диапазоне независимо от флуктуации интенсивности исследуемого излучения.

Формула изобретения

Устройство для определения пространственно-временных характеристик когерентного оптического излучения, сбдержащее йо ходу луча сканирующую диафрагму, Фотоприемник и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью определения фазового распределения вдоль траектории сканирования в динамическом диапазоне,.превышаю щем к, синхронно с энергетическим распределением вдоль той же траектории независимо от флуктуации интен. сивности исследуемого излучения, в устройство введены второй индикатор, сумматор, разностный усилитель, интегрирующий усилитель, делительная схема и второй фотоприемник, идентичный первому, причем оба Фотоприемника жестко связаны со сканирующей диафрагмой и расположены симметрично оптической оси устройства в плоскости1 отстоящей от плоскости диафрагмы на расстоянии » и на расстоянии б друг от друга, причем:

1, с Б-Л - и d<

ti / ot, h/a где Ь вЂ” размер приемной площадки фотоприемника, 692467

Составитель II. Tèòîâà

Редактор A.Ïèñüìàí Техред A. Савка Корректор В.ЙУтяга

Заказ .5758/38 ; Тираж 634 - - Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

ЮЮ)В ЮМЮЮ Э 4В

Филиал IIIIII Ïàòåíò, г. Ужгород, ул» Проектная, 4 — длина волны исследуемого излучениями — размер диафрагмы. выходы обоих фотоприемников подключены одновременно к входам сумматора и раэностного усилителя, выходЫ сумматора и разностного усилителей подключены к входам делителъной схемы, а выходы делительной схемы подключен через интегрирующий усилитель ко вто-. рому индикатору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Миямото Т, Ясуура К. Измерение параметров и расходимости лазерного пучка,- Кюсю дайгаку когаку сюхо, 1968 т.41, В 4, с.692.

2. Липовский Н.М. и др. Метод измерения распределенкя интенсивности излучения в фокальном пятне оптического квантового генератора, ПТЭ,В 4, 1974, с 159 (прототип)