Усилитель яркости изображения

Усилитель яркости изображения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ояю Сеяетских

Сящилистических

Ресяублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ >766500 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.11.78 (21) 2687417/18-25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано Ы.01.82. Бюллетень № 2 (45) Дата опубликования описания 15.01.82 (51) М.Кл.а Н 01 S 3/10

G 03 Н 1/02 еясудерстееииый иоитщат йо делам изобретений и открытий (53) УДК 772.99 (088.8) (72) Авторы изобретения В. Е. Белонучкин, Н. И. Ескии, С. М. Козел, Г. Р. Лош (71) Заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамени физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе (54) УС ИЛ И ТЕЛ Ь Я Р КОСТИ ИЗОБРАЖЕН ИЯ

Изобретеыие отттосится к оптике, а именно к устройствам для повышения (усиления) яркости изображений в когерентном свете.

Проблема повышения яркости изображения нередко возникает в задачах микроскопии, оптической локации и связи, оптической обработки информации.

Известны устройства для усиления яркости изображения на основе использования оптических квантовых усилителей, в частности, однопроходных усилителей

ОКУ, как более широкополосных и обладающих менее острой пространственной избирательностью по сравнению с резонаторными усилителями (Ц.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является усилитель яркости, изображения (2), содержащий блок ввода изображения, однопроходный квантовый усилитель и блок вывода изображения, расположенные последовательно.

Наряду с определенными достоинствами, в частности пространственной и временной широкополосностью, что обеспечивается применением в иачестве рабочего элемента коротких рубиновых стержней, устройство имеет некоторые недостатки, в том числе необходимость импульсного режима, что снижает информативную емкость системы, а также неизбежную неоднородность свойств кристалла, что нарушает пространственную когерентность н приводит к возникновению помех в усиленном по яркости изображении.

Целью изобретения является повышение качества усиленного изображения.

Поставленная цель достигается тем, что в усилителе яркости изображения, содерl0 жащем блок ввода изображения, однопроходной квантовый усилитель и блок вывода изображения, расположенные последовательно, однопроходный квантовый усилитель выполнен в виде усилителя с газовой

15 активной средой и в устройство дополнительно введены фокусирующая линза, согласующая голограмма и линза формирования усиленного изображения, установленные последовательно на оптической оси устройства между выходным окном однопроходного квантового усилителя и блоком вывода изображения.

Применение газовых усилителей для усиления изображения осложняется тем, что для получения больших коэффициентов усиления необходимо использовать длинные узкие кюветы с малым числом Френеля, что ограничивает разрешающую способность и информативную емкость системы. Кроме

ЗО того, наряду с потоком излучения, распро766500. б

45 бО

60 страняющимся прямо через трубку, существует значительный поток, удерживающийся в трубке благодаря отражению от стенок при малых углах скольжения. Эта часть поступающего в усилитель излучения также усиливается, и на выходе может иметь интенсивность, превосходящую интенсивность излучения, прошедшего усилитель без отражений от стенок.

В то же время она не дает вклада в изображение, а приводит лишь к появлению фона, то есть к дополнительным шумам.

Устройство позволяет использовать побочный поток излучения, связанный с отражением от стенок, для дополнительного усиления яркости изображения путем согласования этого потока с основным, проходящим усилитель без отражений. Согласование осуществляется с помощью голографического фильтра. Таким образом, одновременно снижаются фоновые шумы и увеличивается полоса пропускания пространственных частот, что приводит к увеличению как коэффициента усиления по яркости, так и пространственного разрешения.

На фиг. 1 изображена схема устройстства; на фиг. 2 — возможная схема записи согласующей голограммы.

Сформированный блоком 1 ввода изобр ажения сигнал поступает на входное окно однопроходного квантового усилителя 2, фокусирующую линзу 3 с фокусным расстоянием f, равным длине газоразрядной кюветы однопроходного квантового усилителя

2, располагают у выхода кюветы. В частотной плоскости системы, на расстоянии за фокусирующей линзой 3, помещена согл асующая голограмма 4, далее расположена линза 5 формирования усиленного изображения, передняя фокальная плоскость которой совмещена с плоскостью согласуюшей голограммы 4. Усиленное по яркости изображение, сформированное в задней фокальной плоскости линзы 5 формирования усиленного изображения совмещено с входным окном блока 6 вывода изображения. Согласующая голограмма 4 может быть получена, например, по схеме, приведенной на фиг. 2.

На входном окне однопроходного квантового усилителя 2 помещен точечный источник света, а в формальной плоскости фокусирующей линзы 3 расположена фотопластинка, на которой должна быть получена согласующая голограмма 4. Кроме излучения точечного источника на пластинку направлена плоская волна (источник которой на фиг. 2 не показан). Волна от точечного источника представляет собой совокупность пучков, прошедших через кювету с различным числом отражений от стенок, а также без отражений. Каждый из пучков освещает на фотопластинке свой круговой пояс, ширина которого равна диаметру кюветы D, а радиус внутренней кромки кольца равен ND, где N — число отражений от стенки для данного пучка.

Интерференция с опорной плоской волной приводит к появлению в соответствующем поясе амплитудной синусоидальной решет-,, ки с периодом ЫИ3, где L — длина кюветы усилителя, а Х вЂ” длина волны используемого излучения. Путем регистрации этой интерференционной картины на фотопластинке может быть получена требуемая согласующая голограмма.

При размещении такой, голограммы в задней фокальной плоскости фокусирующей линзы 3 в расположении фиг. 1 каждый пучок, прошедший однопроходный квантовый усилитель 2 с определенным числом отражений от стенок, попадает на соответствующую решетку и преобразуется в пучок, плоский фронт которого параллелен плоскости голограммы, и таким образом вносит вклад в формирование усиленного по яркости изображения в плоскости входного окна блока 5 вывода изображения, повышая информативную емкость устройства. Кроме того, преобразование значительной доли излучения, прошедшего усилитель за счет отражений от стенок, в пучки, участвующие в формировании изображения, заметно снижает фон. Оба этих положительных эффекта вкупе повышают качество усиленно го изображения.

Формула изобретения

Усилитель яркости изображения, содержащий блок ввода изображения, однопроходный квантовый усилитель и блок вывода изображения, расположенные последовательно, отличающийся тем, что, с целью повышения качества усиленного изображения, однопроходный квантовый усилитель выполнен в виде усилителя с газовой активной средой, и в устройство дополнительно введены фокусирующая линза, согласующая голограмма и линза формирования усиленного изображения, установленные последовательно на оптической оси устройства между выходным окном однопроходного квантового усилителя и блоком вывода изображения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Белонучкин В. Е. и др. Квантовая электроника, 1977, т. 4, М0 6, с. 1318.

2. Гейсик Дж. и Сковил,Г. В сб. «Лазеры», М., Изд-во иностранной литературы, 1963, с. 113 (прототип).

1, Составитель В. Аджилов

Техред И. Заболотнова Корректор И. Осиновская

Редактор Н. Коляда

Тип. Харьк. фнл. пред. сПатент»

Заказ 31(36 Изд. № 101 Тираж 628 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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