Оптический спектроанализатор Советский патент 1983 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к устройствам когерентной оптической обработки сигналов и предназначено для их спектрального анализа. Известны оптические анализаторы, состояпше из лазера, коллиматора, модулятора, объектива, дефлектора и регистратора Q Однако эти устройства характеризуются недостаточной точностью измерений, связанной с конечными pa3Mieрами апертуры линз и их аберрациями. Наиболее близким к. предлагаемому по технической сущности является оптический спектроанализатор, содержащий лазер, на оптической оси которого установлены полупрозрачное зеркало , электродптический модулятор, объектив, дефлектор вертикальной раз вегтки и подвижной регистрирующий носитель на фотопленке, а также блок Фурье-анализа, состоящий из объектива, помещенного между полу- прозрачными зеркалом и носителем, и установленного с другой стороны носителя фотодетектора, подключенного к индикатору 2 . Недостатками известного устройства являютсянизкие разрешающая способность и точность анализа сигналов в связи с тем, что система синхронизации вращения дефлекторов не обеспечивает равномерности записи растра вдоль горизонтальной и вертикальной осей. Кроме того, упомянутая система является сложной и дорогой Цель изобретения - повышение точ ности анализа спектра исследуемого сигнала и упрощение конструкции. Поставленная цель достигается тем что в оптическом спектроанализаторё содержащем лазер, на оптической оси которого установлены полупрозрачное зеркало, электрооптический модулятор , объектив, дефлектор вертикаль ной развертки и регистрирующий иоситель, а также блок Фурье- анализа, состоящий иэ объектива, помещенного между полупрозрачшлм зеркалом и носи телем , с другой cTopoffii которого установлен фотодетектор, подключе ньгй к индикатору, введена дифракцион ная рещетка, размещенная между дефлектором и регистрируклцим носителем причем щтрихи решетки составляют с осью развертки дефлектора угол, на 0,5-2° отличающийся от прямого. На чертеже представлена структурная схема устройства. Оптический спектроанализатор содержит лазер 1,.на оптической оси которого установлены полупрозрачное зеркало 2, электроопческий модулятор 3, объектив 4, дефлектор 5 вертикальной развертки, дифракционная рещетка 6, подвижной регистрирующий йоситель 7 (фотопленка), а также блок оптического Фурье-анализа в составе объектива 8, фотодетектора 9 if видикона), индикатора 10 (телевизора) . Спектроанализатор работает следующим образом. Исследуемый сигнал подается на модулятор 3, который моделирует по интенсивности Излучение лазера 1. Промодулированный по интенсивности луч, фокусируемый с -помощью объектива 4 на плоскость, в которой находится регистрирующий носитель 7, подается на дефлектор 5 вертикальной развертки (рассматриваем случай формирования вертикального растра), например многогранную призму с нанесенным на ее .гранях отражающим слоем. Горизонтальная развертка в таком случае осуществляется с помощью дифрационной рещетки 6 следующим об.разом. В силу дифракции, при освещении дефракциочной решетки 6 когерентным светом появляется ряд порядков одинаковой интенсивности..При расположении штрихов дифракционной решетки 6 под углом 88-89,5° по отнощению к оси развертки дефлектора 5 порядки дифракции образуют с этой осью угол 0,5-2. При перемещении луча по оси развертки дефлектора (в рассматриваемом случае по вертикальной оси) траектории движения параллельны траектории вертикальной развертки. Поочередное прохождение всех порядков одинаковой интенсивности зарегистрировано в пределах апертуры регистрирующей поверхности носителя, например фотопленки. Каждая линия горизонтального растра, образованная в результате прохоясдения апертуры одного из порядков дифракционной рещетки, смещена относительно предыдущей на величину d. Таким образом, на регистрируннцем носителе 7 длительный одномерный сигнал записывается в виде растра , линий, смещенных одна относительно другой на расстояние d г Регистрирующий носитель, если это фотопленка, поступает в устройство быстродействующего проявления носителя 7 и далее во входную плоскость объектива 8, фотодетектора 9, индикатора 10 оптического Фурье-анализа. В качестве носителя можно использовать также фототермопластинки или кристаллы пространственных модуляторов света. Блок Фурье-анализа Kiinonняет двумерное преобразование Фурье от входной функции.

В прототипе при использовании дефлектора для отклонения луча вдоль горизонтальной оси величина d не стабильна во времени. В предлагаемой конструкции при установке дифракционной решетки так, что поворот ее штрихов составляет с осью развертки угол.

на 0,5-2° отличающийся от прямого угла, величина d оказывается константой. Для считывания спектра исследуе-мого сигнала в выходной плоскости спектроанализатора установлен видикон, отображающий спектр на телевизионном экране. Таким образом, предлагаемая конструкция оптического спектроанализатора позволяет по сравнению с прототипом существенно повысить точность спктрального анализа сигналов при упрощении и удешевлении прибора, так как отпадает необходимость в применении сложной и дорогой системы синхронизации и второго дефлектора .

ОПТИЧЕСКИЙ СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР, содержащий лазер, на оптическо оси которого установлены полупрозра ное зеркало, электрооптический моду лятор, объектив, дефлектор вертикальной развертки и регистрирующий носитель , а также блок Фурье-анализа, состоящий из объектива, помещенного между полупрозрачным зеркалом и носителе ;, и установленного с другой стороны носителя фотодетектора, подключенного , к индикатору, отличающийся тем, что, с целью повышения точности ё1нализа: и упрощения конструкции, в него введена дифракционная рещетка, размещенная между дефлекторе и регистрирующим носителем, причем щтрихи решетки составляют с осью развертки дефлектора угол, -на 0,5-2 отличающийся от прямого угла.