Магнитооптический спектроанализатор Советский патент 1985 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к технике обработки информации в оптических системах, в частности, к устройствам, осуществляющим спектральный анализ сигналов. Цель изобретения - увеличение динамического диапазона анализатора. На чертеже изображена структурная схема магнитооптического спектро анализатора. Устройство содержит аналого-цифро вой преобразователь 1 (АЦП) в параллельный цифровой код, подсоединенный выходом каждого разряда к соответствующему входу многоканальной магнитной головки 2, магнитный носитель 3, лазер 4 и расположенные на его оптической оси коллиматор 5, магнитооптический кристалл 6, ступенчатый ослабитель света 7, объектив 8 преобразования Фурье, поляризатор 9, считывающую.линейку фотоприемников 10. В качестве аналого-цифрового преобразователя 1 могут использоваться серийные промышленные АЦП, удовлетворяющие по быстродействию и разряд- ности условиям конкретной решаемой задачи. В качестве магнитно-оптического кристалла 6 целесообразно использовать пленочные структуры феррогранатов, выпускаемые на подложках диаметром 25 и 40 мм. Ступенчатый ослабитель света 7 представляет собо оптический транспарант с упорядоченными по одной оси прямоугольными областями с различным пропусканием света. Он может быть изготовлен фото графическим способом или напылением. Б качестве считывающей линейки.фотоприемников целесообразно использовать фоточувствительные приборы с за рядовой связью. Остальные входящие в устройство элементы имеют широкое распространение и выбираются в зави симости от решаемой задачи. Магнитооптический спектроанализатор.аботает следующим образом. Исследуемый сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 1, в котором он представляется в цифровой форме. После преобразования сигнала в АЦП 1 на вход п-го канала записывающей магнитной головки подается цифровой сигнал который и регистрируется в соответствующей строке на магнитном носителе 3. При движении магнитного носителя записанный на нем сигнал вводится в контакт с магнитооптическим кристаллом 6. На последнем под действием полей рассеяния сигналограммы происходит изменение структуры доменов, которая повторяет структуру поля рассеяния сигналограммы. Учитывая, что магнитные домены в кристаллах феррогранатов имеют два направления намагниченности, при применении таких кристаллов целесообразно использовать представление сигнала в параллельном коде с основанием головки 2. В этом случае цифровой сигнал может принимать лишь два численных значения О и 1. Магнитооптический кристалл 6, перемагниченный полем рассеяния сигналограммы, освещается линейно поляризованной когерентной -световой волной от лазера 4 через коллиматор 5. В результате двойного прохождения света через кристалл 6 и полного внутреннего отражения его от поверхности, находящейся в контакте с магнитным носителем 3, распределение поля комплексной амплитуды света (в проекции на ось поля15йзатора 9) будет пропорционально функции распределения намагниченности на магнитном носителе 3. Ступенчатый ослабитель 7 обеспечивает взвешенное суммирование отдельных разрядов сигнала. Для обеспечения задания весовых коэффициентов в разрядах значениями 1 и О ориентация подяризатора 9 j выбирается под углом { +Qp) к оси поляризации падающего на кристалл. лазерного излучения (где QC-- угол фарадеевского вращения поляризации в магнитооптическом кристалле). В этом случае через домены одного направления намагниченности свет вообще не проходит, что соответствует коэффициенту О, а для другого направления намагниченности доменов пропускание будет соответствовать коэффициенту 1. Объектив преобразования Фурье формирует в своей второй фокальной плоскости поле комплексной амплитуды света, соответствующее двумерному Фурье-образу. Для того, чтобы поле комплексной амплитуды света на считывающей линейке фотоприемника 10 соответствовало Фурье преобразованию от входного сигнала в динамическом диапазоне, определяемом его N-разрядным цифовь1м представлением, ширина щели S фотоприемника 10 должна удовлетворять условию: S , где Д - длина волны света, f - фокусное расстояние Фурье-объектива, L - линейная входная апертура анал затора. 5. .4 При использовании магнитооптических модуляторов .имеющих более двух уровней градации хтропускания, в устройстве может быть использовано представление сигнала с основанием большим, чем 2f в этом случае число требуемых разрядов (и каналов записи) будет уменьшено. .

МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР, содержащий записывающую многоканальную магнитную головку, подвижный магнитньй носитель, в контакте С: которьм сзади по ходу движения магнитного носителя установлен магнитооптический кристалл, оптически связанный с выходом коллиматора, находящегося на оптической оси лазера, а на продолжении оптической оси отраженного от магнитооптического кристалла луча установлены объектив преобразования Фурье, поляризатор и считыванлций элемент, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона,в него введен аналого-цифровой преобразователь сигнала в параллельный цифровой код и ступенчатый ослабитель света, пропускание которого в п-ой ступени пропорционально Q, где а - основание цифрового кода преобразователя, при этом выход каждого разряда аналого-цифрового преобразователя подключен к соответствующему входу магнитной головки, ступенчатый ослабитель света установлен в плоскости, оптически сопряженной с магнитооптическим кристаллом, таким образом, что каждая П|-ая ступень ослабителя перекрывает в пространстве область магнитного носителя с записью соответствующего разря(Л да цифрового кода, а считывающий элес мент выполнен в виде узкой линейки фотоприемников с шириной не более l/AL, где f - фокусное расстояние объектива Фурье, -j - длина йолны света, L - линейная входная апертура .анализатора, установленной перпендикулярно оптической оси вдоль направления движения магнитного носителя. | о DO j