Способ оптического спектрального анализа двумерных сигналов Советский патент 1986 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к спектральному анализу с помощью оптических элементов к может быть использовано в системах оптической обработки ин10

(, + j )/2 и интенсивностью

i,.(z)- А cos|2A(A-l,.-u,)z+

(. -.),

не разрешаются по критерию Релея п фокальной плоскости 5, то они, пере- крываясь, дают суммарный отклик в виде наблюдаемой компоненты со сред- формаций, например, в геофизике, аст- 5 ней пространственной частотой рофизике и т.д.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности оптического спектрального анализа двумерных сигналов.

На чертеже представлена структурная схема оптического спек трального анализатора двуМернь|Х: сигналов, реализующего способ п6в)1шения разрешающей способности.

Анализатор состоит из источника 1 когерентного света (лазера), коллиматора 2, входного транспаранта 3, сферической линзы 4 с фокальным расстоянием f и апертурой 2D и измерителя (не пок:азан) амплитуд и пространственных частот спектральных компонент в фокальной плоскости 5 сферической линзы А.

Способ осуществляется следующим образом.

Входной транспарант 3 устанавливают на оптической оси анализатора в положение-, совпадающее с положением сферотеской линзы 4 (). Оптический двумерный сигнал, записанный на входном транспаранте 3, освещают пучком когерентного света с длиной волны J от источника (лазера) 1, сформированным коллиматором 2. Свет, прошедший через транспарант 3, преобразуют сферической линзой. 4, т.е. осуществляют Фурье-преобразование входного двумерного сигнала. В фокальной плоскости 5 сферической лин- зьт 4 измеряют средние значения ; пространственных частот и интенсивности IQJ каждой из 1 наблюдаемых компонент полученного спектра. Затем транспарант 3 двигают вдоль оптической оси и наблюдают изменение интен- сивностей I,- спектральных компонент в фокальной плоскости 5 с увеличением расстояния Z транспаранта 3 от начального положения . Если какие- либо две спектральные составляющие анализируемого двумерного сигнала

,«-Pl2 n(,.Y) + ,

где ( 2 Разность не разрешаемых пространственныхчастот.

15 Таким образом, периодическое изменение с Z измеряемой в фокальной плоскости 5 интенсивности 1 означает, что данная наблюдаемая компонента состоит из двух не разрешенных по 20 критерию Релея спектральных компонент. При движении транспаранта 3 вдоль оптической оси анализатора из-. меряют его расстояние Z от начального положения , при котором интен- 25 сивность 1(Z)принимает начальное значение , т.е. измеряют период изменения интенсивности т -и наблюдаемой спектральной компоненты как функции расстояния Z. Зная длину вол- 30 ны ) источника когерентного света 1, по измеренным зна 1ениям и Z и формуле 1/( Л / ) определяют разностную частоту, а по формуле , 1 оценивают значения прозе странственных частот не разрешаемых по критерию Релея спектральных составляющих анализируемого двумерного сигнала.

40 Формула изобрет ения

Способ оптического спектрального анализа двумерных сигналов, заключающийся в том, что анализируемый оп45 тический сигнал на входном транспаранте освещают когерентным светом, прошедший свет преобразуют сферической линзой, в фокальной плоскости линзы проводят измерения амплитуд

50 и пространственных частот наблюдае- мых спектральных компонент, при этом осуществляют движение транспаранта, отличаю щийся тем, что, с целью повьш1ения разрешающей способА - амплитуды ,

Y,, - начальные фазы; - проекции на оси X и У пространственных частот ,,

(, + j )/2 и интенсивностью

i,.(z)- А cos|2A(A-l,.-u,)z+

(. -.),

не разрешаются по критерию Релея п фокальной плоскости 5, то они, пере- крываясь, дают суммарный отклик в виде наблюдаемой компоненты со сред- ней пространственной частотой

где ( 2 Разность не разрешаемых пространственныхчастот.

Таким образом, периодическое изменение с Z измеряемой в фокальной плоскости 5 интенсивности 1 означает, что данная наблюдаемая компонента состоит из двух не разрешенных по критерию Релея спектральных компонент. При движении транспаранта 3 вдоль оптической оси анализатора из-. меряют его расстояние Z от начального положения , при котором интен- сивность 1(Z)принимает начальное значение , т.е. измеряют период изменения интенсивности т -и наблюдаемой спектральной компоненты как функции расстояния Z. Зная длину вол- ны ) источника когерентного света 1, по измеренным зна 1ениям и Z и формуле 1/( Л / ) определяют разностную частоту, а по формуле , 1 оценивают значения пространственных частот не разрешаемых по критерию Релея спектральных составляющих анализируемого двумерного сигнала.

Формула изобрет ения

Способ оптического спектрального анализа двумерных сигналов, заключающийся в том, что анализируемый оптический сигнал на входном транспаранте освещают когерентным светом, прошедший свет преобразуют сферической линзой, в фокальной плоскости линзы проводят измерения амплитуд

и пространственных частот наблюдае- мых спектральных компонент, при этом осуществляют движение транспаранта, отличаю щийся тем, что, с целью повьш1ения разрешающей способности, транспарант двигают вдоль оптической оси и измеряют расстояния Z транспаранта от сферической линзы, соответствующие периодам изменений

312477764 . .

интенсивности наблюдаемых в фокаль- странственной частотой, определяют ной плоскости сферической линзы спек- по формуле тральных компонент, а разность частот

А , не разрешаемых по критерию Ре- -v

лея двух спектральных компонент, с®- s

ставляющих наблюдаемую спектральную где Л - длина волны когерентного компоненту с измеренной средней про-света.

Изобретение может быть использовано в системах оптической обработки информации, например, в геофизике, астрофизике и т.д. Цель изобретения - повышение разрешающей способности анализа. Оптический двумерный сигнал, записанный на входном транспаранте 3,облучают пучком когерентного света. Прошедший свет преобразуют сферической линзой 4 и в фокальной плоскости 5 измеряют средние значения пространственных частот и интенсивности полученного спектра. Для достижения цели транспарант 3 двигают вдоль оптической оси и наблюдают изменение интенсивностей спектральных компонент в фокальной плоскости 5 с увеличением расстояния Z транспаранта 3 от начального положения . 1 ил. . i 0 оэ