СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИКИЗЛУЧЕНИЯ Советский патент 1971 года по МПК G04F13/02 

Изобретение относится к измерительной технике, нреднааначенной для измерения временных характеристик излучения, в частности длительности ,и |формы пикосекундных нмпульсов, излучаемых олтическим,и квантовыми 5 генераторами. Известны способы измерения временных характеристик, при которых (Используются механическая система развертки с разрешением до сек, фотоприемники с разверткой 10 сигналов на осциллографе ,с разрешением до сек, электронно-оптические преобразователи в режиме ш,елевой развертки с разрешением до сек. Эти способы не обеспечивают достаточного временного разреше- 15 ния, так как при современной технике возникает необходимость регистрировать сверхкороткие импульсы излучения -10-- сек. Целью изобретения является обеснечеил1е (Измерения импульсов излучения дл.нтель.ю- 20 стью до 10 сек и выше. Согласно изобретению, осуш,ествляют голографическую запись Фурье-образа .исследуемой временной картины излучения в режи.ме, когда на каждом участке голограммы регисг- 25 рируется онределепная спектральная компонента излучения. Последующее обратное преобразование Фурье выполняют путем оптического восстановлеЕИя, .используя опорный .пучок с той несущей частотой, что и при за- 30 писи, но с меньшим диа.г1азоном .измерения частот по сечению пучка в зависимости от заданного изменения масштаба времени. В отличие от известных способов, при которых голограммы получают в статическом режиме путем гпос.тедовательной регистрации для определенных фиксированных характеристик опорного пучка, .в пpeдлoлveннoм способе используется запись Фурье-образа в нестационарных условиях, когда в процессе регистрации на каждый элемент голограммы действует опорный пучок с частотой, изменяющейся по регистрирующему элементу. Осуществляется способ следующим образом. Для получения Фурье-образа временной картины на регистрирующий элеме)т подают .исследуемое .излучение (сигнал) и воюмогательное излучение (опорньп пучок), которое создают JI3 плоской монохроматической волны, .излучаемой одномодовым оптическим квантовым генератором. Волну пропускают через электрооптнческую ячейку, ооеспечизающую .при подаче на электроды пилообразного папряжения л.инейное изменение частоты в направлении, перпендикулярном световому лучку. Опорный световой пучок, действующий на регистрирущ.ий элемент, и.меет вид

(координата х направлена вдоль рег,истр,ирующего элемента). Совместное воздействие опорного пучка ,и сигнала ()(/) при регистрации дает

S(x) S, + f(Ax) + Е„Г( - Ах),

где 5о - несущественная в данном случае засветка, не зависящая от к, s(A,) -Фурье-образ исследуемого сигнала

-((t).

- СО

Для воспроизведения сигнала выполняют обратное преобразование Фурье. Это преобразование можно выполнять различными способами .как с помощью математической обработки зарегистрированной информации, так и оптическими методами. В частности, если регистрирующим элементом является фотопластинка, то почернение в разных точках ее будет пропорционально Фурье-образу. На пластинку направляют восстанавливающий световой пучок, который формируют по такому же принципу, как опорный, но лри другой скорости нарастания импульса напряжения, т. е. пучок вида Re{eoe- )}. При этом излучение, прошедшее через пластинку, в дальней зоне даст сигнал, представляющий собой обратное преобразование Фурье, т. е. иоле, амплитуда которого е(-t. Если изменение вре - /

менного масштаба достаточно значительно (), то полученное излучение может быть исследовало простейшими из известных спосо бов.

Исследуемый интервал времени полн t-iipe деляется временем нарастания от нуля до максимального значения импульса напряжения, приложенного к электрооптической ячейке, относительная разрешающая способн ,1сть, равная отношению разрешаемого интерзала времени /разр к исследуемому .интервалу времени /ПОЛИ, определяется амплитудой приложенного напряжения. Для величины относительной разрешающей способности, paJнoй 0,01, амилитуда пилообразного имлульса должна обеспечивать напряженность электрического поля 100 кв/см для ячейки с м;1ксимальной длиной 10 см, выполненной с ь-лектрооптическйм кристаллом типа КПД при температуре -100°С.

Предмет изобретения

Способ измерения временных характеристик излучения путем регистрации и В01проиаведения голографической картины Сигнала, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения импульсов излучения

длительностью до 10- fg., при регистрации исследуемого сигнала голографически аалисывают Фурье-образ путем подачи опорного пучка с изменяемой по сечению частотой излучения и заданными фазовыми соотношениями, а при воспроизведении сигнала производят обратное преобразование Фурье путем подаЧ|И опорного пучка с той же несущей частотой, что и при записи, но с меньшим диапазоном изменения частот ио сечению пучка в

зависимости от заданного изменения масштаба времени, получаемый сигнал наблюдают известным методом, например, на осциллографе.