Оптический когерентный коррелятор Советский патент 1980 года по МПК H04B10/142 

ром и объективом обратного преобразования Фурье расположена цилиндрическая линза, ось которой параллельна или перпендикулярна оси, проходящей через пентры модуляторов. На чертеже изображена схема устройства для оптического вычисления функции неопределенности. Оптический коррелятор содержит последовательно расположенные импульсный лазер 1 с длиной волны излучения Xi, коллиматор 2, держатель акустических объектмодуляторов 3, объектив 4 прямого Фурье- преобразования, полупроводниковую пластину 5, предназначенную для записи динамической голограммы, светофильтр 6 с пропусканием на длине волны KZ- На второй оптической оси последовательно расположены лазер 7 с длиной волны излучения 2, которая выбрана такой, чтобы можно было легко осуществить селекцию волны KZ от Xi (например Xi 6943A и Х2 4480А), линза 8, которая совместно с зеркалом 9 и объективом 4 через окно в держателе объект-модуляторов 3 предназначена для формирования восстанавливающего светового пучка в плоскости голограммы 5, цилиндрическая линза 10 и объектив 11, плоскость 12 регистр ции вычисленных значений фунКцйи неогфеделенности. ., Устройство , работает следующим образом.- ; Коллимированный пучок когерентного светаотлазера 1 освещает в течение кратковременного импульса два акустических модулятора, расположенных в держателе 3. Если время импульса мало и акустическую волну можно рассматривать как стационарное поле комплексной амплитуды света, то можно записать U(x,y) U,(x + a)b(y) + + и,(х-а)1(у-Ьх), где , (а - угол поворота второго модулятора относительно оси х), x vt-}-X(i, (р - скорость распространения акустической волны), 2а - расстояние между центрами модуляторов по оси X. Если скорости распространения акустических волн в модуляторе связаны соотношением )2cosa, то одинаковые входные сигналы будут преобразованы в одинаковые по оси л: поля комплексной амплитуды света. Распределение интенсивности можно представить в виде /К)-Н(-, у)Г-/.() 14 0, Kji-f + 1М 2 (ш, + Ьшу}ехр 2уа)а + /«/aj-f ; +Ui (to) (Vs (ш + Ьшу) е хр f - 2jw.a - :-j i)yab,(2) где символ F обозначает Фурье-преобразованне, и Ui,,z(x,y), Zit ..y,Ti регистрирующем материале 5 будет записана голограмма, пропускание которой т(|, TI) будет определяться величиной экспозиции в плоскости 5. Светофильтр 6 не пропускает излучение длины волны vi на выход системы обработки. Поэтому поле комплексной амплитуды света в плоскости 5 будет соответствовать с точностью до постоянного множителя выражению (2), но уже на длине волны второго восстанавливающего лазера. Цилиндрическая линза 10 и объектив 11 осуществляют обратное Фурье-преобразование поля комплексной амплитуды света (на k) из плоскости 5 в плоскость 12 по оси X и отображение по оси у. В результате поля комплексной амплитуды в выходной плоскости 12 можно представить в виде и () Р- и, (о),)Р + МП + + I :(« Jfy2K-f Н)ехрУХ X ( + 0)) d, е 8 ( + 2а) + + I t/l(coj Л«. + -)ехруХ X ( + ш))08 ( 2д) г ... + °° + ехр jyv-b I и I (u)) и, (о) + ) X X ехр .(4) Два последующих члена в выражении (3) соответствуют функции f(x,y), а соответствующее поле интенсивности света ff определяет искомую двумерную функцию неопределенности входного сигнала U(x). Координата у соответствует оси доплеровских частотных сдвигов исследуемого сигнала. Таким образом, на выходе системы наблюдаются два симметричных световых поля, распределение интенсивности света в которых определяется функцией неопределенности двух сигналов, подаваемых на входные акустические модуляторы системы. Использование предлагаемого изобретения позволяет существенно расширить функциональные возможности оптических систем обработки сигналов. Применение предлагаемого устройства для оперативного анализа сигналов в темпе их поступления позволит избежать использования крупных дорогостоящих цифровых систем и дает существенный экономический эффект.

Формула изобретения

Оптический когерентный коррелятор, содержащий последовательно расположенные на одной оптической оси импульсный лазер, коллиматор, отклоняющее зеркало, модуляторы, располол енные в плоскости, перпендикулярной оптической оси, объектив прямого преобразования Фурье, регистрирующую пластину и светофильтр, объектив обратного преобразования Фурье, восстанавливающий лазер, расположенный на другой оптической оси и оптически связанный с отклоняющим зеркалом, отличающийс я тем, что, с целью расщнрения функциональных возможностей коррелятора посредством оптического вычисления двумерной функции неопределенности входного сигнала, модуляторы выполнены с разными скоростями распространения акустических

волн и ориентированы один относительно другого под углом, косинус которого равен отнощению скоростей распространения акустических волн в модуляторах, а между

светофильтром и объективом обратного преобразования Фурье расположена цилиндрическая линза, ось которой параллельна или ерпендикулярна оси, проходящей через центры модуляторов.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.W. Maloney. IEEE Spectrum, 1969, т. 6, с. 40.

2.ТИИЭР, 1977, т. 65, № 1.

3. Патент Франции № 2211147, кл. G 06К 9/00, опублик. 1974.

4.Патент США № 3510223, кл. 356-71, опублик. 1970.

5.Авторское свидетельство СССР № 584650, кл. G 06К 9/00, 1977 (прототип).

/г