Устройство для регистрации оптических сигналов

(5 ц 4 Н 01 3 31/50 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВ"ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ я маде и ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛКРЬПИЙ(56) 1 шасоп Ь 1 яЬ зреей савана Проспект фирмы "Хоуп Над 1 апд" (РЬоСодгарЬс Тпзйгцшепайдоп) ЬМ, 1972.Авторское свидетельство СССРЯф 1007145, кл. Н 01 Л 31/50, 1981.(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащеевходную оптическую систему, включающую последовательно установленные походу оптического луча диафрагму спрямоугольным отверстием и два .оптическихобъектива,а также электронно-,ойтический преобразователь, включающий фотокатод, затвор и экран, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью упрощения конструкции при возможности регулирования скважностииэображения, между объективами размещен интерферожтр Фабри - Перо, выполненный в виде оптического клина суглом 81 при вершине, определяемым изсоотношения,2 в,Щ - у г- показатель преломленитериала интерферометраФабри - Перо;2 - фокусное расстояние второгопо ходу луча объектива;- число кадров изображенияна экране;4, - размер рабочего участкаЬотокатода в перпендикулярном строке изображениянаправлении.2. Устройство по п.1, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью обеспе" чения покадровой многорядной регистрации, между интерферометром Фабри - Перо и вторым по ходу электронного луча объективом размещен дополнительный интерферометр Фабри - Перо, ориентированный перпендикулярно первому и выполненный с углом 9 при вершине, определяемым из соотношения1 ъ2 п.еА- -:где п - показатель преломпения материала дополнительногоинтерферометра фабри - Перо;М - число кадров иэображениявдоль строки;- размер рабочего участка фотокатода в параллельномстроке кадров изображениянаправлении865 1177Изобретение относится к измерительной технике, в частности к электронно-оптическим камерам, предна значенным для регистрации и анализа бьктропротекающих процессов в режиме покадровой съемки с временным разрешением в субнаносекундном и пикосекундном диапазонах.Цель изобретения - упрощение конструкции при возможности регулирова ния скважности иэображения.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит первый 1 и второй 2 объективы, в фокальных плоскостях которых расположены соответственно диафрагма 3 с щелевым прямоугольным отверстием и фотокатод 4 электронно-оптического преобразователя (ЭОП) 5. Между объективами 1 20 и 2 расположены первый,6 и дополнительный 7 интерферометры Фабри - Перо, образованные оптическими клиньями. Перед диафрагмой 3 расположен входной объектив 8, который может быть 25 опущен при регистрации параллельного излучения. ЭОП 5 снабжен экраном 9.Устройство работает следующим образом.Эф дИзображение исследуемого про" З 0 цесса строится входным объективом 8 в плоскости диафрагмы 3 с прямо- угольным отверстием. После прохождения первого объективаоно попадает на первый интерферометр 6, в котором 35 происходит размножение оптического сигнала. Каждый вышедший из интер ферометра 6 пучок лучей после прохождения второго объектива 2 изобразит в его фокальной плоскости (на 40 фотокатоде) диафрагму 3 с отверстием прямоугольной формы, причем эти иэображения будут строиться на фото- катоде 4 ЭОП 5 с временной задержкой ЬТ = 21/С, где 1, - . оптическая дли на пути между отражающими поверх. ностями первого интерферометра, С - скорость света. При этом расстояние между нижними границами изображений составит 2 п 6, Р (для определенности 50 считаем ряд изображений расположенными вертикально, а угол 6 - малым), Спустя промежуток времени Я Ь после первого прохождения пучка через интерферометр на фотокатоде 4. будет 55 построено Я иэображений разных фаэ исследуемого процесса. При включении затвора ЭОП на его экране образуется Я кадров, моменты начала которых отличаются на Ь с = 21,/С, а их длительность определяется временем . срабатывания затвора. При этом каждый последующий кадр слабее по интенсивности засветки в (КК,) раэ, где К К 1 - коэдйициенты отражения светоделительных покрытий наружньи поверхностей первого интерферометра. При первом прохождении интерферометра 6 световой пучок ослабляется в . (1-К,)(1-К,) раз.Таким образом, возможное число И кадров определяется как минимально возможным размером одного кадра при заданном размере фотокатода ЭОП, так и коэффициентами отражения К и К, наружных покрытий интерферометра, которые выбираются в соответствии с технологическими .возможностями.Последний кадр ослаблен по интенсивности по сравнению с первым в (К, К,)раз, что определяет динамический диапазон К, устрочства соглас" но соотношению (К К,) )= К 1/К, где К - динамический диапазон ЭОП. Высота изображения на фотокатоде должна быть несколько меньше, чем расстояние между границами соседних изображений, чтобы не происходило склеивания кадров, Для этого вертикальный размер прямоугольного отверстия в диафрагме должен удовлетворять соотношению Ъ ( Ь, Р Р , где Р - фокусное расстоянйе первого объектива.При наличии дополнительного интерферометра 7, ориентированного перпендикулярно первому интерферометру 6, световой пучок смещается во взаимно перпендикулярных направлениях.Пусть дополнительный интерферометр 7 смещает световой пучок по горизонтали, а интерферометр 6 - по вертикали. В этом случае световой пучок, размноженный интерферометром 7, образует на фотокатоде 4 горизонтальный ряд из М изображений с временной задержкой ЬС = 29/С.Если оптическая длина пути между отражающими поверхностями интерферометра 6 1 выбрана такой,что 22/СфМЬ С, т.е. 7, МВ то после окой" чания формирования на фотокатоде 4 указанного горизонтального ряда изображений на дополнительный интерферометр 7 придет второй из лучей, размноженных интерферометром 6, который после размножения интерферометромСоставитель В.Гаврюшинактор А.Козориз Техред Л.Микеш орректор И.Эрдейиодписиое 679венного кетений и35, Раушс а СССР ткрытии ая наб., д.4 Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 лиал з 11778 7 образует второй горизонтальный ряд изображений, т.е. всего Я рядов изображений. Таким образом, на фотокатоде 4 будет сформирована многорядная система изображений последовательных фаз регистрируемого процесса.При включении затвора ЭОП 5 на его экране образуется многорядная система из М Я кадров, моменты начала которых отличаются на А = 2 С, а дли тельность их определяется временем срабатывания затвора, При этом каждый последующий кадр одного ряда в К К раз слабее по интенсивности засветки, чем предыдущий. При первом 15 прохождении интерферометров 6 и 7 световой пучок ослабляется в (1-В 1) (1 - К 1)(1-К)(1-К) раз. Послений кадр ослаблен по интенсивности засветки ло сравнению с перВым В (К 1 К 1) (К 2 К 2)( раз что оп ределяет дйнамический диапазон предлагаемого устройства согласно соот" ношению (К, К 1) (К К ) = К 1 Кф , 25Размеры О и Ь прямоугольного.отверстия диафрагмы должны быть несколько меньше, чем соответственно расстояние между началами соседних изображений в ряду между нижними гра-ЗО ницами соседних рядов, чтобы не быпо сливания. кадров. Для этого размеры прямоугольного отверстия в диафрагме аказ 555951 ТиражВНИИПИ Государспо делам изоб113035, Москва, Ж должны удовлетворять следующим условиям:1 Г ЕГа - - - , Ьс --М Г М ГаТаким образом, в устройстве может быть использован ЭОП более простой конструкции, содержащий затвор, но не имеющий систем развертки кадров по экрану.Устройство апробировано в электронно-оптической камере, предназначенной для покадровой съемки в субнаносекундном диапазоне, В камере в качестве входного объектива выбран. объектив с фокусным расстоянием Ро20 мм, фокусные расстояния объективов 1 и. 2 составляют Р 1 Р " 70 мм, толщина клиньев, используемых для первого и дополнительного интерферометров, составляют соответственно 1,2 мм и 3,6 мм. Размеры диафрагмы 147 мм, углы 01 4,1, 92,3 Коэффициенты отражения светоделительного покрытия на гранях клиньев К 1 К, и К К выбраны равными 0,9, что обеспечивает возможность получения трех строк по три кадра в ряду на экране ЭОП, причем интенсивность изображения на первой и третьей строках различается примерно в 2 раза. В камере используется ЭОП типа МФ, содержащий затвор и усилитель яркости УМК.