Устройство для определения пространственно-временных характеристик когерентного оптического излучения

оц 692467 Сфез Сфветсим СцивттРфсаУЕЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ С ТВЛЬСТВУ(61) Дополммтельм (22) Заявлено 03,0 с присоединением ое кавт.сеид-ву,76, (21) 235234 3/18-25 заявим М -м )(з 01 5 3/О Рственнмй комнтеСССРелям нзебретеннй,н еткрмтнй 23) Прнаритет - Опубликовано 3004,81, Бюллетень И 9 1 53) УДК 621,3088.8) Дата опубликования аписамя 30,04,81 72) Авторы Обр) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЙРЕФИЕНИЯ ПРОСТРАНСТВ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОГЕРЕНТНОГО ОПТИЧЕСКОГО ИЭДУЧЕНИЯ н с и Ы 2Изобретение относится к области - характеристиках исследуемого иэлучеоптико-Физических измерений в части ния за счет потери информации о Фаопределения пространственно-времен- зовом распределении излучения вдоль ных характеристик когерентного опти- э траектории сканирования в широком дического излучения. намическом диапазоне.Известно устройстзо для определе-Цепль изобретения - увеличение ния пространственно-временных характе- информации о характеристиках исслеристик когерентного оптического излу- древко излучения за счет опречения, а именно, Формы волновогоделения Фазового распределения Фронта, основанного на голографичес- вдоль траектории сканирования в диком методе измерений. Устройство иамическом диапазоне, прещааающем % содержит интерферометрическую апти- синхронно с энергетическим распределеческую схему, Фютопрнемник и индюка- ием вдоль той же траектории незавиторное устройствоЦ . имо от Флуктуаций интенсивностинедостатком известного устройствасследуемого излучения. является ограниченный динамическзтй Это достигается эа счет того, что диапазон (,0 -Ф) однозначного опреде- в устройство введены второй нндикаленвя Фазового распределения и необ- тор, сутееатор, разностный усилитель, ходимость в опорном луче, имеющем интегрирующий усилитель, делительная известный волновой Фронт и когерент схема и второй Фотоприемннк, иденномзс исследуемым .излучением. тичиый первому, причем оба ФотоприемНанболее. близким по своей техни- . ника жестко связаны со сканирующей ческой сущности к данному является диафрагмой и расположены симметрично устройство для определения прост-оптической оси устройства в плоскости ранственйовременных характеристик 25 отстоящей от плоскости диафрагмы на когерентного оптического излучения, расстоянии Ь и на расстоянии б друг содержащее сюуннрующую диафрагму, от друга, определяемых иэ соотношефотоприемннк и индикатор 2 . ний:Недостатком этого устройства яв- Ь 1 Ф/01 ф 1 ляется недостаточная информация о 30 (О н - /Огде Ь - размер приемной площадки фо-топриемника;- длина волны исследуемого излучения;а - размер диафрагмы,а выходы обоих фотоприемников подключены одновременно к входам сумматора и разностного усилителя, выходысумматора и разностного усилителяподключены к входам делительной схемы,а выход делительной схемы подключенчерез интегрирующий усилитель к вто- о,/рому индикатору.На чертеже показано описываемоеустройство, схема,На схеме изображены исследуемоеизлучение 1, сканирующая диафрагма2, Фотоприемники 3 и 4, сумматор 5,разностный усилитель б, делительнаясхема 7, интегрирующий усилитель 8,индикаторы 9 и 10, 0размер диафрагмы, Ь - размер приемной площадки фотоприемника, , - расстояние диафрагмы от приемника, б - расстояние междуфотоприемниками.Выводы Фотоприемников 3 и 4, жестко связанных с диафрагмой 2, подключены одновременно к входам 5 и разностного усилителя б, а выходы сумматора 5 и разностного усилителя б подключены к входам делительной схемы 7к выходу которой через интегрируютщий усилитель 8 подключен индикатор10. Индикатор 9 подключен к вых 1 одусумматора 5,Устройство работает следующим образом.При сканировании иссл,н у , из ЗЗлучения 1 диафрагмы 2 с ФотоприеМни" ками 3 и 4, часть излучения, прошедшая диафрагму, создает световоепятно, распределенное по площадкамфотоприемников 3 и 4. Величина угла 46между нормалями к волновому Фронту ик .траектории сканирования определяет,соотношение интенсивностей излучения., подающего на приемные площадки каждого из фотоприемников при вышеуказанных значенияхи б . 1 акимобразом, информация о фазовом распределении, заложенная в величине угламежду нормалями, регистрируетсяпо разности световых сигналов наплощадках фотоприемников для каждойточки траектории сканирования, приэтом отсутствуют принципиальныеограничения динамического диапазонаоднбзначного определения фазового распределения.Чтобы исключить влияние фффлукфаций интенсивности излучения наточность определения фазового распределения, величину разностного сигйаладелят на сумму сигналов с оббих Фото"приеййиков.частное от деления пропор-ционально производной от Фазового распределения вдоль траектории сканирования. Интегрируя сигнал после деления; получают искомое распределение.Синхронно с этим в процессе сканиро вания сумма сигналов от фотоприемников используется для определения энергетического распределения вдоль той же траектории.фотоприемники 3 и 4 преобразуют интенсивность падающего на них потока излучения в электрические сигналы. Эти сигналы подаются на входы сумматора 5 и разностного усилителя б. С разностного усилителя б в дели- тельную схему 7 поступает сигнал, пропорциональный разности сигналов. от фотоприемников 3 и 4, а сумматора 5 - их сумме. Делительная схема 7 подает сигнал, пропорциональный частному от деления разности сигналов с фотоприемников на их сумму, на вход интегрирующего усилителя 8, Электрический сигнал с выхода интегрирующего усилителя 8, пропорциональный значению Функции распрецеления Фазы вдоль траектории сканирования, поступает на, индикатор 10. На индикатор 9 подается сигнал с выхода сумматора 5, пропорциональный значению функции распределения интенсивности вдоль той же траектории.Описанное устройство позволяет увеличить информацию о характеристиках исследуемого излучения, определить Фазовое распределение излучения синхронно с его энергетическим распределением вдоль траекторий сканирования в широком динамическом диапазоне независимо от флуктуации интенсивности исследуемого излучения.формула изобретенияУстройство для определения пространственно-временных характеристиккогерентного оптического излучения,сбдержащее йо ходу луча сканирующуюдиафрагму, Фотоприемник и индикатор,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью определения фазового распределения вдоль траектории сканированияв динамическом диапазоне, превышающем В , синхронно с энергетическимраспределением вдоль той же траектории независимо от флуктуации интенсивности исследуемого излучения, вустройство введены второй индикатор,сумматор, разностный усилитель, интегрирующий усилитель, делительнаясхема и второй фотоприемник, идентич"ный первому, причем оба фотоприемника жестко связаны со сканирующей диафрагмой и расположены симметричнооптической оси устройства в плоскости; отстоящей от плоскости диафрагмана расстоянии и на расстоянии бдруг от друга, причем:ЬЬ:ЬЯ и МАЙ:БЙ/д, - Я/сгде Ь - размер приемной площадки фотоприемника,692467 СоставА.Письман Техред ель ЯеА. Савк в ор В.вут Редак 5758/38 ; Тирвк 634 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,Ж, Рауюская набд.4/5 Ю ЭВ Ф Ю Ю Е Ю М Е Ю Ю ФВ Ю ф В Ю Ф Ю ЮВ ЭВ 4 В Филиал ПППфПатентфф, г. ужгород, Ул, Проек а- длина волны исследуемогоизлучения;о - размер диафрагмы,выходы обоих фотоприемников подключены одновременно к входам сумматора . и раэностного усилителя, выходы сумматора и разностного усилителей подключены к входам делительной схемы, а выходы делительной схемы подключен через интегрирующий усилитель ко вто-. рому индикатору. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Миямото Т, Ясуура К, Измерениепараметров и расходимости лазерногопучка,-Кюсю дайгаку когаку сюхо,1968, т.41, В 4, с.692.2, Липовский Н.М. и др. Методизмерения распределенкя интенсивностиизлучения в фокальном пятне оптического квантового генератора, ПТЭ,В 4,19,74, с. 159 (прототип) .