Усилитель яркости изображения

Ояю Сеяетских йащиалистическях Ресяубяик(45) Дата опубликования описания 15,01.82 4 ясуде Рстееииьй иямизВ СССР йя дедам нзобретемий. И, Ескии, С, М, Козел, Г. Р, Л дена Трудового Красного Знаменический институт им, А, ф. Иоффе) УСИЛИТЕЛЬ ЯРКОСТИ ИЗОБРАЖЕНИ тике, а имения (усиле- огерентном Изобретеыие относится к опно к устройствам для повышенния) яркости изображений в ксвете.Проблема повышения яркости изображения нередко возникает в задачах микроскопии, оптической локации и связи, оптической обработки информации.Известны устройства для усиления яркости изображения на основе использования оптимических квантовых усилителей, в частности, однопроходных усилителей ОКУ, как более широкополосных и обладающих менее острой пространственной избирательностью по сравнению с резона- торными усилителями 11.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является усилитель яркости, изображения 121, содержащий блок ввода изображения, однопроходный квантовый усилитель и блок вывода изображения, расположенные последовательно.Наряду с определенными достоинствами, в частности пространственной и временной широкополосностью, что обеспечивается применением в иачестве рабочего элемента коротких рубиновых стержней, устройство имеет некоторые недостатки, в том числе необходимость импульсного режима, что снижает информативную емкость системы, а также неизбежную неоднородность свойств кристалла, что нарушает пространственную когерентность н приводит к возникновению помех в усиленном Ь по яркости изображении.Целью изобретения является повышение качества усиленного изображения.Поставленная цель достигается тем, чтов усилителе яркости изображения, содер жащем блок ввода изображения, однопроходной квантовый усилитель и блок вывода изображения, расположенные последовательно, однопроходный квантовый усилитель выполнен в виде усилителя с газовой 15 активной средой и в устройство дополнительно введены фокусирующая линза, согласующая голограмма и линза формирования усиленного изображения, установленные последовательно на оптической оси Ю устройства между выходным окном однопроходного квантового усилителя и блоком вывода изображения.Применение газовых усилителей для усиления изображения осложняется тем, что 25 для получения больших коэффициентов усиления необходимо использовать длинные узкие кюветы с малым числом Френеля, что ограничивает разрешающую способность и информативную емкость системы, Кроме ЗО того, наряду с потоком излучения, распроб 1 О 15 20 25 30 35 40 45 бО 55 60 страняющимся прямо через трубку, существует значительный поток, удерживающийся в трубке блатодаря отражению от стенок при малых углах скольжения, Эта часть поступающего в усилитель излучения также усиливается, и на выходе может иметь интенсивность, превосходящую интенсивность излучения, прошедшего усилитель без отражений от стенок,В то же время она не дает вклада в изображение, а приводит лишь к появлению фона, то есть к дополнительным шумам,Устройство позволяет использовать побочный поток излучения, связанный с отражением от стенок, для дополнительного усиления яркости изображения путем согласования этого потока с основным, проходящим усилитель без отражений, Согласование осуществляется с помощью голографического фильтра, Таким образом, одновременно снижаются фоновые шумы и увеличивается полоса пропускания пространственных частот, что приводит к увеличению как коэффициента усиления по яркости, так и пространственного разрешения.На фиг. 1 изображена схема устройстства; на фиг. 2 - возможная схема записи согласующей голограммы.Сформированный блоком 1 ввода изображения сигнал поступает на входное ок. но однопроходного квантового усилителя 2, фокусирующую линзу 3 с фокусным расстоянием , равным длине газоразрядной кюветы однопроходного квантового усилителя 2, располагают у выхода кюветы. В частотной плоскости системы, на расстоянии за фокусирующей линзой 3, помещена согласующая голограмма 4, далее расположена линза 5 формирования усиленного изображения, передняя фокальная плоскость которой совмещена с плоскостью согласующей голограммы 4. Усиленное по яркости изображение, сформированное в задней фокальной плоскости линзы 5 формирования усиленного изображения совмещено с входным окном блока 6 вывода изображения. Согласующая голограмма 4 может быть получена, например, по схеме, приведенной на фиг. 2,На входном окне однопроходного квантового усилителя 2 помещен точечный источник света, а в формальной плоскости фокусирующей линзы 3 расположена фотопластинка, на которой должна быть получена согласующая голограмма 4. Кроме излучения точечного источника на пластинку направлена плоская волна (источник которой на фиг, 2 не показан), Волна от точечного источника представляет собой совокупность пучков, прошедших через кювету с различным числом отражений от стенок, а также без отражений, Каждый из пучков освещает на фотопластинке свой круговой пояс, ширина которого равна диаметру кюветы Й, а радиус внутренней кромки кольца равен У 0, где У - число отражений от стенки для данного пучка, Интерференция с опорной плоской волной приводит к появлению в соответствующем поясе амплитудной синусоидальной решет- ки с периодом И./Уй, где 1. - длина кюветы усилителя, а Х - длина волны используемого излучения. Путем регистрации этой интерференционной картины на фотопластинке может быть получена требуемая согласующая голограмма.При размещении такой, голограммы в задней фокальной плоскости фокусирующей линзы 3 в расположении фиг, 1 каждый пучок, прошедший однопроходный квантовый усилитель 2 с определенным числом отражений от стенок, попадает на соответствующую решетку и преобразуется в пучок, плоский фронт которого параллелен плоскости голограммы, и таким образом вносит вклад в формирование усиленного по яркости изображения в плоскости входного окна блока 5 вывода изображения, повышая информативную емкость устройства. Кроме того, преобразование значительной доли излучения, прошедшего усилитель за счет отражений от стенок, в пучки, участвующие в формировании изображения, заметно снижает фон. Оба этих положительных эффекта вкупе повышают качество усиленного изображения,Формула изобретенияУсилитель яркости изображения, содержащий блок ввода изображения, однопроходный квантовый усилитель и блок вывода изображения, расположенные последовательно, отличающийся тем, что, с целью повышения качества усиленного изображения, однопроходный квантовый усилитель выполнен в виде усилителя с газовой активной средой, и в устройство дополнительно введены фокусирующая линза, согласующая голограмма и линза формирования усиленного изображения, установленные последовательно на оптической оси устройства между выходным окном однопроходного квантового усилителя и блоком вывода изображения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Белонучкин В, Е, и др. Квантовая электроника, 1977, т. 4, Мо 6, с. 1318,2. Гейсик Дж. и Сковил,Г, В сб. Лазеры, М Изд-во иностранной литературы, 1963, с, 113 (прототип).Заказ 31(36 Изд,101 Тираж 628 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип. Харьк. фнл. пред. сПатент