Устройство измерения угловых флуктуаций оптического излучения

(72) Е,В,И 9Б 1 ОЛ Цнки атмосферы тут опт(57) Изобрете может быть ирения стаб 1 ль сти излучени оптлчгних пу прос,ранения р СО СОВЕТСКИХ СО,ИДЛИСТИЧЕСКИХ ф -ф РЕСПУБЛИК ОСУДАРСТ В Е ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМГРи Гкнт сссР 11, ДЦТОР ;ОД) С 1 Я 1:ЕД" ЯВ ин, АЛ,Лакарон и В.В,Смо(56) Антог)ское свидетельство СССР744242, кл. б 01 3 1/44, "978.АНОРСКОЕ С"Н 5 Ртлн СТВО СРЯ 79731 о, кл. Г; 01 . 1/44, 19 ) в.(54) У ТРФлф ,.". г 1 МЕРЕг 1 а, У 1 ЛОЗЫ6 ЛУКТУ 4 ИЙ О 17 ИЧЕС:ОГО ИЗЛУЧЕЯИЯ ие относится к Ме"етрии и пои зована в сис 1 Р;,химеНэол уГЛОНОй На",раНЛЕННОЦ, Гво 1 и параметров среды ргс злучения. Целььз изобретеиия являетсл повышение точности измерения для источников с плавным распред:лением интенсРнности, В состав устро,ства входят; оптическая фокусирувщая снс" ема 1, диссектор 2 с генератором 3 раэверт 1 ааацих напряжений и счетчиком развертки генератора 3, блок 14 синхронизации и регистратор 15, многоуровневый амплитудный дискриминатор 3, преобразователь 9, ко" урОВня - эстота прс.Оразоватеь 11 код ко:,рднты - частгпэ, с етчик 10о;- ка, с етчиг 12 координаты, ари+метическиЛ блок 13. ветоты импульсоз на "холах сетчикоа 10 и 12 пропорциональны соот 1;е 1 стВенно прои,.)неден 1.0 эылгднОИ амплигугй диссектора на ко 1 рдлнату развертки и алплитуде на ыходе дете,тора. Г 1 ролнтегр: .О- ванные н счетчна" и поделенные в Глоке 12 .; пл сигналы ог;рсделякл координату знерге. тического ,ен 1 ра тяжести снотоаого сигнала,2 ил.Изобретение относится к области фотометрии, а именно изме "а:.ия координат и светового потока источника оптического излучения, и может использоваться в системах измерения параметров среды распространения, фазовых искажений оптических пучков, стабильности угловой направленности излучения, а также в системах лазерной локации,Целью изобретения являетсяповышение точности измерения угловых флуктуаций оптического излучения путем выделения энергетического центра тяжести светового пятна с плавным распределением интенсивности и слежения эа ним,На фиг,1 представлена блок-схема устройства для слежения по одной координате; на фиг.2 - циклограммы сигналов, поясняющие работу устройства.Устройство содержит оптическую фокусирующую систему 1, диссектор 2 с генератором 3 развертывающих напряжений, который включает в себя тактовый генератор 4, делитель 5 частоты, управляемый счетчик б развертки и цифроаналоговый преобразователь 7, многоуровнсвый амплитудный дискриминатор 8, выполненный на основе аналого-цифрового преобразователя параллельного действия, преобразователь 9 код уровня - частотз, с;етчик 10 потока, пре 1 эбразов:,тель 11 код координаты - частота, счетчик 1 с координаты, арифметический блок 13, блок 14 синхронизации и регистратор 15.На фиг.2,обозначены циклограммы 16- 22.Совокупность узлов и связей обеспечивает аппаратное выделение энергетическоГо центра тяжести иэображения источника света, формирование сигнала положения центра тяжести светового пятна на фотокатоде диссектора независимо от размера и флуктуаций интенсивности светового пятна, его структуры. При этом точность измерения угловых флуктуаций повышается за счет воэможности анализа распределения интенсивности (х,у) в изображении источника света и гппаратурной реализации точного соотношения для координаты х,". анергетического центра тяжести:х 1 х, бхбхгде 7, - площадь приемной апертуры.ПрРию/ф 11 Огфтюг ъ гтгояф тфр ого-тю,ътля щй х зов 31 симос ь "3 сстоы зОпъинф:гния сче 1- яика потока от величины интенсивности света в каждой точка координаты развертки и зависимость частоты заполнения счетчикакоординаты от координаты развертки и отвеличины интенсивности света в этой точкекоординаты развертки, определения уровня5 фоновой засветки и одновременного измерения координаты энергетического центратяжести светового пятна и распределенияинтенсивности в сечении пятна, соответствующем этой координате. В этом случае, как10 и для известного устройства с оптическимклином, На каждом шаге развертки аппаратно формируется произведение вида х 1(х,у), .что позволяет исключить влияние структурыпятна,15 Измерение угловых смещений оптического излучения осуществляется следующим образом.Оптическийпучок фокусируется оптической системой 1 в плоскости фотокатодадиссекторэ 2. Изображение светового пятна20 сканируется выреэывающей апертурой диссектора с постоянной амплитудой развертки, величина которой превышает размериэображения (циклограм ла 16), Отклоняющая система диссектора 2 управляется вы 25 ходом цифроаналогового преобразователя7 генератора 3 развертывающих напряжений, Режим сканирования и синхронизациюработы блоков устройства обеспечиваетблок 14 синхронизации, Сечение изображе 30 ния размера бэффвыреэывающей апертурой размера Ь по выбранной координатеприводит к тому, что выходной сигнал диссектора 0в цикле развертки описываетраспределение интенсивности в световом35 пятне.по координате сканирования х. Сигнал О Й) преобразуется амплитудным дискримиьзтором 8 в цифровой код А (т)(циклограмма 18). Значение кода по адресным входам преобразователя 9 код уровня40 - частота управляет частотой следованияимпульсов на выходе преобразователя 11 Врезультате 11 зависит от величины интенсивнос 1 и светового пятна на каждом шаге развертки Ьх так, что чем вышеуровень45 интенсивности, темвыше частота 11 и нулевое число импульсов на выходе преобразователя соответствует нулевому уровнюинтенсивности (циклограмма 20):11- А (1) 1 а,(2)50. где 1 с - частота с выхода тактового генератора 4 (циклограмма 17),Выходные импульсы преобразователя 9код уровня - частота поступа,от на счетныйвход преобразователя 11 код координаты -55 част;тг. выхода фиксированного преобраЗдааи" н этаО Е 1 ЕЕО"а,4 ОЕд ЕЕЛЯ ИМПУЛЬСЫ Счастотой ъ-. 11 В 1(т) поступают на счетный вход счетчика 10 потока. При этом коэффициент В 1 (т) совпадает с коэффициентом преобразования преобразователя 11 для начальной координаты х 1 = 0 + Л х рабочей зоны устройства на плоскости фотокатода по координате сканирования х. Ре зультаты накопления импульсов, поступающих на вход счетчика 10, соответствует величине светового потока, прошедшего в вирезывающуо апертуру диссектора за цикл развертки гр.гЙр ф ьг и = ьг А 1( 6 в 1Р)=1=1где лт- длительность ага развертки;1 - 1,2,.,гп;) = 1,2 К.При этом Лт соответствует пространственный шаг развер ки Ьх,Коэффициент пр Образования преобразователя 11 код соордиатц - частота зависит от координаты х, е которой находится вырезцвающая а ертура диссектора при скдирооании, дпя чеГО код координаты В) (1), где) =-1,2,Л, а . - число шагов развертки порои рабочсй зоны устро,стее, с выхода счетчика разгортки Генератора разверть вающих напжений поступает на адресные е.,эды прес)Ьравсателг 11. Б результате в ."пдвр 1 с, нап з с е .Оде преобразо)атсля 11 сг:"деляется коорднатой развертки х) и ееличинсгй интенсивности А (ц) в ней на каждсм зге развертки (циклограмг а 22). За цикл развертки с 1 втик 12 коорд,:на) ы нгкапгввлет сумму произведений те.ущрй коорди:атц х) на вели ину интенсиенас.ти АЯ:цкьг (т=1 ьг с сч(1) Вф), (4).Ь1 с А(Ч) О(1)х(хЬХ =1 =1 ФЪФ г,А (, 1 ) Лк =1Знэчс)-1 е втс)Й ко,") 1 слнаты пгнигг п.=т ма регистратор 15 и на информативные входы счетчика 6 развертк 1 генератора развертывающих напряжений. Б результате происходит совмещение центра развертки,где ь.- индекс текущей координаты, Й-) + Кур - К/2 (К - число шагов амплитуды развертки; Ку, р - координата центра развертки в дачном цикле развертки).По окончании цикла развертки арифметический блок 13 делит содержимое счетчика координаты йк на содержимое счетчика потока Мр, Согласно соотношению (1) результатом деления является координата энергетического центра тяжести светового пятна10 возрастание точности измерений угло 1)х 15 20 25 30 35 40 45 50 совпадающего с центром вырезцеающого стверстия, и энергетического центра тяжести пятна. Блок 14 синхроизэции запускает развертку и синхронизует апраеленив развертки. На обратном ходе развертки устройство также определяет координату энергетического центра тяжссти пятна, что обеспечивает высокую скорость слежения.Положительный эффект от применения изобретения заключается в следуюдс 1: флуктуаций Опт. еского излучен)я из-за изменчивости рас)сделения интенсивнос: и сеетОВОГО пятна изсора)"ения Гпотяженного источника для семи уровней дискрмингции е 2,9 раза по результатам сто .дс;",. испытаний Независимо От формы и струк ры изображснил; возраста) точности из 1 ерений угловых флуктуаций и а эффективного подавления помехи мв),ения - флуктуациЙ интенсивности. Свет е изображении источника, подаепеие сс;с),. е 1 лодБ в диапазоне частот (0,1 - 100) Г, по результатам стендовых исы аний; вс)зможность определения не)осредсте,О координаты энергетического центра тя,;О- сти светового гьтна без дс) олтель;.;х )реоб;. )зований, прямо связанной с бл;, п 1 ство л,а:ке 1 г т 1 с сп) ск) 1 лу ;ения, распрос) рааащегс).я в атглосвео Формула изобретсния Устройство изцеоения угловых флуктуаций ОптическОГО изп учения, со/е ржав ее Г(О следовательно ус) ановленые оптичесую фокусируОцую систему, д. Ссвктор с гено. ратсрзм разсвртыва;ощих нагряени, и счетчиком развертки геер)тс)рэ рэзеертывспощих напряжений, блок сиг ронизацииреГистратор, выход Генератора расеерть ьас 1 щих напряжений подклачсн к входу блока синхронизации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, ч)о, с целью повышения точное и измерения источников с плавным рас )ределеисч интенсивности, в него допси нигельно в.сдены многоурсенсвцй амплитудный дискриминатор, пресбразователь код уровня - частота, преобразователь код координаты - частота, счетчик потока, счетчик координаты, арифметический блок, вход многоуровневого амплитудного дискриминатора подключен к выходу д 1 ссекторэ, выход многоуровневого амплитудного д.Скг)имр атора Одключен к адоесн )хоп и; еобоазоевтеляОлвовне - чсстс -с. тный вход которого подключен к тактовому выходу генератора разеертцеаюв,1 х напряжений, выход пр:Образоеателя код ур эня - частота подключен к счетному входу преО 5 юСЛЛГезЬч еьИ л1707 аез РфЦ 1 3 Иф 1ЦЩ137 ЗВ Составитель А.ГрузО.Юрковецкая Техред М.Моргентал Ред Корректор О,Ци аказ 261 Тираж 8 НЙИПИ Государственного комитста по из 113035, Москва, Ж, РПодписнретенлм и откошская наб., 4/5 ням при ГКНТ С одственно-издатель комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гэ 101 ход фиксированного преобразования которого подключен к счетному входу счетчика потока, выход счетчика развертки генератора развертывающих напряжений подключен к адресным входам преобразователя код координаты - частота, выход которого подключен к счетному чходу счетчика координаты, э выходы счетчика потока и счетчика координаты подключены к информативным входам арифметического блока, выход которого подключен к входу регистратора и информативным входам счетчика развертки генератора развертывающих напря ений, первый выход блока синхронизации подключен к входу управления направлением сканирования счетчика 5 развертки генератора развертывающих напряжений, второй выход блока синхронизации подключен к входу установа счетчика развертки генератора развертывающих напряжений, а третий выход блока синхрони зации подключен к В-входам счетчикакоординаты и счетчика развертки генератора развертывающих напряжений.