“способ передачи информации

(32) 08,0 итет11801,5 осударственныи комитеСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(45) Дата опубликования описания 15,04.7) Авторизобретения Иностранецйнрих Нассенштайн (ФРГ) остранная фирм(ФРГ) 1) Заяви 54) СПОСОБ ПЕРЕДАИ ИНФОРМАЦИИ субволнам верхностных во В противополож в поперечном н 1, называют еость этому:и: задухаюшие аправлении бе ущис волныться далее кск НОГ)малышне будут обозна.волны,Субволны зн и пол ном отражении на двух сред (первой еломления ам вып олнятьс то л ли плоский е больше предельного угла полного траже еству мень являюшойся оптичсск рой среде, ой, вблизи бразуется и, перпенд лами, бегу границы м о рыхЛшей вваемо более тонк средами о направлени между сре ная вдоль редста ны та называем зываемые или волна этой субволны буде представляет собой авлении,Волны, дл(61) Дополнительный к патент (22) Заявлено 06,03,70(21) 14 Изобретение относится к системам пердачи изображения, в которых информацияпередается с помощью когерентных волн,В оптических системах, в которых используется традиционный метод изображения (линзовая оптика), разрешающая способность ограничена вследствие действия дифракции, Принципиальным пределом разрешающей способности в этом случае является величина порядка 2/Л, где Л представляет собой длину волны используемого излучения. Увеличение разрешаюшей способности больше значения 4/Х представляетсяпри использовании традиционных методовочень трудным,акже тип волн, длина ко по сравнению с величиноиляютдей собой длину бегуой же частоты в рассматрикоэффициент преломления и ) е поверхностные волны, наакже часто однородными волнаи, затухающими в поперечном а которых меньше длины кают, например, пр поверхности разделения и второй) с коэффициснтт и ч причем должно3.вие и, т 1 В том случае падения волин в г;ервой от границы междусильно затухающая викулярном к границешая волна, направленежду средами, ДлинакЛ = где Лз 1 л 9длину бсгушей волныв среде 1. Таким образом, видно, чтопри предельном угле 9 длина этой волны равна Л, С возрастанием угла падении 9 длина волны уменьшается и, в конце концов, при плоском угле падения имеем 1 = .,т.е, она становится равной длине волны в более плотной первой среде.Субволны со значительно более малой длиной волны могут быть получены, например, благодаря тому, что лучи пропускают через решетку, пропускающую ориентировочно волны с синусоидальной амплитудой и имеющую постояннуюрешетки которая мала по сравнению с длиной волны используемого излучения. В этом случае возни.15 кают субволны, которые распространяются в плоскости решетки и сильно затухают в направлении, перпендикулярном плоскости решетки, Длина волны этих субволн равна постоянной с( используемой решетки.Белью изобретения является расширение диапазона передаваемой информации и увеличение разрешающей способности.Цель достигается тем, что создают субволну путем полного отражения в тонкой среде, при этом дифракция субволны на исследуемом объекте (структуре) приводит к возникновению однородных волн, по которым оценивают информацию, Структура, размеры которой меньше длины волны используемого излучения, будет обозначаться кратко как "субструктура" по отношению к этому излучению, Было обнаружено, что путем дифракции субволны на субструктуре вновь получают бегущие волны, Особенно важным является тот факт, что в этом случае происходит трансформация местных частот.Если, например одноразмерная решетка (постоянная решетка с,местная частота К) облучается субволной с длиной волны Л то есть волновое число будет К = - то5образуется дифракционный спектр с местными частотамиК =тпКЫ. - К (гоп=о +1 +2,)Ь45Вследствие дифракции субволны, таким образом, до сих пор недоступные местные частоты КО в традиционном диапазоне могут быть трансформированы в частоты традиционного диапазона при условии, что 50КЬ( 1 К,.Для выполнения этого волновое число субволн должно быть выбрано таким Образом:55(щК -К,/КСистема для получения изображений, работающая традиционным способом (например 60 линза), принимает то же самое распределение света, как и при использовании рещетки с постоянной решетки, равной Э= - ,К,при вертикальном облучении волнами с длиной волны А . Для получения изображения,подобного объекту, требуетсч многократное преобразование видаКх ЯКЬ Мгде М представляет собой увеличение. Сначала возьмем объект, основная инфорыация о котором содержится в спектре местных частот, полоса которых имеет ширину 2 КВ зоне местных частот в этомслучае необходимо тотчас же задать, какимх,образом Кпреобразуется в К Ьх д 5КЬ м мТаким образом, необходимо стуктуру Коблучить субволнами; бегущие вопны испытавшие дифракцию, используются для получения М-кратно увеличенного изображения;путем модуляции на несущую местную частьтоту м согласно известным методамобразуется,в конце концов, М -кратно увеличенное изображение структуры, в которомтеперь однако обнаруживаются местные частоты К и соответствующих деталей.Использование субволн и их дифракциинесет с собой, таким образом, следующиепреимущества для увеличения разрешающейспособности:Более короткая длина субволны с точкизрения разрешающей способности, которуюнеобходимо получить, равноценна облучениюволнами с более короткой длиной волны,которые в обычных условиях очень труднополучить (например, лучи ультрафиолетового спектра с малой длиной вопны или ренэгеновские лучи), для которых не сущесввует системы получения изображения, дакищей удовлетворительные результаты.Однородные волны, возникающие на структуре в случае дифракции субволн, имеющиенормальную длину волны, дают возможностьпроизводить последующую обработку волнс помощью хорошо развитых средств (линзи так далее) традиционной оптики.На чертеже схематически изображенаустановка для реализации предлагаемогоспособа,Лазерное излучение 1 попадает на генерирующую решетку 2 и образует здесьсубволны с волновым числОм К 5 ЗфГИ субволны на структуре объекта 3 с местнойчастотой (,подвергаются дифракции и врезультате возникают нормальные волны сволновым числом КЬ. Линза 4 в своей фокальчой плоскости 5 дает спектр фурье сволновым числом Ы,а в плоскости изображения 6 дает М-кратно увеличенное и искаженное изображение структуры Иав соответствии со спектром местных частот К Спомощью линзы 7 в плоскости 8 создаетсяспектр местных частот, соответствующийэтой увеличенной структуре, С помощьюдиафрагмы 9 гасятся лучи с нулевой дифракцией, соответствуюшие свету, не испытавшему дифракции, и отрицательные местные частоты. Через призму 10 и линзу 11под углом 5Ю (Б 1 и Р= /Мвводятся смещенные лучи с дифракцией нулевого порядка 1 2.Для контроля за амплитудой и фазой(этих лучей нулевого порядка) могут использоваться расположенные по бокам от хода лучей пластины, осуществляющие контрспь 20за поглощением и за фазой,С помощью линзы 13 в ее задней фокальной плоскости 14 получается М-кратно увеличенное изображение структуры, котороеполучается при косом освещении с помощью 25традиционного микроскопа, так как в этомслучае, как и при получении вышеупомянутого изображения оно создается за счет лучей с диуракцией нулевого и первого порядка,Улучшение качества изображения путем 30использования положительных и отрицательных степеней дифракции может быть, например, получено с помощью голографическихметодов,Предлагаемый способ можно применять 35на двумерных структурах. В качестве решетки, создающей субволну, применяют перекрестные решетки.С помощью предлагаемого способа можно получать изображение с большими спекчрами местных частот и обеспечить их разрешение, например в том случае, когдаспектр местных частот объекта лишь в определенных интервалах занимает значительную часть, 45Для этого необходимо разложить этотспектр на полосы шириной с 1 К; из этихчастот теперь может быть получено большеечисло частот с помощью субволн, Дпя такого разложения спектра можно, например, фиспользовать последовательно одну за другой несколько генерирующих или анализирующих решеток для субволн с различными 6длинами волн. Полученные таким образом полосы местных частот объединяются в данном случае в результирующее общее изображе ние согласно известным методам. В этом случае использование голографических методов аналогичное использованию их для соединения обоих спектров со смещенными частотами, о чем было сказано выше, является особо целесообразным, так как это позволяет производить наложение нескольких волновых частей, гринимаемых последовательно во времени.При использовании одного из вариантов изобретения информация об объекте, получаемая в субволнах через объект, сначала регистрируется и в заключение передается на голограмму стуктуры с помощью нормальных волн, получаемых вследствие дифракции субволн.Все субструктуры могут использоваться как в качестве амплитудных, так и в качестве фазовых структур. Вследствие того, что излучение лазера когерентно и отличается высокой спектральной интенсивностью в оптической области, лазер является наиболее предпочтительным источником излучения.Предлагаемый способ используется предпочтительно в области оптических длин волн (ультрафиолетовые, видимые, инфракрасные лучи). Однако этот способ может использоваться и для электромагнитных волн с иной длиной волны или для излучений другого происхождения, которые могут быть представлены в виде волн (например, электроны, звуковые и ультразвуковые волны), Особый случай применения данного случая представляет собой анализ рентгеновских структур. Формула изобретения Способ передачи информации путем освещения объекта когерентными волнами и регистрацииизображения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона передаваемой информации и увеличения разрешающей способности, создают субволну, например путем полного отражения в тонкой среде, при этом дифракция субволны на исследуемом объекте приводит к возникновению однородных волн и оценивают информацию изогнутых однородных волн, 523649Составитель Е, ХалатоваРедактор Н, Коляда Техред Н. Андрейчук Корректор И, ГоксичЭаказ 5130/599 Тираж 575 Подписное 11 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд, 4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4