Оптоэлектронный функциональныйпреобразователь

кие функциональные формирователи сусилителями света на выходной грани,каждый из которых установлен междуоптическим выходом преобразователя исоответствующим фотоприемником, иэлектронный диодно- резистивный Функциональный блок, включенный между.входом операционного усилителя и электрическим входом цреобразователя 2,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяфункциональный преобразователь, содержащий треугольную призму с отражающей гранью и слоем люминофора,нанесенного на другую грань, систему усилителей света, контактирующихсо слоем люминофора, собирающую оптику на выходе, кроме того, содержащий коммутирующее устройство, связанное с цепями питания усилителей света,Это устройство как и другие рас- Щсмотренные преобразователи, обладаетрядом недостатков, Выходная функция,однозначно связанная с входной функцией, представляет собой изменениеинтенсивности света во времени, ненесет пространственной информации, и,по существу, реализует одномерныйвременной канал, Единственно возможной операцией, которую допускает непосредственно смоделированная функция, является фотоэлектрическое преобразование, Данный функциональныйпреобразователь не может успешно применяться в вычислительной техникеиспользующей средства оптическойобработки информации, которые харак- З 5териэуются высокой информативностью,простотой проведения многих интегральных преобразований, таких, как прямое и обратное преобразования фурье,свертка, корреляция, дифференцирование и другие, Кроме того, необходимость увеличения количества усилителей света прямо пропорционально усложнению моделируемых функций и повышению точности моделирования, сложностьаппроксимации функций, невозможностьпрямого визуального контроля смоделированных функций - все это такжеявляется недостатками данного,функционального преобразователя.Цель изобретения - расширение области применения функционального преобразователя за счет обработки двумерных сигналов оптического диапазо"на.55Поставленная цель достигается тем,что в оптоэлектронный функциональныйпреобразователь, содержащий треуголь"ную призму, выполненную иэ поглощающего материала, входная грань которойявляется входом преобразователя, а Овыходная грань снабжена слоем люминофора, являющимся оптическим выходомтреугольной призмы, и собирающую оптическую систему, введены волоконнооптическое запоминающее устройство, 65 блок синхронизации, источник переменного напряжения, генератор сигналовс линейно-частотной модуляцией и одномерный акустико-оптический дефлектор, сопряженный с пьезопреобразователем, который электрически соединенс выходом генератора сигналов с линейно-частотной модуляцией, входакустико-оптического дефлектора связан с оптическим выходом треугольной призмы, а выход акустико-оптического дефлектора оптически связан через последовательно установленныеволоконно-оптическое запоминающееустройство и собирающую оптическуюсистему с выходом преобразователя,причем питающие выводы волоконно-оптического запоминающего устройствасоединены с соответствующими выходами источника переменного напряжения,который входом соединен с первымвыходом блока синхронизации, второйвыход которого подключен к управляю,щему входу генератора сигналов с линейно-частотной модуляцией,Кроме того, волоконно-оптическоезапоминающее устройство выполненов виде регулярного световолоконногоблока, на входные торцы световолоконкоторого нанесен первый прозрачныйфотопроводящий слой, например селеновый, и на их выходные торцы последовательно нанесены слой злектролюминофора и второй прозрачный фотопроводящий слой, первый и второй прозрачные фотопроводящие слои являются соответственно оптическими входом и вы"ходом волоконно-оптического запоминающего устройства и его электрическими питающими выводами.На чертеже приведена схема предлагаемого преобразователя.Преобразователь состоит иэ треугольной призмы 1, выполненной из поглощающего материала, у которой имеетсявходная грань 2, отражающая грань 3,выходная грань, покрытая слоем люминофора 4, оптически соединенная содномерным акустико-оптическим дефлектором 5, волоконно-оптическое запоминающее устройство б, которое состоит из регулярного световолоконногоблока 7, слоя электролюминофора 8,первого 9 и второго 10 прозрачных фотопроводящих слоев, выполненных,например, из селена преобразовательсостоит также из блока 11 синхронизации, источника 12 переменного напряжения, генератора 13 сигналов линейно-частотной модуляцией,пьезопреобраэователя 14 и собирающей сиптическойсистемы 15, выход которой являетсявыходом преобразователя.Одномерный акустико-оптическийдефлектор 5 показан на чертеже со стороны пьезопреобразователя, ультразвуковые волны в нем направлены вдоль оси Х, перпендикулярной плоскости чертежа.Предлагаемый преобразователь работает следующим образом,В трехгранную призму 1 через ееоснонание 2 вводится входной параллельный пучок света, несущий информацию в виде изменяющейся во времениинтенсивности. В связи с тем, чтопризма 1 выполнена иэ поглоцающегоматериала, лучи света разной интенсивности отразятся н различных точкахбтражающей грани 3 и попадут на слойлюминофора 4 на разной высоте от ос 30нования 2 призмы 1, образуя при этомна люминофоре 4 светящиеся участки,т.елучи света с большой интенсивностью проходят в призме 1 большийпуть и на более высоком расстоянии 15от основания 2,образуют на слоелюминофора 4 светящийся участок, Приизменении интенсивности входного потока света но времени общая светящаяся область люминофора 4 изменяется 20по высоте прямо пропорционально изменениям входной функции. Оценим точность соответствия между интенсивностью света Э, прошедшего в призме 1 путь, равный Ь, и высотой све- д 5тящейся области люминофора Н.Обозначим начальную интенсивность счетачерез Э . Тогда3 =,) ехр-КИ+)ОЗОгде К - коэффициент поглощения материала призмы;А и В-постоянные величины, зависящие от размеров призмы:ш Н"-ъ 2 нйд 35н+ъдндд3 - высота точки выхода луча иэпризмы, отсчитанная от ееоснования;Ь - размер входной грани (оснонания) призмы;Н - высота выходной грани призмы.Можно записать3 ехр-ядр+ цгде Й - пороговая интенсивность люминофора,ке кАй501и оЭ -КЬюГДля относительной погрешности запишем 55- = сопэдй,ЬЭот,е, точность соответствия интенсивности света высоте светящейся областиН люминофора зависит лишь от ошибкиизмерения величины ЬН, которая может 60быть измерена с точнодтью,превышающей0,005 мм,Световые потоки, вышедшие иэ призмы 1, соответствующие н различныемоменты времени разным по высоте све тящимся участкам люминофора 4, попадают на дефлектор 5, оптически связанный с призмой 1. В связи с тем, что в дефлектор 5 распространяются ультразвуковые волны, модулированные по закону ЛЧИ, лучи света от люминофора 4, входящие в дефлектор 5 с различными координатами У, дифрагируют на этой волне и отклоняются дефлектором 5 вдоль координаты Х на величину, зависящую от частоты сигнала генератора 13 в данный момент времени. Таким образом, световой поток, являющийся н исходном состоянии функцией времени, в конечном итоге разворачивается в прбстранстве с помощью дефлектора 5. Дифрагиронанные лучи света с выхода дефлектора 5 попадают на первый фотопронодяций слой9. Фотопроводящие слои 9 и 10 соединены с источником 12 переменного на-пряжения П, При включенном источнике12 переменного напряжения и при отсутствии светового пятна на входезапоминающего устройства б выполняется условиеНсНэгде Н - электрическое сопротивлениефотопроводяцих слоев 9 и 10;В - электрическоесопротивлениеЭэлектролюминофора 8.При этом условии электролюминофор8 не излучает, так как- Нс1где 3 - ток, протекаюций в цепи запоминающего устройства б,Если на Фотопроводящий слой 9 проецируется световое пятно,то сопротивление его резко падает, т.еНс( НэП- =Нэпри этом электролюминофор 8 начинает высвечивать. Электролюминесцентный свет распространяется как наружу, по закону Ламберта, воспроизводя иэображениевходного светового пятна на выходе эапоминаюцего устройства б, так и во внутрь, поддерживая высокую проводимость селенового слоя, Вследствие обратной световой связи на выходе запоминающего устройства б при отсутствии светового пятна на его входе наблюдается иэображение до тех пор, пока в электрической цепи действует напряжение П- от источника 12, Таким образом развернутая в пространстве с помощью дефлектора 5 временная функция входного оптического сигнала запоминается, создавая про" странственное изображение сигнала в виде светящегося образа, функционально зависяцего, от входного светового потока, модулированного во времени по интенсивности. Блок 11 синхронизации управляет во времени работой все" го функционального преобразователя, Необходимо, чтобы источник 12 переменного напряжения включался одновременно с началом периода работы гене 809248ратора 13, при этом период сигналадолжен быть равен периоду моделируемой функции или моделируемой ее части.Изменяя с помощью генератора 13 сигналов вид ультразвуковой волны дефлектора 5, можно моделировать функции, по-разному изменяющиеся в пространственных координатах.Предлагаемый преобразовательвследствие того, что моделируемаяфункция представлена в нем в видепространственной картины, позволяетв дальнейшем производить над последней математические операции, характерные для систем оптической обработки информации при некогерентномосвещении. Кроме того, степень сложности моделируемых функций и требуемая точность их моделирования не сказываются на какоМ бы то ни было усложнении самого функционального преобразователя, а представление самоделированной функции в виде светящегосяпространственного изображения позволяет производить визуальный контрольпроцесса моделирования,Формула изобретения 251, Оптоэлектронный функциональныйпреобразователь, содержащий треугольную призму, выполненную из поглощающего материала, входная грань кото-.рой является входом Преобразователя,на выходную грань нанесен слой люминофора, являющийся оптическим выходомтреугольной призмы, и собирающую оптическую систему, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения преобразователя эасчет обработки двумерных сигналов,в него введены волоконно-оптическоезапоминающее устройство, блок синхронизации, источник переменного напряжения, генератор сигналов с линейночастотной модуляцией и одномерныйакустико-оптический дефлектор, сопряженный с пьезопреобразователем, который электрически соединен с выходом генератора сигналов с линейно-частотной модуляцией, вход акустико-оптического дефлектора связан с оптическим выходом треугольной призмы, а выход акустико-оптического дефлектора оптически связан через последовательно установленные волоконно-оптическое запоминающее устройство и собирающую оптическую систему с выходом преобразователя, причем питающие выводы волоконно-оптического запоминающего устройства соединены с соответствующими выходами источника переменного напряжения, который входом соединен с первым выходом блока синхронизации, второй выход которого подключен к управляющему входу генератора сигналов с линейно-частотной модуляцией.2. Оптоэлектронный функциональный преобразователь по п, 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в нем волоконно-,оптическое устройство выполнено в виде регулярного световолоконного блока, на входные торцы световолокон которого нанесен первый прозрачный фотопроводящий слой, например селеновый, а на их выходные торцы последовательно нанесены слой электролюминофора и второй прозрачный фотопроводящий слой, первый и второй прозрачные фотопроводящие слои являются соответственно оптическими входом и выходом волоконно-оптического запоминающего устройства и его электрическими питающими выводами. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 515127, кл, С 06 С 9/00, 1975,2. Авторское свидетельство СССРЪ 519732, кл. С Об С 9/00, 1974,3, Авторское свидетельство СССРР 309373, кл, 6 06 С 7/26 1970Шекм Коррект дписное ктна илиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул каз 428/62 Тираж ВНИИПИ Государствен по делам.изобьете 113035, Москва, Ж756огоийР омитета СССР ткрытийсная наб д, 4/5