[go: up one dir, main page]

RU2061250C1 - Acoustic-optical device for detection of frequency of radio signal - Google Patents

Acoustic-optical device for detection of frequency of radio signal Download PDF

Info

Publication number
RU2061250C1
RU2061250C1 RU93018751A RU93018751A RU2061250C1 RU 2061250 C1 RU2061250 C1 RU 2061250C1 RU 93018751 A RU93018751 A RU 93018751A RU 93018751 A RU93018751 A RU 93018751A RU 2061250 C1 RU2061250 C1 RU 2061250C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acousto
amplitude
optical
acoustic
grating
Prior art date
Application number
RU93018751A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93018751A (en
Inventor
А.Ю. Быковский
Ю.А. Быковский
Э.Н. Елоев
Original Assignee
Физический институт им.П.Н.Лебедева РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Физический институт им.П.Н.Лебедева РАН filed Critical Физический институт им.П.Н.Лебедева РАН
Priority to RU93018751A priority Critical patent/RU2061250C1/en
Publication of RU93018751A publication Critical patent/RU93018751A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2061250C1 publication Critical patent/RU2061250C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

FIELD: optical electronics. SUBSTANCE: device has amplitude diffraction grid, acoustic-to-optical transducer, converging lens, photodetector. Distance between amplitude grid and acoustic-to-optical transducer conforms to approximate equation N•d•α/λ, where z is distance between amplitude diffraction grid and acoustic-to-optical transducer, d is period of amplitude diffraction grid, L is length of sound wave in acoustic-to-optical transducer, l is length of light wave, N is positive integer. Device may be used in systems of acoustic-optical signal processing and devices for interface between radio signal processing systems and optical signal processing systems. EFFECT: frequency detection through heavy noise with large number of spectral constituents. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано в устройствах акустооптической обработки радиочастотных сигналов. Известны конструкции акустооптических спектроанализаторов радиочастотных электрических сигналов, основанных на явлении дифракции света на решетке показателя преломления, создаваемой упругой волной в среде, обладающей фотоупругими свойствами, и прозрачной для оптических и акустических волн. В таких устройствах когерентный монохроматический поток света вводится в акустооптическую ячейку, в которой за счет подачи радиочастотного сигнала на пьезопреобразователь возбуждаются акустические волны, распространяющиеся в направлении, поперечном к направлению распространения света. Распространение акустической волны со скоростью звука связано с появлением волны деформаций в кристалле (участков растяжения и сжатия), что в фотоупругих материалах приводит к возникновению двулучепреломления и к появлению периодического распределения показателя преломления решетки, ориентированной поперечно к направлению распространения лазерного излучения. Таким образом при подаче радиочастотного сигнала в акустооптическую ячейку вследствие возникновения фазовой дифракционной решетки возникает дифракция света. Свет, прошедший акустооптическую ячейку, попадает на собирающую линзу, формирующую в фокальной плоскости дифракционный максимум. При этом угол дифракции света определяется в том числе длиной волны звуковой волны L и, соответственно, частотой радиочастотного электрического сигнала f. Возникновение дифракционного максимума в определенной точке фокальной плоскости линзы позволяет определить наличие радиочастотного сигнала заданной частоты f. Такие устройства обычно называют акустооптическими радиометрами. В случае подачи в устройство нескольких радиочастот можно одновременно наблюдать несколько дифракционных максимумов, интенсивность света в которых пропорциональна мощности радиочастотных сигналов, что позволяет реализовать спектроанализатор радиочастотных сигналов. Точность определения заданной радиочастоты f определяется при этом шириной дифракционного максимума и в случае сильно зашумленного сигнала, содержащего значительное число частотных компонент входного сигнала, оказывается неудовлетворительной вследствие наличия паразитных дифракционных составляющих светового сигнала, связанных с наличием нелинейных корреляционных связей в материале акустооптической ячейки. The invention relates to optoelectronics and can be used in devices for acousto-optical processing of radio frequency signals. There are known constructions of acousto-optical spectrum analyzers of radio-frequency electric signals based on the phenomenon of light diffraction by a refractive index grating created by an elastic wave in a medium having photoelastic properties and transparent to optical and acoustic waves. In such devices, a coherent monochromatic light stream is introduced into an acousto-optic cell, in which acoustic waves are propagated in the direction transverse to the direction of light propagation by supplying a radio frequency signal to the piezoelectric transducer. The propagation of an acoustic wave with the speed of sound is associated with the appearance of a deformation wave in the crystal (stretching and compression sections), which in batch refraction leads to birefringence and to the appearance of a periodic distribution of the refractive index of the grating, oriented transversely to the direction of laser radiation propagation. Thus, when a radio frequency signal is supplied to an acousto-optic cell, light diffraction occurs due to the appearance of a phase diffraction grating. The light transmitted through the acousto-optical cell hits the collecting lens, which forms a diffraction maximum in the focal plane. In this case, the angle of diffraction of light is determined including the wavelength of the sound wave L and, accordingly, the frequency of the radio frequency electric signal f. The occurrence of a diffraction maximum at a certain point in the focal plane of the lens allows us to determine the presence of an RF signal of a given frequency f. Such devices are commonly referred to as acousto-optic radiometers. If several radio frequencies are fed into the device, several diffraction maxima can be observed simultaneously, the light intensity in which is proportional to the power of the radio frequency signals, which allows the implementation of a spectrum analyzer of radio frequency signals. The accuracy of determining the given radio frequency f is determined in this case by the width of the diffraction maximum and in the case of a very noisy signal containing a significant number of frequency components of the input signal, it turns out to be unsatisfactory due to the presence of spurious diffraction components of the light signal associated with the presence of nonlinear correlation in the material of the acousto-optical cell.

Наиболее близким к предлагаемому является акустооптический радиометр на основе акустооптической ячейки, работающей в режиме дифракции Брегга и включающей в себя акустооптическую ячейку, лазерное излучение на которую падает под определенным углом θ, определяемым условием брегговской дифракции, при этом за акустооптической ячейкой имеется собирающая линза, фокусирующая дифракционный максимум на фотоприемном устройстве /1/. Closest to the proposed one is an acousto-optic radiometer based on an acousto-optic cell operating in the Bragg diffraction mode and including an acousto-optic cell, the laser radiation at which falls at a certain angle θ, determined by the Bragg diffraction condition, while there is a collecting lens behind the acousto-optic cell focusing the diffraction maximum on the photodetector / 1 /.

Указанная схема для определения частоты радиосигнала f на фоне сильно зашумленных сигналов обладает недостаточной селективностью выделения радиосигнала заданной частоты. Кроме того, изготовление и настройка системы акустооптической обработки сигналов оказываются достаточно сложными процедурами, поскольку такая схема радиометра требует точной юстировки фотоприемного устройства по углу для каждой из измеряемых радиочастот, вводимых в акустооптическую ячейку от соответствующих генераторов. The indicated circuit for determining the frequency of the radio signal f against a background of highly noisy signals has insufficient selectivity for isolating the radio signal of a given frequency. In addition, the manufacture and tuning of an acousto-optic signal processing system are quite complicated procedures, since such a radiometer circuit requires accurate alignment of the photodetector in angle for each of the measured radio frequencies introduced into the acousto-optic cell from the corresponding generators.

Цель изобретения повышение обнаружительной способности акустооптического радиометра при измерении частоты радиосигнала f на фоне сильных помех при одновременном упрощении метода настройки акустооптического радиометра на заданную частоту. The purpose of the invention is to increase the detection ability of an acousto-optic radiometer when measuring the frequency of the radio signal f amid strong interference while simplifying the method of tuning the acousto-optic radiometer to a given frequency.

Цель достигается тем, что в заявляемом акустооптическом устройстве для определения частоты радиочастотного сигнала, содержащем последовательно расположенные акустооптическую ячейку, собирающую линзу, фотоприемное устройство, перед акустооптической ячейкой, параллельно ей размещена амплитудная дифракционная решетка, являющаяся входом для входа плоскопараллельного монохроматического пучка света. Указанная дополнительная решетка, являющаяся дополнительным элементом, должна иметь определенный период решетки d (сума ширин прозрачной и непрозрачной полос решетки), согласованный с параметрами акустооптической решетки, частотой радиосигнала f и длиной волны света λ, а также должна быть установлена на определенном расстоянии перед акустооптической ячейкой. При соблюдении таких ограничений на параметры элементов, составляющих предлагаемую схему, может быть получен особый режим формирования дифракционного изображения, приводящий к возникновению не дифракционных максимумов известного вида, а системы интерференционных полос. Данный режим формирования оптического изображения принципиально не может быть получен в известной схеме акустооптического измерителя частоты радиосигнала. Преимущество такого режима формирования оптического изображения заключается в том, что в данном случае удается реализовать селекцию компонент оптического поля внутри самого акустооптического устройства, что повышает селективные свойства заявляемого акустооптического устройства с помощью весьма простых и доступных средств. Кроме того, предлагаемая схема позволяет использовать простую процедуру настройки. При этом период амплитудной решетки d, длина волны света λ, расстояние между амплитудной решеткой и акустооптической ячейкой Z, длина волны звука L в акустооптической ячейке приближенно удовлетворяют соотношению
Z ≈ N · d · L / λ (1) где N целое положительное число.
The goal is achieved by the fact that in the inventive acousto-optic device for determining the frequency of a radio frequency signal containing a sequentially located acousto-optic cell collecting a lens, a photodetector, in front of the acousto-optic cell, an amplitude diffraction grating is placed parallel to it, which is an input for the input of a plane-parallel monochromatic light beam. The specified additional lattice, which is an additional element, must have a certain lattice period d (the sum of the widths of the transparent and opaque stripes of the lattice), consistent with the parameters of the acousto-optical lattice, the radio frequency f and the wavelength of light λ, and must also be installed at a certain distance in front of the acousto-optical cell . Subject to such restrictions on the parameters of the elements making up the proposed scheme, a special mode for generating a diffraction image can be obtained, leading to the appearance of not interference diffraction maxima of a known type, but a system of interference fringes. This mode of forming an optical image cannot fundamentally be obtained in the well-known scheme of an acousto-optical frequency meter of a radio signal. The advantage of such an optical imaging mode is that in this case it is possible to select the components of the optical field inside the acousto-optical device, which increases the selective properties of the inventive acousto-optical device using very simple and affordable means. In addition, the proposed scheme allows the use of a simple setup procedure. In this case, the period of the amplitude grating d, the wavelength of light λ, the distance between the amplitude grating and the acousto-optic cell Z, and the sound wavelength L in the acousto-optic cell approximately satisfy the relation
Z ≈ N · d · L / λ (1) where N is a positive integer.

Заявляемое устройство построено по схеме решеточного интерферометра Лау /2/, в котором первая решетка является амплитудной, а вторая решетка является фазовой дифракционной решеткой /3/. При этом в заявляемом устройстве в качестве фазовой дифракционной решетки предлагается использовать акустооптическую ячейку. Соответственно, интерференционная картина представляет собой систему интерференционных полос, регистрируемых фотоприемным устройством. The inventive device is constructed according to the scheme of the Lau lattice interferometer / 2 /, in which the first grating is amplitude, and the second grating is a phase diffraction grating / 3 /. Moreover, in the inventive device as a phase diffraction grating it is proposed to use an acousto-optical cell. Accordingly, the interference pattern is a system of interference fringes recorded by a photodetector.

В заявляемом устройстве используется не только явление дифракции света на акустической волне, как в традиционных радиометрах, но и свойства решеточного интерферометре Лау, а повышение обнаружительной способности указанного устройства достигается с помощью оптической схемы за счет двойной дифракции Френеля. Первая амплитудная дифракционная решетка освещается частично когерентным (или некогерентным) светом и с точки зрения второй, фазовой дифракционной решетки может быть описана как периодическая матрица пространственно некогерентных (или частично когерентных) источников света. Для электромагнитного светового поля, падающего на вторую решетку, с помощью теоремы Ван-Циттерта Цернике может быть вычислена комплексная степень пространственной когерентности, оказывающаяся периодической функцией. Результирующая интенсивность света, прошедшего обе решетки, определяется степенью совпадения периодического распределения комплексной степени пространственной когерентности и периодического распределения комплексного коэффициента пропускания света второй решеткой. Случай решеточного интерферометра Лау, в котором обе дифракционные решетки описываются комплексной функцией пропускания света, то есть являются как амплитудными, так и фазовыми объектами, теоретически рассмотрен в /3/. В заявляемом устройстве в качестве фазовой дифракционной решетки интерферометра Лау предлагается использовать акустооптическую ячейку, что позволяет использовать свойства интерферометра Лау для анализа радиочастотных сигналов. Схема и принцип работы заявляемого устройства таким образом существенно отличаются от известного акустооптического радиометра. The inventive device uses not only the phenomenon of light diffraction by an acoustic wave, as in traditional radiometers, but also the properties of the Lau grating interferometer, and the increase in the detectability of this device is achieved using an optical scheme due to double Fresnel diffraction. The first amplitude diffraction grating is illuminated with partially coherent (or incoherent) light and, from the point of view of the second phase diffraction grating, can be described as a periodic matrix of spatially incoherent (or partially coherent) light sources. For an electromagnetic light field incident on a second lattice, using the Van-Zittert Zernike theorem, a complex degree of spatial coherence can be calculated, which turns out to be a periodic function. The resulting light intensity passing through both gratings is determined by the degree of coincidence of the periodic distribution of the complex degree of spatial coherence and the periodic distribution of the complex light transmittance of the second grating. The case of a Lau grating interferometer, in which both diffraction gratings are described by a complex light transmission function, that is, they are both amplitude and phase objects, is theoretically considered in / 3 /. In the inventive device as a phase diffraction grating of the Lau interferometer, it is proposed to use an acousto-optical cell, which allows you to use the properties of the Lau interferometer for the analysis of radio frequency signals. The scheme and principle of operation of the inventive device in this way are significantly different from the known acousto-optic radiometer.

Согласно условию наблюдения интерференционных полос в схеме решеточного интерферометра Лау параллельный световой пучок подается по нормали к первой амплитудной решетке, а на вторую решетку также по нормали подается плоскопараллельный волновой фронт, испущенный первой амплитудной решеткой. Это предполагает режим дифракции Рамана-Ната, а не дифракцию Брегга, которая обычно используется в акустооптических радиометрах. According to the condition for observing interference fringes in the Lau lattice interferometer circuit, a parallel light beam is fed along the normal to the first amplitude grating, and a plane-parallel wavefront emitted by the first amplitude grating is also fed along the normal to the second grating. This suggests a Raman-Nath diffraction mode, not Bragg diffraction, which is commonly used in acousto-optic radiometers.

Интерференционная картина, создаваемая решеточной схемой Лау, представляет собой систему полос, и в отличие от ранее известных видов акустооптических радиометров фотоприемное устройство может регистрировать как максимумы интерференционных полос, так и дифференциальную разность контрастов черных и белых полос, или же наличие нескольких полос. The interference pattern created by the Lau lattice scheme is a system of bands, and unlike the previously known types of acousto-optic radiometers, the photodetector can record both the maximums of the interference bands and the differential difference in the contrasts of black and white bands, or the presence of several bands.

Настройка заявляемого устройства на заданную радиочастоту f осуществляется правильным выбором периода амплитудной дифракционной решетки и подбором расстояния между амплитудной дифракционной решеткой и акустооптической ячейкой, в отличие от настройки на угловое положение дифракционного максимума в известном устройстве. Подбор материала акустооптического устройства как и в известных устройствах осуществляется исходя из величины скорости распространения звука в материале. The setting of the inventive device for a given radio frequency f is carried out by the correct choice of the period of the amplitude diffraction grating and the selection of the distance between the amplitude grating and the acousto-optic cell, in contrast to the adjustment to the angular position of the diffraction maximum in the known device. The selection of the material of an acousto-optical device, as in known devices, is based on the magnitude of the speed of sound propagation in the material.

На фиг.1 показана схема заявляемого устройства. Figure 1 shows a diagram of the inventive device.

Акустооптическое устройство содержит последовательно расположенные амплитудную дифракционную решетку 1, на которую подается параллельный монохроматический пучок света, акустооптическую ячейку 2, собирающую линзу 3 и фотоприемное устройство 4. The acousto-optical device contains a sequentially located amplitude diffraction grating 1, to which a parallel monochromatic light beam, an acousto-optic cell 2, collecting lens 3 and a photodetector 4 are supplied.

Акустооптическое устройство работает следующим образом. Acousto-optical device operates as follows.

Параллельный монохроматический пучок света падает по нормали на амплитудную дифракционную решетку 1, при этом световые волны, испущенные с прозрачных для прохождения света участков амплитудной дифракционной решетки 1 и падающие на акустооптическую ячейку 2, характеризуются определенным уровнем пространственной когерентности и описываются функцией, называемой комплексной степенью пространственной когерентности. При подаче на акустооптическую ячейку 2 исследуемого радиочастотного сигнала в последней возникает фазовая дифракционная решетка, период L которой определяется соотношением
L v/f, (2) где f частота радиочастотного сигнала; v скорость звука в материале, из которого изготовлена акустооптическая ячейка 2. Если на вход акустооптической ячейки 2 подается искомая частота f и при этом расстояние Z между амплитудной решеткой 1 и акустооптической ячейкой 2 связано приближенным соотношением (1) с периодом d амплитудной решетки 1, длиной волны звуковой волны L в акустооптической ячейке 2, длиной волны света λ, то период фазовой дифракционной решетки, создаваемой акустической волной, будет согласован с периодом функции комплексной степени пространственной когерентности электромагнитного поля, падающего на акустооптическую ячейку 2. В результате этого возникает корреляционная связь для световых полей, испускаемых отдельными полосами фазовой дифракционной решетки в акустооптической ячейке 2, и возникает система полос Лау. С помощью собирающей линзы 3 изображение системы полос Лау для световой волны, прошедшей акустооптическую ячейку 2, формируется на фотоприемном устройстве 4, подающем сигнал об обнаружении заданной частоты f.
A parallel monochromatic light beam incident normally along the amplitude diffraction grating 1, while the light waves emitted from sections of the amplitude diffraction grating 1 transparent to the light and incident on the acousto-optic cell 2 are characterized by a certain level of spatial coherence and are described by a function called the complex degree of spatial coherence . When a radio frequency signal under study is applied to an acousto-optical cell 2, a phase diffraction grating arises in the latter, the period L of which is determined by the relation
L v / f, (2) where f is the frequency of the radio frequency signal; v is the speed of sound in the material from which the acousto-optic cell 2 is made. If the desired frequency f is applied to the input of the acousto-optic cell 2 and the distance Z between the amplitude grating 1 and the acousto-optic cell 2 is connected by the approximate relation (1) with the period d of the amplitude grating 1, length waves of the sound wave L in the acousto-optical cell 2, the wavelength of light λ, then the period of the phase diffraction grating created by the acoustic wave will be consistent with the period of the function of the complex degree of spatial coherence ktromagnitnogo field incident on the acousto-optic cell 2. As a result, there is a correlation for the light fields emitted by the individual strips of the phase grating in the acoustooptic cell 2, and there arises a system Lau fringes. Using a collecting lens 3, an image of a system of Lau bands for a light wave transmitted through an acousto-optic cell 2 is formed on a photodetector 4, which signals the detection of a given frequency f.

Приближенный характер соотношения (1) связан с использованием в интерферометрической схеме Лау фазовой, а не амплитудной второй решетки /3/. Наличие фазовой дифракционной решетки с глубиной фазовой модуляции, зависящей от мощности акустической волны, в реальном устройстве будет приводить к небольшому изменению фазовых соотношений прошедшего светового фронта. Кроме того, потери интенсивности света в реальной акустооптической ячейке также могут оказать влияние на точность выполнения соотношения (1). Возможная степень отклонения значения Z от соотношения (1) составляет до 25%
Возможный диапазон измеряемых радиочастот задается скоростью звука L в конкретном материале, подбором периода d амплитудной дифракционной решетки 1, подбором длины волны световой волны. В наиболее простом для реализации случае период d амплитудной решетки 1 и период фазовой дифракционной решетки в акустооптической ячейке 2, определяемый длиной волны акустической волны L, совпадают. Например для f 50 МГц в акустооптической ячейке из LiNbO3, имеющей скорость звука v 6,57 · 105 см/с, длина волны звуковой волны L v/f 0,13 мм. Изготовление амплитудной решетки с d 0,13 мм является вполне реальной задачей. При этом, например, для L 0,63 мкм расстояние Z между амплитудной дифракционной решеткой 1 и акустооптической ячейкой 2 составит: Z ≈ N · d · L / λ ≈ N · 2,6 см. Практически контрастная система светлых и темных полос будет наблюдаться лишь для небольших значений N, прежде всего для трех порядков интерференции, то есть для Z 2,6; 5,2 и 7,8 см.
The approximate nature of relation (1) is associated with the use of a phase rather than amplitude second lattice / 3 / in the Lau interferometric scheme. The presence of a phase diffraction grating with a phase modulation depth depending on the power of the acoustic wave in a real device will lead to a small change in the phase relations of the transmitted light front. In addition, the loss of light intensity in a real acousto-optical cell can also affect the accuracy of relation (1). The possible degree of deviation of the Z value from relation (1) is up to 25%
The possible range of measured radio frequencies is determined by the speed of sound L in a particular material, the selection of the period d of the amplitude diffraction grating 1, the selection of the wavelength of the light wave. In the simplest case for implementation, the period d of the amplitude grating 1 and the period of the phase diffraction grating in the acousto-optic cell 2, determined by the wavelength of the acoustic wave L, coincide. For example, for f 50 MHz in an acousto-optical cell of LiNbO 3 having a sound velocity v 6.57 · 10 5 cm / s, the wavelength of the sound wave L v / f is 0.13 mm. The manufacture of an amplitude grating with d 0.13 mm is a very real task. In this case, for example, for L 0.63 μm, the distance Z between the amplitude diffraction grating 1 and the acousto-optical cell 2 will be: Z ≈ N · d · L / λ ≈ N · 2.6 cm. A practically contrasting system of light and dark bands will be observed only for small values of N, primarily for three orders of interference, that is, for Z 2.6; 5.2 and 7.8 cm.

Наиболее легко заявляемое устройство может быть реализовано для следующих параметров, представленных в таблице. The most easily claimed device can be implemented for the following parameters presented in the table.

Количество интерференционных полос, соотношение черных и белых полос, их толщина, угол наклона интерференционных полос определяются соотношением толщин черных и белых полос амплитудной дифракционной решетки 1, а также степенью соответствия периода d амплитудной дифракционной решетки 1 и длины волны звуковой волны L. Амплитудная дифракционная решетка 1 может быть изготовлена литографическими методами на стекле или представлять собой фотографический шаблон. Акустооптическая ячейка может быть изготовлена из традиционных материалов, таких как LiNbO3 и TeO2. Использование режима дифракции Рамана-Ната в акустооптической ячейке определяется самой интерференционной схемой Лау и предопределяет использование тонких образцов. Это, естественно, уменьшает длину взаимодействия световой и акустической волн, что несколько уменьшает эффективность дифракции света в акустооптической ячейке 2 по сравнению с известной схемой акустооптического радиометра, что может быть компенсировано увеличением интенсивности светового источника, например, мощностью используемого лазера.The number of interference fringes, the ratio of black and white fringes, their thickness, the angle of inclination of the interference fringes are determined by the ratio of the thicknesses of the black and white fringes of the amplitude grating 1, as well as the degree of correspondence of period d of the amplitude grating 1 and the wavelength of the sound wave L. Amplitude grating 1 can be made by lithographic methods on glass or be a photographic template. The acousto-optic cell can be made from traditional materials such as LiNbO 3 and TeO 2 . The use of the Raman-Nath diffraction regime in an acousto-optical cell is determined by the Lau interference pattern itself and determines the use of thin samples. Naturally, this reduces the interaction length of light and acoustic waves, which slightly reduces the diffraction efficiency of light in the acousto-optic cell 2 in comparison with the known acousto-optic radiometer circuit, which can be compensated by an increase in the intensity of the light source, for example, the power of the laser used.

Настройка заявляемого устройства на заданную частоту f осуществляется установкой на одной оси амплитудной решетки 1 и акустооптической ячейки 2 и подбором расстояния Z между ними, при этом период d амплитудной решетки 1 выбирается в соответствии с заранее заданной частотой f. Удобство регулировки и возможный диапазон регулировок обусловлены возможностью использования нескольких порядков интерференции N. Толщина интерференционных полос и их наклон определяются не только степенью параллельности плоскостей амплитудной решетки 1 и акустооптической ячейки 2, но также могут быть удобно отрегулированы за счет вращения амплитудной решетки 1 вокруг оси устройства (в плоскости, являющейся перпендикулярной плоскости фиг.1). The inventive device is tuned to a given frequency f by installing on one axis the amplitude grating 1 and the acousto-optic cell 2 and selecting the distance Z between them, while the period d of the amplitude grating 1 is selected in accordance with a predetermined frequency f. The ease of adjustment and the possible adjustment range are due to the possibility of using several orders of interference N. The thickness of the interference bands and their slope are determined not only by the degree of parallelism of the planes of the amplitude grating 1 and the acousto-optic cell 2, but can also be conveniently adjusted by rotating the amplitude grating 1 around the axis of the device ( in a plane that is perpendicular to the plane of FIG. 1).

Выигрыш в обнаружительной способности заявляемого устройства на фоне сильно зашумленного сигнала обусловлен использованием двойной френелевской дифракции, реализуемой в заявляемом устройстве по схеме интерферометра Лау. Амплитудная дифракционная решетка 1, выделяющая из всех дифракционных составляющих компоненты с определенным уровнем пространственной когерентности, не вносит каких-либо нелинейных дифракционных компонент света, что повышает избирательность заявляемого устройства. The gain in the detecting ability of the claimed device against the background of a very noisy signal is due to the use of double Fresnel diffraction realized in the claimed device according to the Lau interferometer scheme. The amplitude diffraction grating 1, which distinguishes from all diffraction constituents components with a certain level of spatial coherence, does not introduce any nonlinear diffraction components of light, which increases the selectivity of the claimed device.

Акустооптическое устройство для определения частоты радиосигнала может быть использовано в схемах акустооптической обработки радиочастотных сигналов при наличии сильных шумовых сигналов с большим числом спектральных составляющих, а также в устройствах сопряжения систем обработки радиосигналов с устройствами оптической обработки сигналов. An acousto-optical device for determining the frequency of a radio signal can be used in acousto-optic processing of radio frequency signals in the presence of strong noise signals with a large number of spectral components, as well as in devices for interfacing radio signal processing systems with optical signal processing devices.

Claims (1)

Акустооптическое устройство для определения частоты радиочастотного сигнала, содержащее последовательно расположенные акустооптическую ячейку, собирающую линзу, фотоприемное устройство, отличающееся тем, что перед акустооптической ячейкой параллельно ей размещена амплитудная дифракционная решетка, при этом расстояние Z между амплитудной дифракционной решеткой и акустооптической ячейкой удовлетворяет соотношению
Z ≈ N•d•L/λ,
где d период амплитудной решетки;
L длина волны акустической волны;
λ длина волны света;
N целое положительное число.
An acousto-optic device for determining the frequency of a radio frequency signal, comprising a sequentially located acousto-optic cell collecting the lens, a photodetector, characterized in that an amplitude diffraction grating is placed in front of the acousto-optic cell, the distance Z between the amplitude grating and the acousto-optic cell satisfies the relation
Z ≈ N • d • L / λ,
where d is the period of the amplitude grating;
L is the wavelength of the acoustic wave;
λ wavelength of light;
N is a positive integer.
RU93018751A 1993-04-12 1993-04-12 Acoustic-optical device for detection of frequency of radio signal RU2061250C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93018751A RU2061250C1 (en) 1993-04-12 1993-04-12 Acoustic-optical device for detection of frequency of radio signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93018751A RU2061250C1 (en) 1993-04-12 1993-04-12 Acoustic-optical device for detection of frequency of radio signal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93018751A RU93018751A (en) 1995-09-20
RU2061250C1 true RU2061250C1 (en) 1996-05-27

Family

ID=20140099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93018751A RU2061250C1 (en) 1993-04-12 1993-04-12 Acoustic-optical device for detection of frequency of radio signal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2061250C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2182347C2 (en) * 2000-08-04 2002-05-10 Институт физики полупроводников СО РАН Acoustooptical tunable filter
RU2234064C1 (en) * 2003-04-04 2004-08-10 Красноярский государственный университет Method to measure an extent of spatial coherence of laser light
RU2425337C2 (en) * 2006-09-22 2011-07-27 Самсунг Электроникс Ко., Лтд Method of recording optical wave front and system to this end
RU2579974C1 (en) * 2015-03-11 2016-04-10 федеральное автономное учреждение "Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Федеральной службы по техническому и экспортному контролю" Method of selection of frequency signal

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2421740C2 (en) * 2009-02-11 2011-06-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ЮФУ) Method of determining frequency of radio signals in acousto-optic receiver-frequency metre in linear operation mode of photodetector

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Терлин Т.М. Спектральный анализ сигналов оптическими методами, ТИИЭР, 1981, т. 69, N 1, с. 92. 2. R.Sudal et al. applied Optics, 1981, v.20, N 6, p. 1107. 3. K.Patorshi et al. Optica Acta, 1981, v.28, N 3, p. 357. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2182347C2 (en) * 2000-08-04 2002-05-10 Институт физики полупроводников СО РАН Acoustooptical tunable filter
RU2234064C1 (en) * 2003-04-04 2004-08-10 Красноярский государственный университет Method to measure an extent of spatial coherence of laser light
RU2425337C2 (en) * 2006-09-22 2011-07-27 Самсунг Электроникс Ко., Лтд Method of recording optical wave front and system to this end
RU2579974C1 (en) * 2015-03-11 2016-04-10 федеральное автономное учреждение "Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Федеральной службы по техническому и экспортному контролю" Method of selection of frequency signal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4732480A (en) Interferometric device for detecting gas
US5737076A (en) Method and apparatus for determining substances and/or the properties thereof
EP0352133B1 (en) Optical polarimeter
US3509453A (en) Light modulation system for analysis of information
RU2061250C1 (en) Acoustic-optical device for detection of frequency of radio signal
US5406377A (en) Spectroscopic imaging system using a pulsed electromagnetic radiation source and an interferometer
WO1994015195A1 (en) Dispersion interferometer
US11788908B2 (en) Methods and apparatuses for quantitative sensing using Rayleigh scattering in optical fiber
US5182612A (en) Method of measurement of an angle of incidence of a luminous beam, measuring device for carrying out the method and use of the device for the measurement of distances
Weisen The phase-contrast technique as an imaging diagnostic for plasma density fluctuations
GB1175855A (en) Improvements in or relating to information processors
CA1153578A (en) Device for birefringence measurements using three selected sheets of scattered light (isodyne selector, isodyne collector, isodyne collimator)
JPS63218827A (en) Light spectrum detector
SU562138A1 (en) Electrooptic modulator
SU395863A1 (en) DEVICE FOR DETERMINATION OF THE POWER SPECTRUM OF THE POWER SPECTRUM LOGARIFM
SU868496A1 (en) Measuring radiation incidence angle fluctuations
SU1072590A1 (en) Device for registering unsteady fields of refractive index gradient
SU1712778A1 (en) Interferometer for control over aspherical surfaces of second order
SU895200A1 (en) Method for measuring parameters of electron beam or plasma
SU1464046A1 (en) Device for measuring amplitude of angular oscillations
Jen et al. Conoscope: an apparatus for determining crystal orientation of saw wafers
SU624157A1 (en) Method of determining velocity of propagation of surface acoustic waves
SU1763884A1 (en) Method for thickness measuring of optically transparent objects
US4352566A (en) Detection of birefringence in irregularly shaped objects
SU864942A1 (en) Dispersion Interferometer