Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Магдич Л.Н. -> "Акустооптические устройства и их применение" -> 27

Акустооптические устройства и их применение - Магдич Л.Н.

Магдич Л.Н., Молчанов В.Я. Акустооптические устройства и их применение — М.: Сов. радио, 1978. — 112 c.
Скачать (прямая ссылка): akusticheskieprimeneniya1978.pdf
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 37 >> Следующая

Преимущество высокоэффективных материалов, например, таких как парателлурит, в перестраиваемых фильтрах проявляется слабее, чем в других акустооптических приборах. Разрешение фильтра и его эффективность растут одновременно с увеличением длины акустооптического взаимодействия. Поэтому для фильтров с высоким разрешением могут успешно применяться материалы с относительно низким коэффициентом акустооптического качества, такие как кристаллический кварц или ниобат лития.
5. Акустооптические устройства для обработки информации
5.1. Обработка сигнала
Методы оптической обработки информации исследовались примерно с 1953 г. задолго до появления лазеров и акустооптических устройств. В качестве носителя информации использовалась фотопленка, освещаемая ртутной лампой [55]. Акустооптические пространственные модуляторы в сочетании с лазерами дают иной способ ввода информации в оптическую систему и позволяют ее обрабатывать по мере поступления, т. е. в реальном масштабе времени.
Основная операция, выполняемая акустооптическими процессорами - свертка двух сигналов: исследуемого и опорного. Другие операции, такие как сжатие импульса, согласованная фильтрация (выполнение функции корреляции), спектральный анализ сигнала, могут рассматриваться как частный случай свертки с опорным сигналом соответствующей формы.
Одной из главных областей применения акустооптических процессоров является радиолокация. При разработке локатора обычно возникают две основные задачи: получение большого радиуса действия; обеспечение высокого разрешения по дальности. Для решения
84
Зтйх задач требуется увеличивать энергию импульса и уменьшать его длительность. Однако здесь ограничение накладывается мощностью генератора и электрической прочностью фидерной системы. Другой путь заключается в такой обработке принятого сигнала, которая позволила бы из слабого и протяженного импульса извлечь необходимую информацию.
ч fz
Рис. 5.1. Сжатие радиоимпульсов дисперсионной линией задержки
Рассмотрим наиболее простой пример обработки информации: сжатие импульса. Пусть сигнал, излучаемый локатором, имеет вид импульса с переменной несущей частотой, меняющейся за время Т от величины /ч до /2. Если в приемном тракте находится дисперсионная линия задержки (рис. 5.1), то на выходе этой линии сигнал будет иметь длительность Ti=Af~l, Л/=/2-/ь причем, поскольку энергия в импульсе осталась прежней, его мощность увеличится в ГГ~1 -TAf раз [14]. С несколько иной точки зрения устройство, обрабатывающее подобным образом входной сигнал, может рассматриваться как линейный фильтр. Известно [56], что в присутствии аддитивного случайного шума оптимальное отношение пиковой мощности сигнала к средней мощности шума достигается, когда частотная характеристика фильтра согласована с частотной характеристикой принятого сигнала. Иными словами, если фурье-образ сигнала g(t) будет G(со), то согласованный фильтр должен иметь частотную характеристику G*(co). Тогда сигнал на выходе этого фильтра будет иметь вид
1
2п
со оо
J G (ш) G* (ш) ехр (Ш) = J g (П g (!" +1) dt',
где справа - функция автокорреляции сигнала g(i).
85
На основе акустооптйки можно создать несколько типов устройств, осуществляющих эту операцию. Достоинством акустооптических процессоров является реализуемость большой величины произведения ГАД Во всех случаях необходимым элементом устройства является пространственный ультразвуковой модулятор, который вводит обрабатываемый сигнал в световой луч. Для введения опорного сигнала используется либо аналогичный модулятор, либо амплитудная или фазовая маска соответствующего вида. Акустооптический коррелятор иногда называют пространственным согласованным фильтром.
В зависимости от значения параметра Q пространственных модуляторов процессоры работают либо в режиме Рамана - Ната, либо в режиме Брэгга.
Процессоры, работающие в режиме Рамана - Ната (несущая частота обычно ниже 100 МГц), при относительно небольших полосах пропускания, могут иметь время обработки до нескольких сотен микросекунд, поскольку затухание звука на этих частотах обычно невелико. На более высоких частотах, где затухание звука возрастает, большие времена обработки получать затруднительно. Поэтому процессоры в режиме Брэгга обычно имеют времена обработки порядка нескольких микросекунд, но зато здесь достижимы полосы частот до 100-300 МГц.
По способу выделения амплитудно-модулированного сигнала процессоры разделяются на когерентные и некогерентные. В когерентном процессоре свет на входе фотоприемника является результатом интерференции лучей, дифрагировавших в первом (сигнальном) и втором (опорном) модуляторах. Сигнал свертки с выхода фотоприемника наложен на несущую частоту, равную сумме двух частот модуляторов. Когерентный метод выделения сигнала свертки иллюстрируется далее на примере процессора в режиме Рамана - Ната. В некогерентном процессоре свет, дифрагировавший в первом модуляторе, вторично дифрагирует во втором. Такой способ детектирования характерен для процессоров в режиме Брэгга.
5.2. Режим Рамана-Ната
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 37 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed