Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Петров М.П. -> "Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике" -> 18

Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике - Петров М.П.

Петров М.П., Степанов С.И., Хоменко А.В. Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике — Спб.: Наука, 1992. — 320 c.
Скачать (прямая ссылка): fotoregistraciioptiki1992.djvu
Предыдущая << 1 .. 12 13 14 15 16 17 < 18 > 19 20 21 22 23 24 .. 144 >> Следующая

Некогерентная передаточная функция Н (v, |) связана с х (v, ?) соотношением
н (v, Б) = j j х* (v + v', i + Б') Н (vБ') dv d%'. (3.33)
Так как Н (v, I) есть автокорреляционная функция х (v, ?), то она имеет максимум при v = I = 0. Поэтому целесообразно нормализовать Н (v, |) к Н (0, 0).
Модуль отношения
Н (у, Б)
Н (0, 0) (3,36)
называется модуляционной передаточной функцией (МТФ). Она измеряется как контраст записанной решетки в зависимости от частоты. Очевидно, что МТФ может быть однозначно определена, если известна х (v, g), но не наоборот. Модуль |х (v, ?) | легко находится из данных МТФ только при низких контрастах и когда х (0, 0) >
> х (v, |) (при v ф О, I ф 0).
Стоит отметить, что электрооптические модуляторы преимущественно используются, когда Л out и Дш имеют различные состояния поляризации. Поэтому в практических ситуациях за модулятором обычно размещается анализатор поляризации, чтобы подавить не-продифрагировавшую часть света и снизить шумы. Передаточные характеристики таких модуляторов будут обсуждаться в главах 7 и 8.
- 3.3. Динамический диапазон и информационная емкость
Проблема динамического диапазона для фоторефрактивных сред исследована недостаточно полно, хотя именно низкие значения динамического диапазона являются в ряде важных случаев причиной, ограничивающей практические применения фоторефрактивных кристаллов. Формально величину динамического диапазона можно характеризовать соотношением
Д = 10 lg -Imax(3.37) ' min
Здесь /шШ — минимальный уровень интенсивности полезного оптического сигнала, который регистрируется при считывании информации, записанной в фоторефрактивном кристалле; /шах — максимальный уровень считываемого сигнала в пределах линейной (по какому-либо заданному критерию) зависимости выходного сигнала от входного. В принципе /т1п определяется уровнем шумов рассеянного света и связано с неоднородностями, дефектами самой фото-рефрактивной среды. На практике в реальных устройствах часто
42
оказывается, что этот минимальный уровень определяется качеством других оптических элементов, входящих в конструкцию устройства, либо чувствительностью фотоприемника. Уровень /тах ограничивается либо нелинейностями механизма записи, либо числом фото-активных центров в кристалле. Например, как это будет показано для ПВМС, возникающее в процессе записи поле в кристалле существенным образом влияет на сам процесс записи и может вызывать появление высших пространственных гармоник и нелинейных искажений. Ограниченная концентрация доноров или ловушек является очень существенным фактором при записи голограмм на высоких пространственных частотах. Теоретически рассчитать достаточно точно динамический диапазон не представляется возможным, так как уровень шумов может быть установлен^ лдщь экспериментально. Однако часто оказывается, что и имеющиеся экспериментальные данные недостаточны, чтобы определить динамический диапазон при произвольном виде входного сигнала. Дело в том, что обычно в голографическом эксперименте или при исследовании передаточной характеристики ПВМС измеряется интенсивность сигналов или отношение сигнал/шум при записи одиночной решетки. Это означает, что измеряемая величина D является характеристикой лишь заданной решетки. Если же записывается сложный сигнал, состоящий из суперпозиции решеток, то в пределах линейности записи D для каждой решетки будет намного меньше, чем для записи одной решетки.
Таким образом, при дифракционных методах измерений динамический диапазон есть функция входного сигнала и входной апертуры или размеров кристалла. Пересчет данных, полученных при измерении отдельной решетки на случай сложного сигнала, хотя, в принципе возможен, но приводит к довольно большим погрешностям в оценке D, а также к неоднозначности в определении информационной емкости голограмм и ПВМС.
Информационная емкость является чрезвычайно важной характеристикой для оценки информационных свойств отдельного оптического элемента и конкурентоспособности устройства обработки информации в целом. Однако для оценки информационной емкости возникают трудности, подобные таковым при определении динамического диапазона, — результат может оказаться существенно ра'з-глшцщм в зависимости от того, делается ли оценка в плоскости изображения или в фурье-плоскости, и для каких конкретно типов сигналов проводится анализ. Кроме того, при экспериментальных исследованиях иногда возникают недоразумения, поскольку измеряемые величины не всегда соответствуют тем, которые входят в соответствующие формулы для расчетов.
Рассмотрим пример оценки информационной емкости ПВМС с помощью измерений в фурье-плоскости. В соответствии с известной теорией [3.4] информационная емкость сигнала, записанного на модуляторе квадратной формы и линейным размером L, равна
с = 4П'”г-[1 + -&К1г]*‘'1' (3'38)
43
Здесь Ps (v, g) и Pn (v, g) — спектральные плотности мощности сигнала и шума соответственно. Обратим внимание на то, что значение С зависит от того, какие именно сигналы будут записываться на модулятор и каковы параметры модулятора. Поэтому требуется определенная осторожность для того, чтобы из имеющихся экспериментальных данных, полученных для конкретного типа сигнала, сделать выводы о максимально возможной информационной емкости прибора. Например, при записи одной косинусоидальной решетки cos 2зх (v0a: + %0у) и измерениях в фурье-плоскости
Предыдущая << 1 .. 12 13 14 15 16 17 < 18 > 19 20 21 22 23 24 .. 144 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed