Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ МОДУЛЯЦИИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
СПОСОБ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ МОДУЛЯЦИИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

СПОСОБ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ МОДУЛЯЦИИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: оптико-электронное приборостроение, в различных приборах и устройствах модуляции света, оптической обработки информации, а также оптических корреляторах, в которых для внесения в поток пространственно распределенной информации используются работающие на отражение пространственно-временные модуляторы света. Сущность изобретения: дополнительно n раз направляют поток оптического излучения на отражательный пространственно-временной модулятор света (ОПВМС) посредством многоходовой оптической системы, образованной с использованием ОПВМС в качестве одного из оптических элементов, при этом на ОПВМС формируют пространственно совпадающие промежуточные изображения с единичным линейным увеличением. Используют дополнительные ОПВМС, в виде которых выполнены зеркала многоходовой оптической системы, оптически сопряженные с ОПВМС. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2006893
Класс(ы) патента: G02F1/01
Номер заявки: 5031423/25
Дата подачи заявки: 10.03.1992
Дата публикации: 30.01.1994
Заявитель(и): Свиридов Анатолий Николаевич; Мартынов Сергей Николаевич; Бубличенко Ильдар Александрович
Автор(ы): Свиридов Анатолий Николаевич; Мартынов Сергей Николаевич; Бубличенко Ильдар Александрович
Патентообладатель(и): Свиридов Анатолий Николаевич; Мартынов Сергей Николаевич; Бубличенко Ильдар Александрович
Описание изобретения: Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и может быть использовано в приборах и устройствах модуляции света, оптической обработки информации, а также оптических корреляторах.
Известен способ пространственно-временной модуляции оптического излучения, заключающийся в том, что пропускают поток оптического излучения через пространственно-временной модулятор света, посредством которого модулируют прошедший поток излучения [1] .
Недостатком способа является небольшая глубина модуляции излучения.
Наиболее близок по технической сущности к изобретению способ, заключающийся в том, что направляют поток оптического излучения на отражательный пространственно-временной модулятор света, посредством которого модулируют отраженный поток излучения [2] .
К недостаткам способа относится также небольшая глубина модуляции излучения.
Изобретение позволяет нелинейно повысить глубину модуляции излучения при использвании известных пространственно-временных модуляторов света, практически не снижая быстродействия.
Это достигается тем, что в способе пространственно-временной модуляции оптического излучения, заключающемся в том, что направляют поток оптического излучения на отражательный пространственно-временной модулятор света (ОПВМС), посредством которого осуществляют пространственно-временную модуляцию отраженного от ОПВМС потока излучения, дополнительно n раз направляют отраженный поток излучения на ОПВМС посредством многоходовой оптической системы, образованной с использованием ОПВМС в качестве одного из оптических элементов, при этом формируя на ОПВМС пространственно совпадающие промежуточные изображения с единичным линейным увеличением.
Кроме того, используют дополнительные ОПВМС, в виде которых выполнены зеркала многоходовой оптической системы, оптически сопряженные с ОПВМС.
Глубина модуляции повышается за счет многократного воздействия ОПВМС. Способ позволяет осуществлять корреляцию изображений с повышением контраста.
Сущность способа заключается в следующем. Пусть каждая пространственная мода потока излучения, направляемого на ОПВМС для считывания информации, многократно фокусируется в соответствующую ее угловым координатам α', β, γ в одну и ту же точку на отражающей поверхности ОПВМС. Причем, если при отражении от модулирующей поверхности ОПВМС осуществляется модуляция, например, по амплитуде падающего на него потока излучения согласно записанной в нем в данный момент времени информации об объекте, таким образом, что распределению яркости по полю записываемого изображения объекта сопоставлено распределение глубины модуляции m(x, y, z) по поверхности ОПВМС, то после (n+1)-кратного отражения от ОПВМС интенсивность излучения I (α', β', γ' ) , принадлежащего к моде распространяющейся через точку поверхности ОПВМС с координатами (x, y, z), будет составлять
I (α', β', γ') = [ m ( x, y, z ) ] n+1 I (α, β, γ ) , где I( α, β, γ ) - интенсивность излучения в одной пространственной моде до отражения от ОПВМС; n - число дополнительных (по сравнению с прототипом) отражений от ОПВМС; α, β, γ и α', β', γ' - угловые координаты моды излучения до и после (n+1)-кратного отражения от ОПВМС.
Таким образом, при многократном отражении от ОПВМС происходит нелинейное (по степенному закону) увеличение глубины модуляции каждой пространственной моды излучения, считывающего с ОПВМС изображение объекта.
При этом, если m(x1, y1, z1) и m(x2, y2, z2) - соответственно максимальное и минимальное значение распределения m(x, y, z) по поверхности ОПВМС, то величина контраста по полю изображения объекта, считанного с ОПВМС, будет составлять
K= [m(x1, y1, z1)/m(x2, y2, z2)] n+1 .
Контраст Ко исходного изображения объекта, записанного в ОПВМС, имеет значение
Kо= m(x1, y1, z1)/m(x2, y2, z2) ,
Это означает, что при многократном отражении от ПВМС происходит за счет повышения глубины модуляции в каждой пространственной моде считывающего излучения усиление контраста изображения в
N= [m(x1, y1, z1)/m(x2, y2, z2)] n раз.
В то же время при считывании изображений с двух или более ОПВМС будет происходить взаимная корреляция изображений с повышением контраста. Пусть пространственная мода потока излучения многократно собирается в точку с координатами х(1), y(1), z(1) на отражающей поверхности первого ОПВМС, в точку с с координатами х(2), y(2), z(2) на поверхности второго, и в точку с координатами х(k), y(k), z(k) на поверхности k-го ОПВМС. Тогда после n+1-кратного отражения излучения от отражающих поверхностей ОПВМС интенсивность излучения I( α', β', γ'), принадлежащих к моде, распространяющейся через точки поверхностей ОПВМС с координатами х(1), y(1), z(1); х(2), y(2), z(2); . . . ; х(k), y(k), z(k), будет составлять
I(α', β', γ') = [m1(x(1), y(1), z(1))˙m2(x(2), y(2), z(2). . .
. . . mk(x(k), y(k), z(k))] n+1 ˙ I( α, β, γ ), где m1(x(1), y(1), z(1), m2(x(2), y(2), z(2), . . . , mk(x(k), y(k), z(k)) - глубина модуляции считывающего излучения, поступающего соответственно на первый, второй и k-й ОПВМС в точки с координатами x(1), y(1), z(1); x(2), y(2), z(2); . . . ; x(k), y(k), z(k).
На чертеже прдставлен один из возможных вариантов конструкции устройства, реализующего предлагаемый способ постранственно-временной модуляции излучения. Окружностями обозначены области пересечения луча с отражающими поверхностями (цифры внутри окружностей соответствуют числу проходов луча между противолежащими отражающими поверхностями).
Устройство содержит две линзы 1,2 и многоходовую оптическую систему, состоящую из сферическго зеркала 3 и двух ОПВМС 4 и 5. Первый ОПВМС расположен в фокальной плоскости первой линзы, а второй ОПВМС - в фокальной плоскости второй линзы. Зеркало и отражающие поверхности ОПВМС имеют одинаковый радиус кривизны, при этом первый и второй ОПВМС установлены рядом, а зеркало противолежит от них на расстоянии радиуса кривизны. Центр кривизны зеркала находится в центре симметрии первого и второго ОПВМС, а центры кривизны ОПВМС - на отражающей поверхности зеркала, причем расстояние межэду центрами кривизны ОПВМС равно половине шага между областями пересечения луча с отражающей поверхностью зеркала.
Устройство работает следующим образом. Пусть оптическое излучение поступает на вход устройства таким образом, что каждая из пространственных мод излучения фокусируется линзой в соответствующую ее (моды) угловым координатам α, β, γ точку на отражающей поверхности первого ОПВМС. Тогда в процессе многократного прохождении излучения между противолежащими отражающими поверхностями (последовательность прохождения луча пронумирована на чертеже цифрами) зеркалом формируются с единичным линейным увеличением промежуточные изображения точек поверхностей ОПВМС на отражающих поверхностях первого и второго ОПВМС. Причем в каждой новой серии проходов луча, равной четырем проходам излучения между противолежащими отражателями, на первом и втором ОПВМС формируются промежуточные изображения точек, полностью совпадающие с изображениями, построенными в предыдущих сериях. Другими словами, каждой пространственной моде излучения с угловыми координатами сопоставлена точка с координатами x(1), y(1), z(1) на поверхности первого ОПВМС и точка с координатами х(2), y(2), z(2)в на поверхности второго ОПВМС, в которых многократно отражается луч, распространяющийся в этой моде, При этом, если в поток излучения при отражении от ОПВМС вносится пространственно распределенная по сечению потока информация, то на выходе из устройства интенсивность излучения I( α', β', γ') в моде, распространяющейся через точку с координатами x(1), y(1), z(1) на отражающей поверхности первого ОПВМС и через точку с координатами x(2), y(2), z(2) на отражающей поверхности второго ОПВМС, будет составлять I(α', β', γ')= [m1(x(1), y(1), z(1)) ˙m2(x(2), y(2), z(2))] n+1 xI(α, β, γ) , где m1(x(1), y(1), z(1) ) - глубина модуляции излучения при отражении от поверхности первого ОПВМС в точке с координатами x(1),y(1), z(1); m1(x(2), y(2), z(2)) - глубина модуляции излучения при отражении от поверхности второго ОПВМС в точке с координатами x(2), y(2), z(2).
Таким образом, устройство, реализующее предлагаемый способ, позволяет за счет многократного воздействия ОПВМС нелинейно повысить значение глубины модуляции излучения, считывающего с первого и второго ОПВМС изображение объектов, и тем самым осуществить корреляцию изображений с повышением контраста.
Предлагаемый способ снижает быстродействие устройств, в которых он реализуется, по сравнению с устройствами, реализующими способ-прототип, на время t = L/c , где L - оптическая длина пути излучения в устройстве, реализующем предлагаемый способ. C - скорость света. Так, например, в описанном устройстве при расстоянии между зеркалом и ОПВМС, равном 50 см, время t будет составлять 10-7 с, что вполне допустимо для большенства применений. (56) 1. Котыс Г. П. , Осадчий В. И. Электронно-лучевые информационные устройства. Киев, Наукова думка, 1987, с. 174.
2. Там же, с. 175.
Формула изобретения: 1. СПОСОБ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ МОДУЛЯЦИИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, заключающийся в том, что направляют поток оптического излучения на отражательный пространственно-временной модулятор света, посредством которого осуществляют пространственно-временную модуляцию отраженного от отражательного пространственно-временного модулятора потока излучения, отличающийся тем, что дополнительно n раз направляют отраженный поток излучения на отражательный пространственно-временной модулятор посредством многоходовой оптической системы, образованной с использованием отражательного пространственно-временного модулятора в качестве одного из оптических элементов, при этом формируя на отражательном пространственно-временном модуляторе пространственно совпадающие промежуточные изображения с единичным линейным увеличением.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют дополнительные отражательные пространственно-временные модуляторы, в виде которых выполнены зеркала многоходовой оптической системы, оптически сопряженные с основным отражательным пространственно-временным модулятором.