Устройство для регистрации оптических сигналов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее оптическую систему пространственно;го преобразования фронта регистрируемого сигнала в виде расположенных по ходу регистрируемого сигнала диафрагмы со щелью и двух фокусирующих оптических элементов, а также .электронно-оптический преобразователь с фотокатодом и экраном, при диафрагма со щелью установлена в передней фокальной плоскости первого фокусирующего оптического элемента , а фотокатод эле1стронно-оптического преобразователя установлен в задней фокальной плоскости второго фокусирующего оптического элемента , отлича.ющееся тем, что, с целью повышения временного разрешения путем устранения изгиба линий равного времени на экране электронно-оптического преобразователя , обусловленного неизохронностью построения оптического изображения на фотокатоде, расстояние между главНЫ1-1И плоскостями фокусируюпдтх оптических элементов определено из соотношения2 2 L-F,.F,., где F,, Fg - фокусные расстояния соответственно первого и второго фокусирующих оптических элементов; - расстояние между диафрагмой со щелью и ближайшей к ней перетяжкой светового пучка; Т bi К i где Т временное разрешение устройства; t неизохронность построения изображения в плоскости диафрагмы, равная Ь i 2с Од со со где 2h- высота щели диафрагмы, причем при -частичном заполнении све NJ товым пучком щели диафрагмы 00 t g-ST где 9 - угловая расходимость светового пучка на входе диафрагмы; С - скорость света в вакууме.

(! 9) (1() СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) H 01 J 31/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Т

gn

"C временное разрешение устр ойс тва; пеизохронность построения изображения в плоскости диаФрагмы, равная где 1 с л (, 2с

S еЕ (2с где 8 — угловая расходимость светового пучка на входе диафрагмы;

С вЂ” скорость света в вакууме.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3600790/24-10 (22) 06.06.83 (46) 15.02.85. Бюл. М 6 (72) Г.В. Колесов, И.M. Корженевич, В.Б. Лебедев и Б.М. Степанов (53) 621.385(088.8) (56) 1. Брехсв О.М. и др. Доклад нЭкспериментальная электронно-оптическая камера "Агат-04М" со скоростью линейной развертки 5-10 см/с, Труды 14 Международного конгресса по высокоскоростной фотографии и фотонике. М., l980 с. 253.

2. Авторское свидетельство СССР

И- 1007145, кл. H 01 J 31/50, 1981 (прототип) . (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее оптическую систему пространственного преобразования фронта регистрируемого сигнала в виде расположенных по ходу регистрируемого сигнала диафрагмы со щелью и двух фокусирующих оптических элементов, а также ,электронно-оптический преобразова— тель с фотокатодом и экраном, при этом диафрагма со щелью установлена в передней фокальной плоскости первого фокусирующего оптического элемента, а фотокатод электронно-оптического преобразователя установлен в задней фокальной плоскости второго фокусирующего оптического элемента, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью повышения временного разрешения путем устранения изгиба линий равного времени на экране электронно-оптического преобразователя, обусловленного неизохронностью построения оптического изображения на фотокатоде, расстояние между главными плоскостями фокусирующих оптических элементов определено из соотношения 2 2

Е„

L=F+F, —" ° — ">

rye F„F2 — Фокусные расстояния соответственно первого и второго фокусирующих оптических элементов; — расстояние между диафрагмой со щелью и ближайшей к ней перетяжкой светового пучка; где 2 )) — высота щели диафрагмы, йричем при частичном заполнении све". товым пучком щели диафрагмы

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство дггя регистрации оптичес— ких сигналов, содержащее оптическую

40 систему пространственного преобра1 зования фронта регистрируемого сиг.нала в виде расположенньж по ходу регистрируемого сигнала диафрагмы

4r, со щелью и двух фокусирующих оптических элементов, а также электроннооптический преобразователь с фотокатодом и экраном, при этом диафрагма со щелью установлена в передней фскальной плоскости первого фокусирующего оптического элемента, а фотокатод электронно-оптического преобразователя установлен в задней фокальной плоскости второго фокусирующегс оптического элемента.

В данном устройстве изображение щели диафрагмы формируется на фотокатоде электронно-оптического преобИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для регистрации быстропротекаюппгх процессов.

Известна скоростная фотохронографическая камера, содержащая расположенные по ходу регистрируемого оптического сигнала входную оптическую систему со щелью и электронно-оптический преобразователь с линейной разверткой (11 .

Однако при регистрации субпикосекундных оптических импульсов изображение временной щели на экране электронно-оптического преобразователя вследствие неизохронности построения оптического изображения на фотокатоде электронно-оптического преобразователя, а также из-за неизохронности электронно-оптической 20 системы электронно-оптического преобразователя получается изогнутым.

Изгиб изображения временной щели, т.е. линий равного времени, затруд- 25 няет фотометрирование изображения, зарегистрированного на фотопленку.

При увеличении скорости развертки, необходимой для повышения временного разрешения камеры, указанный изгиб возрастает и еще более затрудняет обработку изображений. Таким образом, известное устройство позволяет регистрировать только оптические импульсы не короче пикосекундной

35 длительности.

78 1 разователя с неизохронностьн1, противопопожной неизохронности электронноонтической системы преобразователя, тем самым устраняется изгиб линий равного времени на экране и повьппается временное разрешение устройства (2) .

Однако данное устройсгво характе— ризуется невозможностью компенсации неизохронности электронно-оптической системы, не превышающей 2-3 пс, а также громоздкостью, обусловленной значительным расстоянием между двумя фокусирующими оптическими элементами, порядка нескольких десятков сантиметров, и больпгими абб ррациями оптической системы, обусловленными образова нием широкоугольных световых пучков, полностью или в значительной степени заполняющих апертуру оптического фокусирующего элемента, ближащего к фот окат оду.

Цель изобретения — повышение временного разрешения устройства путем устранения изгиба линий равного времени на экране электронно-оптического преобразователя, обусловленного неизохронностью построения оптического изображения на фотокатоде.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для регистрации оптических сигналов, содержащем оптическую систему пространственного преобразования фронта регистрируемого сигнала в виде расположенных по ходу регистрируемого. сигнала диафрагмы со щелью и двух фокусирующих оптических элементов, а также электронно-оптический преобразователь с фстокатодом и экраном, при этом циафрагма со щелью установлена в передней фокальной плоскости первого фокусирующего оптического элемента, а фотокатод электронно-оптического преобразователя установлен в задней фокальной плоскости второго фокусирующего оптического элемента, расстояние между главными плоскостями фокусирующих оптических. элементов определено из соотношения Г, =Г Г + — +2

I ge Г„, Pp — фокусные расстояния ветственно первого и второго фокусируюпгих оптических элементов; з 1139 с — рлсc f(яli1 f. . <1f. жл дияфрлг 7 мой с о щелью и ближа ишеи к ней перетяжкой светового ну ка;

Т а

2л 7

"6 где 7 — временное разрешение устройства; — неизохронность построения изображения в плоскости диафрагмы, равная

2, Ь ф 2с

15 где 2 h — высота щели дифрагмы, причем при частичном заполнении световым пучком щели диафрагмы

8 g

g" 2c

25 где 9 — угловая расходимость светового пучка, на входе диафрагмы;

0 — скорость света в вакууме.

Входная оптическая система формирует на фотокатоде оптическое изображение щели с неизохронностью, меньшей половины предполагаемого времен — З0 ного разрешения устройства, тем самым устраняя изгиб из ображения временной щели на экране ЗОП и позволяя применить увеличенную скорость развертки, необходимую для регист- 35 рации оптических сигналов субпикосе, кундной длительности с последующим фотометрированием зарегистрированного изображения.

На чертеже схематически приведено 40 устройство для регистрации оптических сигналов.

Устройство содержит оптическую систему пространственного преобразования фронта регистрируемого опти- 45 ческого сигнала i, состоящую из диафрагмы 2 с временной щелью 3 и системами переноса изображений 4, образованной двумя фокусирующими оптическими элементами (линзами или объекти- 50 вами) 5 и 6, а также времяанализирующий электронно-оптический преобразователь 7 с фотокатодом 8. Диафрагма

2 и фотокатод 8 установлены в фокальных плоскостях оптических эле- 55 ментов 5 и 6 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

978 4

Оптическая система 1 формирует изображение щели 3 на фотокатоде 8

r неизохронностью с,, не превьппающей половину временного разрешения устройства Т/2.

Если неизохронность электроннооптИческого преобразователя также не превьппает Т/2, то стрела прогиба линий равного времени на экране. электронно-оптического преобразователя не превышает временного разрешения устройства Т, следовательно, устраняется искривление линий равного времени, затрудняющее фотометрирование и обработку изображения.

Действие системы основано на следующем. Система переноса изображения

4 создает на фотокатоде 8 изображение щели 3 при произвольном расстоянии Ь между главными плоскостями оптических элементов 5 и 6. В то же время неизохронность построения изображения на фотокатоде зависит от расстояния L и определяется соотношением

".: C i (. 1-И) где

h2 фрагмы 2, равна с = или (с

6Е (, При значении расстояния L рав-, F2

Т ном L = F Ô Fzi — Ф (— „гд - 2л г . - — " 2". изображение щели 3 на фотокатоде 8 формируется с неизохронностью меньшей Т/2.

Примеры возможных параметров оптической системы. Щель 3 освещена полностью..

При T 0 t пс, i„= 25 мм, g =1 м, Г, = F2 = 85 мм получаем: ь = 0,01 пс, 1. 177 мм + 36 мм.

Если Т 5-10 с, L = 7,5 мм, — 50 см, Г,= < = 85 мм, то

= 0,19 пс, (, 184,4 мм + 1,9 мм.

При конструировании предлагаемого устройства целесообразно. установить оптические элементы 5 и 6 так, чтобы расстояние между их главными плоскостями было равно сумме их фокусных расстояний. Диафрагму 2 и оптиd

1139978

Составитель С. Шигалович

Техред А.Бабинец Корректор М. Леонтюк

Редактор Н. Горват

Заказ 253/3 1а. Тираж 679 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 (5 ческий элемент 5 целесообразно поместить в общий корпус, который должен передвигаться как целое относительйо оптического элемента 6 по оптической скамье, снабженной линейкой; для малых сдвигов указанного корпуса целесообразно снабдить устройство микрометрическим винтом.При условии 1 1 (которое чаще всего выполняетс1Й) цель изобретения достигается при l, = F Ф Р и дополнитель ного перемещения корпуса с оптическим элементом 5 не требуется.

Предлагаемая оптическая система формирует на фотокатоде оптическое иэображение щели с неизохронностью, меньшей половины временного разрешения устройства, тем самым устраняя изгиб иэображения временной щели на экране электронно-оптического преобразователя и позволяя применить увеличенную скорость развертки, 10 необходимую для регистрации оптических сигналов субпикосекундной длительности с последующим фотометрирова нием зарегистрированного изображения.

Устройство для регистрации оптических сигналов Устройство для регистрации оптических сигналов Устройство для регистрации оптических сигналов Устройство для регистрации оптических сигналов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электронной технике, в частности к электронно-оптическим преобразователям, используемым для временного анализа быстропротекающих процессов, сопровождающихся оптическим излучением

Изобретение относится к электронным вакуумным приборам, в частности к эмиссионным микроскопам и видеоусилителям, и раскрывает способ визуализации и увеличения изображений исследуемых объектов

Изобретение относится к электронным приборам, работающим в электронографическом режиме с пико-фемтосекундным временным разрешением, и может быть использовано для изучения структурных превращений вещества при проведении исследований в области физики, химии, биологии, медицины, в приборо- и машиностроении

Изобретение относится к вакуумной фотоэлектронике и может быть использовано при изготовлении инверсионных микроканальных электронно-оптических преобразователей (ЭОП)

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в наблюдательных и прицельных приборах

Изобретение относится к области электронных приборов, в частности к эмиссионным видеоустройствам

Изобретение относится к электровакуумной технике, в частности к изготовлению ЭОП с прямым переносом изображения

Изобретение относится к электронной технике, конкретно к электронно-оптическим преобразователям изображения

Изобретение относится к электронной оптике и может быть использовано в электронно-оптических преобразователях (ЭОП)
Наверх