Магнитооптический спектроанализатор

 

МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР , содержащий записывающую многоканальную магнитную головку, подвижный магнитньй носитель, в контакте С: которьм сзади по ходу движения магнитного носителя установлен магнитооптический кристалл, оптически связанный с выходом коллиматора, находящегося на оптической оси лазера , а на продолжении оптической оси отраженного от магнитооптического кристалла луча установлены объектив преобразования Фурье, поляризатор и считыванлций элемент, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона,в него введен аналого-цифровой преобразователь сигнала в параллельный цифровой код и ступенчатый ослабитель света, пропускание которого в п-ой ступени пропорционально Q, где а - основание цифрового кода преобразователя, при этом выход каждого разряда аналого-цифрового преобразователя подключен к соответствующему входу магнитной головки, ступенчатый ослабитель света установлен в плоскости, оптически сопряженной с магнитооптическим кристаллом, таким образом, что каждая П|-ая ступень ослабителя перекрывает в пространстве область магнитного носителя с записью соответствующего разря (Л да цифрового кода, а считывающий элес мент выполнен в виде узкой линейки фотоприемников с шириной не более l/AL, где f - фокусное расстояние объектива Фурье, -j - длина йолны света , L - линейная входная апертура .анализатора, установленной перпендикулярно оптической оси вдоль направления движения магнитного носителя. | о DO j

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) () 1) (51)4 G 01 R 23/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21,) 358 1864/24-21 ,(22) 19.04.83 (46) 30.07.85. Бюл. И- 28 (72) E.К.Шмарев (53) 621.317.423(088.8) (56) Тезисы докладов П1 Всесоюзной школы по обработке оптической информации. Рига, 1980, ч.И, с. 328. (54) (57) МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ CIIEKTPOАНАЛИЗАТОР, содержащий записывающую многоканальную магнитную головку, подвижный магнитный носитель, в контакте с которым сзади Ilo ходу движения магнитного носителя установлен магнитооптический кристалл, оптически связанный с выходом коллиматора, находящегося на оптической оси лазера, а на.продолжении оптической оси отраженного от магнитооптического кристалла луча установлены объектив преобразования Фурье, поляризатор и считывающий элемент, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона,в него введен аналого-цифровой йреобразователь сигнала в параллельный цифровой код и ступенчатый ослабитель света, пропускание которого в н-ой ступени пропорционально д", где — основание цифрового кода преобразователя, при этом выход каждого g-го разряда аналого-цифрового преобразователя подключен к соответствующему входу магнитной головки, ступенчатый ослабитель света установлен в плоскости, оптически сопряженной с магнитооптическим кристаллом, таким образом, что каждая п,-ая сту.пень ослабителя перекрывает в пространстве область магнитного носитеmr с записью соответствующего разряда цифрового кода, а считывающий элемент выполнен в виде узкой линейки фотоприемников с шириной не более

f/%L„ где 1 — фокусное расстояние объектива Фурье, — длина волны света, L — линейная входная апертура .анализатора, установленной перпенди" кулярно оптической оси вдоль направления движения магнитного носителя.

75 2 в контакт с магнитооптическим кристаллом 6. На последнем под действием полей рассеяния сигналограммы происходит изменение структуры.доменов, которая повторяет структуру поля рассеяния сигналограммы. Учить1вая, что магнитные домены в кристаллах феррогранатов имеют два направления намагниченности, при применении таких кристаллов целесообразно использовать представление сигнала в параллельном коде с основанием головки 2. В этом случае цифровой сигнал может принимать лишь два численных значения 0 и 1.

Магнитооптический кристалл 6, перемагниченный полем рассеяния сигналограммы, освещается линейно поляризованной когерентной световой волной от лазера 4 через коллиматор 5. В результате двойного прохождения света через кристалл 6 и полного внутреннего отражения его от поверхности, находящейся в контакте с магнитным носителем 3, распределение поля комплексной амплитуды света (в проекции на ось полярйзатора 9) будет пропорционально функции распределения намагниченности на магнитном носителе 3. Ступенчатый ослабитель 7 обеспечивает взвешенное суммирование отдельных разрядов сигнала. Ф

Для обеспечения задания весовых коэффициентов в разрядах значениями 1 и О ориентация поляризатора 9 выбирается под углом (- +g„) к оси поляризации падающего на кристалл, лазерного излучения (где Я„-. — угол фарадеевского вращения поляризации . в магнитооптическом кри талле).

В этом случае через домены одного направления намагниченности свет вообще не проходит, что соответствует коэффициенту О, а для другого направления намагниченности доменов пропускание будет соответствовать коэффициенту i.

Объектив преобразования Фурье формирует в своей второй фокальной плоскости поле комплексной амплитуI ды света, соответствующее двумерному Фурье-образу.

Для того, чтобы поле комплексной амплитуды света на считывающей линейке фотоприемника 10 соответствовало Фурье преобразованию от входного сигнала в динамическом диапазо1 11703

Изобретение относится к технике обработки информации в оптических системах, в частности, к устройствам, осуществляющим спектральный анализ сигналов. 5

Цель изобретения — увеличение динамического диапазона анализатора.

На чертеже изображена структурная схема магнитооптического спектроанализатора. !О

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1 (АЦП) в параллельный цифровой код, подсоединенный выходом каждого разряда к соответствующему входу многоканальной магнит- 15 ной головки 2, магнитный носитель 3, лазер 4 и расположенные íà его оптической оси коллиматор 5, магнитооптический кристалл 6, ступенчатый ослабитель света 7, объектив 8

20 преобразования Фурье, поляризатор 9, считывающую. линейку фотоприемников 10.

В качестве аналого-цифрового преобразователя 1 могут использоваться серийные промышленные АЦП, удовлетворяющие по быстродействию и разряд-

Ф ности условиям конкретной решаемой задачи. В качестве магнитно-оптического кристалла 6 целесообразно использовать пленочные структуры феррогранатов, выпускаемые на подложках диаметром 25 и 40 мм. Ступенчатый ослабитель света 7 представляет собой оптический транспарант с упорядоченными по одной оси прямоугольными областями с различным пропусканием света. Он может быть изготовлен фотографическим способом или напылением, В качестве считывающей линейки. фотоприемников целесообразно использо40 вать фоточувствительные приборы с зарядовой связью. Остальные входящие в устройство элементы имеют широкое распространение и выбираются в зави45 симости от решаемой задачи.

Магнитооптический спектроанализатор.работает следующим образом.

Исследуемый сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 1, в котором он представляется

50 в цифровой форме. После преобразования сигнала в АЦП 1 на вход и-го канала записывающей магнитной головки 2 подается цифровой сигнал, который и регистрируется в соответствующей ! строке на магнитном носителе 3.

При движении магнитного носителя записанный на нем сигнал вводится

1170375

3 не, определяемом его N-разрядным цифовым представлением, ширина щели 8 фотоприемника 10 должна удовлетворять условию: g < f /àÅ, где 9 — длина волны света, f — фокусное расстояние Фурье-объектива, L - -линейная входная апертура анализатора.

41

При использовании магнитооптйческих модуляторов имеющих- более двух уровней градации пропускания, в устройстве может быть использова- но представление сигнала с основанием большим, чем 2, в этом случае число требуемых разрядов (и.каналов записи) будет уменьшено.

Составитель А.Орлов

Редактор К.Волощук Техред Л.Микеш Корректор:В.Гирняк

Заказ 4700/42 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Г филиал ППП "Патент". г.ужгород, ул.Проектная, 4