Оптический анализатор спектра

 

Мя 148120

Класс 21а, 71

4211, 17а1

СССР! ! ! ! р

i u Illô . iI ! к о. ;, i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа М 89

В. A. Зверев, И. В. Мосалов, В. Л. Сибиряков, В. П. Хрулев и

Е. Ф. Орлов

ОПТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

Заявлено 23 декабря 1960 г, за № 689898/26 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 12 за 1962 г, (2) Известны оптические анализаторы спектра, позволяющие наблюдать и записывать спектры cèãíàëîâ, изображенных в виде яркостной записи на фотопленке.

Предлагаемый оптический анализатор спектра отличается от известных тем, что для увеличения скорости и точности анализа, расширения частотного диапазона, использования прибора в качестве узкополосного перестраиваемого фильтра, а также уменьшения габаритов и веса прибора в нем применены две дифракционные решетки, наложенные друг на друга таким образом, что их штрихи составляют некоторый угол. который изменяется по определенному закону. Одна из решеток приводится в колебательное движение, а исследуемая пленка перемещается за (или перед) решетками.

На чертеже показана схема предлагаемого оптического анализатора спектра.

В описываемом анализаторе световой поток от источника 1 проходит через две дифракционные решетки 2 и 8 и пленку 4 с исследуемой записью, расположенную за (или перед) решетками, Если штрихи решетки 2 расположены под углом +а к оси х, а штрихи решетки 3 — под углом — и к оси х прямоугольной системы координат х, у, то прозрачность решеток описывается следующими выражениями:

2-,.

А.+В сов — (х cos з. + у sin з. ) —, (1) а

2;с

А,+В,cos — (х cos — у sin а) — р, и при выходе из второй решетки световой поток будет описываться произведением (1) на (2). Это произведение содержит член № 148120

2-, У а (— )

2sinn

Bi В, cos

2 (остальные члены не играют существенной роли). При допущении, что решетки вибрируют с одинаковой амплитудой А и частотой Q, но в противоположных направлениях, т. е. так, что можно записать и р, = — acosоt р = acosot

При этом получается следующий закон модуляции светового потока

2-,. У

R Вг

cos

-2асозЖ

2япа пронизывающего исследуемую запись.

Пусть запись сделана так, что ширина световой дорожки, расположенной вдоль оси у, изменяется по закону (у), представляющем собой исследуемый процесс. Тогда

D 1(у) 2тг — у а

В,В, dy cos

2 о О

2а сов О t dx

2sin а или иначе

2-.. а (3) В В, / <<" q-g cos

2acoso 1 —

2 sin где

1 л 1 а„=- — f (у) cos aydy; s, ==- — (У) sin куЫУ.

D D (4) 0 о

Соотношения (4) определяют спектральную плотность функции

f у) . заданную на интервале D. Через к обозначена величина

= 4лз 1п а/d

Амплитуда переменной составляющей светового потока Ф измеряется фотоумножителем 5. На основании (3) она пропорциональна модулю спектральной плотности исследуемой функции. Изменяя угол а, можно получить значение спектральной плотности процесса в интересующем интервале.

Таким образом, колебательное движение решеток с одновременным изменением угла между их штрихами с помощью специальных синусного и арктангенсного механизмов б и 7 позволяет производить анализ в некотором интервале частот. Причем скорость и точность анализа получаются достаточно высокими, а сам прибор можно использовать в качестве узкополосного перестраиваемого фильтра.

Зависимость спектральной плотности процесса от частоты можно получить сразу в виде графика на подключенном к выходу 8 фотоумножителя самопишущем приборе или наблюдать визуально на экране осциллографаф а. № 148120

Предмет изобретения

Техред T. П. Курилко Корректор В. Андрианов

Редактор Н С. Кутафина

Подп. к печ. 10.VII-62 г. Формат бум. 70Х 108 /iq Объем 0,26 изд л.

Зак. 6808 Тираж 750 Цена 4 коп.

ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М Черкасский пер., д 2/6.

Типография ЦБТИ, Москва, Петровка 14.

Оптический анализатор спектра, позволяющий наблюдать и записывать спектры сигналов, изображенных в виде яркостной записи на фотопленке, отличающийся тем, что с целью увеличения скорости и точности анализа, расширения частотного диапазона, достижения возможности использовать прибор в качестве узкополосного перестраиваемого фильтра,,а также уменьшения габаритов и веса прибора, в нем применены две дифракционные решетки, наложенные друг на друга таким образом, что их штрихи составляют некоторый угол, который изменяется по определенному закону, причем одна из решеток приводится в колебательное движение, а исследуемая пленка перемещается за (или перед) решетками.