Лазерное устройство для определения конфигурации информационного светового сигнала

 

Изобретение относится к лазерной технике, в частности к оптико-электронным приборам, используемым для определения конфигурации информационного светового сигнала на разных уровнях относительной мощности. Достигаемым техническим результатом является увеличение точности определения конфигурации информационного светового сигнала при различных уровнях относительной мощности. Указанный технический результат достигается тем, что лазерное устройство для определения конфигурации информационного светового сигнала содержит последовательно расположенные и оптически сопряженные источник 1 светового сигнала, блок 7 фокусирующей оптики с приводом, диафрагму 2 с приводом, делитель 5 светового потока, первый сканер 3 с приводом, первый аттенюатор 4 светового сигнала с приводом, зеркало 13 совмещения световых сигналов и фотоприемник 14, последовательно расположенные и оптически сопряженные подвижное зеркало 6 с приводом, первое отражающее зеркало 8, второй сканер 9 с приводом, второй аттенюатор 10 световых сигналов с приводом, светофильтр 11 с приводом и второе отражающее зеркало 12, а также фотоприемник 14, блок 15 ограничения амплитуд, блок 16 оцифровки амплитуд видеосигнала, блок 17 оцифровки длительности видеосигнала, блок 18 координатной обработки, блок 19 временной обработки, блок 20 сравнения измеренных величин с эталонными, синхронизатор 21, регистратор 22 информации и блок 23 управления источником 1 излучения светового сигнала, блоком ограничения амплитуд и приводами. При этом подвижное зеркало 6 с приводом оптически сопряжено входом со вторым выходом делителя 5 светового сигнала, а выход второго отражающего зеркала 12 оптически сопряжен со вторым входом зеркала 13 совмещения световых сигналов. 2 ил.

Изобретение относится к лазерной технике, в частности к оптико-электронным приборам, используемым для определения конфигурации информационного светового сигнала на разных уровнях относительной мощности.

Известно устройство для оценки характеристик оптических приборов, содержащее источник измерения, датчик, устройство юстировки с блоком электронной развертки, блок обработки и блок визуализации.

Недостатком этого устройства является невозможность определения конфигурации поля зрения источника излучения на различных уровнях относительной мощности.

Известно лазерное устройство для определения конфигурации информационного светового сигнала, содержащее оптически сопряженные источник излучения светового сигнала, блок фокусирующей оптики с приводом, делитель светового сигнала, первый аттенюатор светового сигнала с приводом и фотоприемник, а также блок оцифровки амплитуд видеосигнала и регистратор информации.

Недостатком данного устройства является низкая точность определения конфигурации светового сигнала на различных уровнях относительной мощности.

Достигаемым техническим результатом является увеличение точности определения конфигурации информационного светового сигнала при различных уровнях относительной мощности.

Указанный технический результат достигается тем, что лазерное устройство для определения конфигурации информационного светового сигнала, содержащее оптически сопряженные источник излучения светового сигнала, блок фокусирующей оптики с приводом, делитель светового сигнала, первый аттенюатор светового сигнала с приводом и фотоприемник, а также блок оцифровки амплитуд видеосигнала и регистратор информации снабжено диафрагмой с приводом, первым сканером с приводом, последовательно установленными и оптически сопряженными подвижным зеркалом с приводом, первым отражающим зеркалом, вторым сканером с приводом, вторым аттенюатором, светофильтром с приводом, вторым отражающим зеркалом и зеркалом совмещения световых сигналов, блоком ограничения амплитуд видеосигнала, последовательно соединенными блоком оцифровки длительности видеосигнала и блоком сравнения измеренных величин с эталонными, а также блоком координатной обработки, блоком временной обработки, последовательно соединенными синхронизатором и блоком управления, источником излучения светового сигнала, блоком ограничения амплитуд и приводами, при этом диафрагма оптически сопряжена входом с выходом блока фокусирующей оптики, а выходом с делителем светового потока, первый сканер оптически сопряжен входом с первым выходом делителя светового сигнала, а выходом со входом первого аттенюатора, который оптически сопряжен через зеркало совмещения световых сигналов с фотоприемником, блок сравнения измеренных величин с эталонными соединен первым выходом с первым входом регистратора информации, выходы блока оцифровки амплитуд видеосигнала, блока координатной обработки, блока временной обработки и третий выход синхронизатора соединены соответственно со вторым, третьим, четвертым и пятым входами блока измеренных величин с эталонными, который вторым выходом соединен со вторым входом блока управления источником излучения светового сигнала, блоком ограничения амплитуд и приводами, соединенного первым и вторым выходами соответственно со входом источника излучения светового сигнала и управляющим входом блока ограничения амплитуд, а остальными выходами со входами приводов, синхронизатор соединен вторым выходом со вторым входом регистратора информации, а фотоприемник соединен выходом со входами блока ограничения амплитуд, блока оцифровки длительности видеосигнала, блока координатной обработки и блока временной обработки.

На фиг. 1 представлена блок-схема лазерного устройства для определения конфигурации информационного светового сигнала; на фиг. 2 - блок-схема блока управления источником излучения светового сигнала, блоком ограничения амплитуд и приводами.

Лазерное устройство для определения конфигурации информационного светового сигнала содержит источник 1 излучения светового сигнала, диафрагму 2 с приводом, первый сканер 3 с приводом, первый аттенюатор 4 светового сигнала с приводом, делитель 5 светового сигнала, подвижное зеркало 6 с приводом, блок 7 фокусирующей оптики с приводом, первое отражающее зеркало 8, второй сканер 9 с приводом, второй аттенюатор 10 с приводом, светофильтр 11 с приводом, второе отражающее зеркало, зеркало 13 совмещения световых потоков, фотоприемник 14, блок 15 ограничения амплитуд, блок 16 оцифровки амплитуд видеосигнала, блок 17 оцифровки длительности видеосигнала, блок 18 координатной обработки, блок 19 временной обработки, блок 20 сравнения измеренных величин с эталонными, синхронизатор 21, регистратор 22 информации и блок 23 управления источником 1 излучения светового сигнала, блоком ограничения амплитуд и приводами. При этом источник 1 светового сигнала, блок 7 фокусирующей оптики с приводом, диафрагма 2 с приводом, делитель 5 светового потока, первый сканер 3 с приводом, делитель 5 светового потока, первый сканер 3 с приводом, первый аттенюатор 4 светового сигнала с приводом, зеркало 13 совмещения световых сигналов и фотоприемник 14 расположены последовательно и оптически сопряжены. Подвижное зеркало 6 с приводом, первое отражающее зеркало 8, второй сканер 9 с приводом, второй аттенюатор 10 световых сигналов с приводом, светофильтр 11 с приводом и второе отражающее зеркало 12 расположены последовательно и оптически сопряжены. Подвижное зеркало 6 с приводом оптически сопряжено входом со вторым выходом делителя 5 светового сигнала, а выход второго отражающего зеркала 12 оптически сопряжен со вторым входом зеркала 13 совмещения световых сигналов. Фотоприемник 14, блок 17 оцифровки длительности видеосигнала и блок 20 сравнения измеренных величин с эталонными соединены последовательно. Блок 15 ограничения амплитуд соединен входом с выходом фотоприемника 19, а выходом со входом блока 16 оцифровки амплитуд видеосигнала. Блок 20 сравнения измеренных величин с эталонными, соединен вторым, третьим, четвертым и пятым входами соответственно с выходами блока 16 оцифровки амплитуд видеосигнала, блока 18 координатной обработки, блока 19 временной обработки и третьим выходом синхронизатора, а первым и вторым выходами соответственно с первым выходом регистратора 22 информации, который вторым входом соединен со вторым выходом синхронизатора, блок 7 управления источником излучения световых сигналов, блока 15 ограничения амплитуд и приводами соединен первым и вторым входами соответственно с первым выходом синхронизатора и вторым выходом блока 20 сравнения измеренных величин с эталонными, первым и вторым выходами соответственно со входом источника 1 излучения световых сигналов и управляющим входом блока 15 ограничения амплитуд, а остальными выходами со входами приводов. Блок 23 управления источником 1 излучения световых сигналов, блоком 15 ограничения амплитуд и приводами содержит блок 24 долговременной памяти, первую ячейку 25 считывания, ячейку 26 сравнения кодового сигнала, электронный прерыватель 27, ячейку 28 адресации кодового сигнала, вторую ячейку 29 считывания, блок 30 оперативной памяти.

Лазерное устройство для определения конфигурации информационного светового сигнала работает следующим образом. Включают синхронизатор 21, который выдает синхроимпульсы на блок 20 сравнения измеренных величин с эталонными, блок 23 управления источником 1 излучения светового сигнала, блоком 15 ограничения амплитуд и приводами и на регистратор 22 информации. При наличии синхроимпульсов в блоке 20 сравнения измеренных величин с эталонными приводится предварительный прогрев аппаратуры и считывание информации об эталонных данных по длительности временного интервала между двумя видеосигналами, координатному положению центра фотоприемника 14, амплитуде видеосигнала, с учетом относительного уровня заданного амплитудного интервала измерений. При наличии синхроимпульсов в блоке 23 управления источником 1 излучения светового сигнала, блоком 15 ограничения амплитуд и приводами проводится предварительный прогрев аппаратуры и считывание информации. При наличии в указанном выше блоке 23 управления, кодовый сигнал поступает в источник 1 излучения светового сигнала на включение последнего. Для установки угла расходимости светового сигнала с этого блока 7 управления кодовые сигналы поступают на приводы фокусирующей оптики 7 и диафрагмы 2. В этом случае грубый контур управления осуществляется с помощью привода диафрагмы 2, а точный - с помощью привода фокусирующей оптики 7. Кроме того, кодовый сигнал управления поступает на привод второго аттенюатора 10 для установки максимального затухания и на привод первого аттенюатора 4 для установки минимального затухания. Световой сигнал с источника 1 излучения светового сигнала, пройдя оптические части фокусирующей оптики 7 и диафрагмы 2, поступает на делитель 5, где разделяется на первый (основной) и второй (контрольный) световой сигнал. Контрольный световой сигнал пройдя оптическую часть подвижного зеркала 6, переотражается от первого отражающего зеркала 8 и пройдя оптическую часть второго сканера 9 попадает на оптическую часть второго аттенюатора 10, где полностью затухает. Основной световой сигнал, пройдя оптические части первого сканера 3 и первого аттенюатора 4, а также зеркало совмещения световых сигналов 13, поступает на фотоприемник 14, где преобразуется в видеосигнал. С фотоприемника 14 через блок ограничения амплитуд 15 видеосигнал поступает на блок 16 оцифровки амплитуд видеосигнала. Кроме того, видеосигнал с фотоприемника 14 поступает на блок 17 оцифровки длительности видеосигнала, блок 18 координатной обработки и блок 19 временной обработки. В блоке 16 оцифровки амплитуд видеосигнала определяют номинал основного видеосигнала. Результаты измерений с блока 16 оцифровки амплитуд видеосигнала направляются в блок 20 сравнения измеренных величин с эталонными. В блоке 18 координатной обработки по номерам засвеченных каналов фотоприемника 14 определяют координатное положение основного светового сигнала в поле зрения фотоприемника 14. Результаты измерений из блока 18 координатной обработки направляются в блок 20 сравнения измеренных величин с эталонными. В блоке 17 оцифровки длительности видеосигнала определяют временной интервал между передним и задним фронтами видеоимпульса. Результаты измерений из блока 17 оцифровки длительности видеосигнала направляются в блоке 20 сравнения измеренных величин с эталонными. В блоке 19 временной обработки определяют временной интервал между двумя видеоимпульсами. При отсутствии контрольного сигнала определяют временной интервал между двумя основными сигналами, то есть определяют частоту излучения основного светового сигнала. Результаты измерений поступают на блок 20 сравнения измеренных величин с эталонными, в котором полученные результаты измерений сравниваются с их эталонными значениями и результаты сравнения направляются как в регистратор 22 информации, так и в указанный выше блок 23 управления. В данном блоке по полученным результатам формируются кодовые сигналы управления, которые поступают на приводы блока 7 формирующей оптики, диафрагмы 2, первого сканера 3 и первого аттенюатора 4. По результатам оцифровки длительности видеосигнала с помощью диафрагмы 2 и блока 7 фокусирующей оптики формируют размер поперечного сечения светового сигнала. По результатам координатной обработки с помощью первого сканера 3 совмещают световой сигнал с центром поля зрения фотоприемника 14. По результатам оцифровки амплитуд видеосигнала с помощью первого аттенюатора 4 устанавливают необходимую мощность основного светового сигнала. Когда результаты сравнения измеренных величин с эталонными, кроме временных интервалов, будут равны нулю, то есть калибровка основного сигнала закончена, то с указанного выше блока 23 управления на привод первого аттенюатора 4 выдается сигнал на установку максимального затухания основного сигнала, а на привод второго аттенюатора выдается сигнал на установку минимального затухания контрольного сигнала. В этом случае основной световой сигнал будет поглощаться оптической частью первого аттенюатора, и можно проводить калибровку контрольного светового сигнала.

Контрольный световой сигнал с делителя светового сигнала 5 поступает на оптическую часть подвижного зеркала 6. Переотразившись от подвижного зеркала и от первого отражающего зеркала 8 и пройдя оптические части второго сканера 9, второго аттенюатора 10 и светофильтра, контрольный световой сигнал, переотразившись от второго отражающего зеркала 12 и зеркала совмещения световых сигналов 13, направляется на фотоприемник 14. Процесс калибровки контрольного видеосигала аналогичен процессу калибровки основного видеосигнала. После калибровки контрольного видеосигнала, результатом которого является установка длительности видеосигнала, равного длительности основного видеосигнала и амплитуде видеосигнала, ограничивающей нижнюю границу измерения, в указанном выше блоке 23 управления формируется сигнал управления на уменьшение максимального затухания основного светового сигнала, т. е. оптическая часть первого аттенюатора 4 устанавливается в положение прохождения основного светового сигнала в необходимом диапазоне мощности. Одновременно в этом блоке 23 управления формируются сигналы управления на совмещение двух световых сигналов (основного и контрольного) по координатам. Эти сигналы поступают с указанного выше блока 23 управления на приводы первого и второго сканеров 3 и 9. Для одновременного прихода двух сигналов на зеркало 13 совмещения световых сигналов в этом блоке 23 управления формируется сигнал, поступающий на привод подвижного зеркала 6 для изменения расстояния между его переотражающими зеркалами. В этом же блоке 23 управления формируется сигнал управления, поступающий на привод второго аттенюатора 10 для ограничения верхней границы измерений мощности светового сигнала. После этого в этом блоке 23 управления на привод светофильтра 11 поступает управляющий сигнал на изменение спектра контрольного светового сигнала. Для ограничения нижней границы диапазона измерений мощности видеосигнала на блок 15 ограничения амплитуды поступает кодовый сигнал с указанного выше блока 23 управления, соответствующий заданному значению нижней границы. Таким образом, на блок 17 оцифровки длительности видеосигнала и на блок 18 координатной обработки поступает видеосигнал, характеризующий только определенный интервал мощности излучения основного светового сигнала. Совокупность результатов измерения амплитуд видеосигнала и его координатное положение характеризует его форму. Для определения формы поперечного сечения светового сигнала при измерении диапазона измерения в указанном выше блоке 7 управления формируются управляющие сигналы, поступающие на второй аттенюатор 10 и на блок ограничения амплитуд 15 для изменения амплитудной характеристики нижней и верхней границ измерений мощности светового сигнала. Процесс определения конфигурации светового сигнала имеет этапы калибровки основного светового сигнала, калибровки контрольного светового сигнала, совмещения основного и контрольного световых сигналов, формирование диапазона измерений и определение конфигурации поперечного сечения совмещенного светового сигнала, имитирующего информационный световой сигнал. Необходимо отметить, что верхняя граница измерений формируется путем совмещения двух световых сигналов с различными спектральными характеристиками. В результате поглощается световой сигнал в заданном диапазоне мощности излучения. Нижняя граница диапазона измерений формируется путем изменения величины ограничения амплитуд совмещенного видеосигнала. Форма поперечного сечения светового сигнала определяется по расположению каналов засветки фотоприемника 14 с минимальной амплитудой видеосигнала. Точность определения формы поперечного сечения светового сигнала зависит от размера канала засветки и от дискрета оцифровки амплитуды. (56) Патент Франции N 2151262, кл. G 01 M 11/00, 1974.

Волькенштейн, Кувалдин. Фотоэлектрическая импульсная фотометрия, Машиностроение, 1975, с. 89, рис. 48.

Формула изобретения

ЛАЗЕРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНФИГУРАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОГО СВЕТОВОГО СИГНАЛА, содержащее оптически сопряженные источник излучения светового сигнала, блок фокусирующей оптики с приводом, делитель светового сигнала, первый аттенюатор светового сигнала с приводом и фотоприемник, а также блок оцифровки амплитуд видеосигнала и регистратор информации, отличающееся тем, что оно снабжено диафрагмой с приводом, первым сканером с приводом, последовательно установленными и оптически сопряженными подвижным зеркалом с приводом, первым отражающим зеркалом, вторым сканером с приводом, вторым аттенюатором, светофильтром с приводом, вторым отражающим зеркалом и зеркалом совмещения световых сигналов, последовательно соединенными блоком оцифровки длительности видеосигнала и блоком сравнения измеренных величин с эталонными, а также блоком координатной обработки, блоком временной обработки, последовательно соединенными синхронизатором и блоком управления источником излучения светового сигнала, блоком ограничения амплитуд видеосигнала и приводами, при этом диафрагма с приводом оптически сопряжена входом с выходом блока фокусирующей оптики, а выходом - с делителем светового потока, первый сканер оптически сопряжен входом с первым выходом делителя светового сигнала, а выходом - с входом первого аттенюатора, который оптически сопряжен через зеркало совмещения световых сигналов с фотоприемником, блок сравнения измеренных величин с эталонными соединен первым выходом с первым входом регистратора информации, выходы блока оцифровки амплитуды видеосигнала, блока координатной обработки, блока временной обработки и третий выход синхронизатора соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым и пятым входами блока сравнения измеренных величин с эталонными, который вторым выходом соединен с вторым входом блока управления источником излучения светового сигнала, соединенного первым и вторым выходами соответственно с входом источника излучения светового сигнала и управляющим входом блока ограничения амплитуд, а остальными выходами с входами приводов, синхронизатор соединен вторым выходом с вторым входом регистратора информации, а фотоприемник соединен выходом с входами блока ограничения амплитуд видеосигнала, блока оцифровки длительности видеосигнала, блока координатной обработки и блока временной обработки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2