Устройство для обнаружения источников когерентного излучения

 

Изобретение относится к нелинейной оптике и может быть использовано для обнаружения источников когерентного излучения при лидарных измерениях и в оптической локации. Сущность изобретения: устройство состоит из первого светофильтра, пропускание которого равно 1 при частотах, меньших первой частоты среза, и равно нулю при частотах, больших первой частоты среза, нелинейного кристалла, второго светофильтра, пропускание которого равно 1 при частотах, больших второй частоты среза , и равно нулю при частотах, меньших второй частоты среза. Вторая частота среза больше первой, а отношение второй частоты среза к первой меньше двух ( обычно выбирается 1,2 - 1,7). Устройство содержит также фотоприемник. Устройство помещается в светоизолирующий корпус и позволяет регистрировать источники когерентного оптического излучения с низкой интенсивностью в условиях сильных помех, например при солнечном свете. 1 ил.

Изобретение относится к нелинейной оптике и может быть использовано для обнаружения источников когерентного излучения в устройствах стабилизации направления лазерного излучения, при лидарных измерениях и в оптической локации.

Известны устройства, в которых для обнаружения когерентного оптического излучения используется генерация второй гармоники нелинейными оптическими кристаллами, например ниобатом лития.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является устройство для детектирования лазерного излучения, состоящее из нелинейного кристалла и размещенного за ним фотоприемника. При прохождении когерентного излучения через нелинейный кристалл происходит удвоение его частоты, а фотоприемник регистрирует излучение удвоенной частоты.

Однако известное устройство обладает низкой помехозащищенностью, так как на фотоприемник может попадать излучение посторонних источников света, например солнечное.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности при обнаружении источников когерентного излучения.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство состоит из входного светофильтра 1, нелинейного кристалла 2, направление 3 синхронизма которого совпадает с оптической осью 4 прибора, выходного светофильтра 5, фотоприемника 6, корпуса 7.

Устройство работает следующим образом. Детектируемое излучение и излучение помех пропускается через входной светофильтр 1. Коэффициент пропускания Т входного светофильтра 1 (т.е. отношение прошедшей через светофильтр мощности оптического излучения к падающей мощности) равен нулю в диапазоне W > W_1С и равен 1 в диапазоне W < W_1C, где W - частота излучения; W_1C - частота среза входного светофильтра. Прошедшее через светофильтр 1 излучение состоит из когерентного излучения, частота которого меньше частоты среза первого светофильтра 1, и излучения помех, причем частотный диапазон излучения помех не содержит частот выше частоты среза первого светофильтра. Прошедшее через светофильтр 1 излучение пропускается через нелинейный кристалл 2, причем направление 3 синхронизма нелинейного кристалла совпадает с оптической осью 4.

Когерентное излучение, прошедшее через выходной светофильтр 1, генерирует излучение с удвоенной частотой в нелинейном кристалле 2. Излучение с удвоенной частотой проходит через выходной светофильтр 5, коэффициент пропускания которого равен единице в диапазоне W > W_2C, и равен нулю в диапазоне W < W_2C, где W₁, W₂ - частоты детектируемого излучения и его второй гармоники соответственно; W_2C - частота среза выходного светофильтра, причем частота среза входного светофильтра меньше частоты среза выходного светофильтра, а их отношение меньше двух (обычно 1,2-1,7).

Суммарный коэффициент пропускания входного и выходного светофильтров 1,5 равен нулю, вследствие этого любое излучение не генерирующее второй гармоники (некогеретное излучение и когерентное, направление которого не совпадает с направлением синхронизма 3 нелинейного кристалла) поглощается светофильтрами 1,5. Таким образом на выходе выходного светофильтра 5 имеется сигнал только когерентного источника, который детектируется фотоприемником 6. Все элементы устройства помещены в светозащитный корпус 7.

Для того чтобы устройство имело максимальный частотный диапазон необходимо, чтобы частота, соответствующая краю поглощения входного светофильтра 1 в области низких частот, была меньше половины частоты среза выходного светофильтра 5, а частота, соответствующая краю поглощения входного светофильтра 5 в области высоких частот, была больше удвоенной частоты среза входного светофильтра 1. В этом случае диапазон частот регистрируемого когерентного излучения находится между W_1C и половиной W_2C.

Предложенное устройство позволяет регистрировать когерентное излучение низкой интенсивности, например непрерывных лазеров в условиях сильных помех, например при солнечном свете.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, включающее оптически связанные и лежащие на одной оптической оси, нелинейный оптический кристалл и фотоприемник, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в устройство дополнительно введены первый светофильтр с частотами пропускания ω < ω₁ , размещенный на оптической оси перед нелинейным кристаллом, и второй светофильтр, с частотами пропускания ω > ω₂ > ω₁ , размещенный на оптической оси после нелинейного кристалла, при этом значения частот определяются следующими соотношениями: ω₁>ω_н , ω₂ < ω_г , где ω_н - частота источника когерентного излучения, ω_г - частота второй гармоники излучения в кристалле.

РИСУНКИ

Рисунок 1