Датчик доплеровских сигналов смещения частоты

 

О П И С Ф 14 Е 25253

»4

Союз Советских

Социвлистиыеских р еспуЫик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 02.10.72 (21) 1832322/26-25 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 25.04.74 Бюллетень № 15

Дата опубликования описания Об.02.75 (51) М. Кл. Н 01s 3/10

G 01j 7/00

Государственный квинтет

Совета Мнннатров СССР аа долам нваорвтвннй н атнрытнй (53) УДК 535.853(088.8) А. С. Егоров-Кузьмин, В. П. Листратов, В. А. Бучнев и Е. А. Ермилова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ДОПЛЕРОВСКИХ СИГНАЛОВ

СМЕЩЕНИЯ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области оптикофизических исследований и может быть использовано для воспроизведения эффекта Даплера в оптическом диапазоне частот при проведении различного рода экспериментов с лазерными системами.

Известны устройства и способы получения доплеровского смещения частоты, использующие в своей схеме двухлучевые итерферометры с датчиками доплеровского сигнала в одном из плеч интерферометра.

Однако такие устройства имеют сложную систему датчиков для получения доплеровскогс. сигнала и не позволяют в ряде случаев достигать значительных смещений частоты. Так, например, в устройстве с датчиком доплсровского сигнала в виде вращающетося диффузпо-отражающего диска, интенсивность сигнала сильно зависит от места прихода светового луча на торцовую поверхность диска и сигнал уменьшается по мере смещения оси вращения диска от направления распространения светового луча.

Кроме того, датчик дискового типа не позволяет достичь высоких доплеровских амещений, так как имеет предельные размеры по диаметру, при котарых возможно его вращение без разрушений.

В схемах же с лоступательным движением датчика доплеровского сигнала возникают колебания частоты за счет неравномерного движения датчика, а достижение высоких смещений доплеровакой частоты в них затруднено из-за сложности получения больших скоростей

5 линейного перемещения.

Цель изобретения — упрощение конструкции датчика доплеровского сигнала смещения частоты с тем, чтобы устройство могло обеспечивать получение как импульсного, так и непрерывного доплеровского сигнала в широком интервале частот смещения при практически постоянной амплитуде сигнала.

Это достигается тем, что отражающий элемент датчика изготовлен в виде одного или нескольких диффузно-рассеивающих стержней, установленных перпендикулярно к оси вращения так. чтобы по крайней мере один из стержней перекрывал световой поток в процессе в ращения.

На фиг. 1 изображена оптическая схема возмсжного использования многостержневого датчика доплеровского аигнала; на фиг. 2— схем а одностержневого датчика для получения импульсного сигнала смещения частоты.

Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем.

Луч света от ОКГ 1 разделяется свстоделительной пластиной 2 на опорный и исследуезп мый. Зеркало 3 отражает опорный луч и на425253 правляет его от светоделительной пластины 2 на премник излучения.

Диафрагмы 4 и 5 служат для выделения исследуемого и опорного сигналов. Сигнал доплеровокого смещения возникает в результате диффузного отражения света от стержневого датчика б, вращающегося на оси мотора 7.

Ограженный исследуемый сигнал и сигнал опорного луча попадают на фотоприемник 8, где происходит их смещение и регистрация, а 1О сигнал биений (доплеровская частота) выделяется на регистрирующем устройстве из частотомера 9 и электроннолучевого осциллографа 10.

Скорость смещения светового луча в направлении вращения или против него Ua в такой системе определеляется лишь скоростью о в ращения стержня и расстоянием h от центра вращения до точки на стержне, на которую попадает световой луч, U =coh.

Тогда значение доплеровской частоты /; для указанного устройства определяется из соот®Й ношения f =2 v-, где с — скорость света; с

v- — частота опорного светового луча.

Таки м образом, при изменении скорости ю вращения стержневой системы или ее местоположения по отношению к световому лучу h изменяется величина доплеровского смещения. Так как стержневая система, может быть сбалансирована проще, чем дисковый вращающийся отражатель, а при этом величина h может быть увеличена, то предложенное устройство позволяет повысить скорость вращения датчика и поэтому получать значительно большие смещения частоты доплеровского сигнала.

При помещении стержневых датчиков в вакуумируемый защитный кожух за счет снижения торможения воздуха и дапол нительного увеличения скорости вращения можно получить безопасный датчик доплеровских смещеиий с очень высокой частотой Доплер-эффекта.

К роме того, использование в датчике нескольких стержневых систем, устанавливаемых HB од ной оси вращения со смещением IIQ отноше н ию друг к другу, позволяет увеличить интенсивность отраженного доплер-сигнала за счет однов ремен ного отражения света от нескольких стержней и повысить равномерность интенсивности получаемого сигнала при усреднении выделяющей диафрагмой сигналов, приходящ их от различных стержней, находящихся на пути светового луча под разными углами.

Предмет изобретения

Датчик доплеровоких сигналов смещения частоты оптического диапазона, содержащий устройство для вращения отражающего элемента и диафрагму, отличающийся тем, что, с целью расширения области получения доплеровоких смещений частоты и увеличения интенсивности доплеровского сигнала, отражающий элемент датчика выполнен в виде по крайней мере одной системы диффузно-рассеивающ их стерженей, установленных перпендикулярно к оси вращения так, чтобы по крайней мере один из стержней перекрывал световой поток в процессе вращения.

425253

Составитель P. Архипов

Техред Л. Богданова

Корректор Т. Гревцова

Редактор О. Стенина

Типография лй 4 Союзполиграфпрома, Москва, 121019, ул. Маркса — Энгельса, 14

Заказ 664 Изд. И 725 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и отирытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5