Способ передачи оптического сигнала через неоднородный турбулентный слой

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i ii945843

Союз Советснии

Соцнапнстнчесинк

Реечнублнк (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 1г. 01.81 (21) 32344ур 8-10 с присоединением заявки М(23) ПриоритетОпубликовано 23, 07, 82. бюллетень № 27

Дата опубликования описания 23.07.82 (51)М. Кл.

G 02 В 27/00

3Ьвуааретвнны6 «еннтет

CCCP вв аннан нзойрвтеннй н вткрытнй (53) УДК g3g,8 (088,8) В.Н.Бень, Е.В.Ивакин, А.С.Рубанов;: Б.В Скобвдщщ и А.И.Лазарук !

j$2

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики АН белорусской ССР (72) Авторы изобретения (73) Заявитель

q g4 СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ОПТИЧЕСКОГО СИГНАЛА

ЧЕРЕЗ НЕОДНОРОДНЫИ ТУРБУЛЕНТНЫЙ СЛОИ

Изобретение относится к оптической обработке информации и оптической связи и мажет быть использовано при создании устройств передачи одно- и двумерных оптических

5 сообщений через турбулентные и дру" гие фазово-неоднородные среды.

Известен способ передачи оптического сигнала через неоднородный турбулентный слой, заключающийся в запи-1 си голограммы. При этом опорную волну. необходимую для записи голограммы, формируют с помощью источника света, находящегося рядом с объектом, 15 изображение которого необходимо передать через турбулентный слой (1 1.

Недостатком указанного способа является низкое качество изображения в том случае, когда неоднородный слой имеет большую протяженность по глубине или находится на большом удалении от голограммы.

Наиболее близким к предлагаемо" му по своей технической сущности является способ передачи оптического сигнала через неоднородный турбулент ный слой, заключающийся в формировании обращенной волны, несущей информацию о передаваемом оптическом сиг нале, путем воздействия на нелинейную среду волной, пропущенной через неоднородный турбулентный слой, и двумя комплексно-сопряженными волнами накачки. В соответствии с этим способом объект, изображение которого необходимо передать через неоднородный турбулетный слой, облучают световой волной, например, от лазера. Полученную таким образом сигнальную волну, искаженную неоднородным слоем, направляют на слой нелинейного ве. щества, оптические свойства которого (показатель преломления, коэффициейт поглощения ) зависят от плотности световой энергии, падающей на этот слой. Одновременно на этот

5843

50 же слой направляют две встречные комплексно-сопряженные волны накачки..

В результате нелинейного взаимодействия сигнальной волны и волн накачки в слое указанного вещества возникает обращенная волна. Она имеет то же амплитудно-фазовое распределение в пространстве, что и сигнальная волна, но распространяется строго в обратном направлении. Обращенная волна после прохождения че рез турбулентный слой в обратном направлении компенсирует фазовые искажения, внесенныЕ в сигнальную волну, и на выходе иэ этого слоя строит неискаженное изображение объекта, расположенное в плоскости самого объекта и совпадающее с ним по всем параметрам. Это изображение можно вывести с помощью полупрозрачного зеркала в любую другую плоскость и спроектировать в плоскость регистрации j2 J.

Недостатком такого способа является невозможность передачи оптического сообщения через неоднородный турбулентный слой в одном направлении.

Чтобы устранить искажения, внесенные в сигнал неоднородным слоем, необходимо дважды пропустить световую волну, несущую информацию, через одни и те же оптические неоднородности: сначала в прямом, направлении, а затем в обратном. В результате оптическое сообщение возвращается обратно к месту своей посылки. Таким образом, неискаженную оптическую информацию невозможно передать на- другую сторону турбулентного слоя.

Цель изобретения — передача неискаженного оптического сигнала при однонаправленном прохождении его через неоднородный турбулентный слой.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу передачи оптического сигнала через неоднород" ный турбулетный слой, заключающемуся в формировании обращенной волны, несущей информацию о передаваемом оптическом сигнале,. путем воздействия на нелинейную среду волной, пропущенной через неоднородный турбулентный слой, и двумя комплекс 0-сопряженными волнами накачки ф0рмирование обращенной волны производят путем пропускания через этот слой волны с известной формой волнового фронта при одновременной пространственно-временной амплитудно-фазовой модуляции одной из волн накачки информацией о передаваемом оптическом сигнале.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа. Способ передачи оптического сиг»

1О нала через неоднородный турбулентный слой от объекта 1, которым может являться управляемый транспорант, например, двумерная матрица дискрет" ных сигналов, светоклапанное устрой15 ство, реализующбе линию оптической связи, или электрооптический затвор, осуществляется, например, следующим образом.

Со стороны приемной части 2, zo (выделена пунктиром ) линии передачи формируют волну 3 с известной формой волнового фронта, например, плоскую или сферическую и пропускают ее через неоднородный турбулентный слой

2s 4. Этот слой 4 искажает волну 3, в результате чего не приобретает сложную конфигурацию и превращается в волну 5. Последняя воздействует на нелинейную среду 6, расположенную в передающей части 7 (выделена пунктиром) линии передачи. В качестве среды 6 могут быть использованы на- пример, просветляющий раствор, пары натрия или керровская жидкость CS>.

На нелинейную среду воздействуют также двумя комплексно-сопряженными волнами накачки 8 и 9, которые могут быть, например, плоскими. Одну из укаэанных волн, например,8 про40 пускают через объект 1, осуществляя таким образом пространственную и/или временную амплитудно-фазовую модуляции этой волны информацией о первдаваемом оптическом сигнале.

При этом йаправления распространения волн накачки 8 й9 и волны 5 относительно друг друга могут отли-: чаться по углу в большей или меньшей степени, В противном случае этот угол равен О.

В результате воздействия на нелинейную среду 6 трех световых волн

5,8 и 9 в ней формируется обращенная волна 10, несущая информацию об объекте 1 и проходящая через неодно родный турбулентный слой 4 в обратном относительно направления исходной волны 3 направления. Пои этом

945843

Формула изобретения

Составитель B,Êðàâ÷åíêî

Редактор Л.Гратилло Техред Т. Маточка Корректор М.Шароши

Заказ 5327/67 Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ю филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 искажения, внесенные в волну 3 при первоначальном прохождении ее через неоднородный турбулентный слой 4, компенсируются.

Таким образом, обращенная волна

10 на выходе из неоднородного турбулентного слоя 4 несет неискаженную информацию.о передаваемом обьекте

Далее, используя волну 10 строят неискаженное изображение 11 обьекта

Для этой цели служит фокусирующая система 12, сопрягающая плоскости обьекта 1 и регистрации 13. Для пространственного разделения волн

10 и 3 служит полупрозрачное зеркало 14. При необходимости вторая волна накачки 9 также может быть промодулирована дополнительной информацией.

Согласно способу возможно постро 20 ение как системы передачи двумерной оптической информации, т.е. изображения, так и оптического канала связи повышенной помехозащищенности.

Причем в последнем случае по трассе 25 передатчик-приемник передается последовательность импульсов, промодулированных по амплитуде или по фазе.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет передавать неискажен- -зо ный оптический сигнал при однонаправленном прохождении его через неоднородный турбулентный слой.

Способ передачи оптического сигнала через неоднородный турбулентный слой, заключающийся в формировании обращенной волны, несущей информацию о передаваемом оптическом сигнале, путем воздействия на нелинейную среду волной, пропущенной через неоднородный турбулентный слой, и двумя комплексно-сопряжеными волнами накачки; отличающийся тем, что, с целью передачи неискаженного оптического сигнала при однонаправленном прохождении его через неодно. родный турбулентный слой, формирование обращенной волны производят путем пропускания через этот слой волны с известной формой волнового фронта при одновременной пространственно-временной амплитудно-фазовой модуляции одной из волн накачки информацией о передаваемом оптическом сигнале.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гудмен Дэн. Введение в фурьеоптику ° М, "Мир", 1970, с.343-347.

2. В1оотп D.Ì. und Bjorklund L.C.

Coningate wave-front generation and

image reconstruction by four wave

mixing. Àðð1.Phys Lett. v.31,14377, N 9, р. 592-594 (прототип).