ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕТЕКТОРА СИГНАЛОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

​BUILDING A MODEL OF ELEMENTS DETECTOR OF OPTICAL RADIATION SIGNALS

Evgenia Melikshayeva

student, Department of Media technology, Don state technical university,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

Современный этап развития телекоммуникационных систем характеризуется преимущественным использованием при передаче информации дискретных и цифровых сигналов. Представляет научный интерес, как детектирование оптических модулированных сигналов, так и электрических сигналов путём модуляции этими сигналами оптического несущего колебания с дальнейшим его детектированием.

В данной статье представлены модели элементов и оптические схемы для детектирования дискретных и цифровых сигналов.

ABSTRACT

The modern stage of development of telecommunication systems is characterized by the predominant use of discrete and digital signals in the transmission of information. Of scientific interest is both the detection of optical modulated signals and electrical signals by modulating the optical carrier wave with these signals with its further detection.

This article presents element models and optical circuits for detecting discrete and digital signals.

Ключевые слова: детектирование, голография, оптическое излучение.

Keywords: detection, holography, optical radiation.

 Необходимо отметить, что при детектировании дискретных сигналов с бесконечным числом значений в пределах их динамического диапазона аппаратура детектирования должна обеспечивать формирование бесконечного числа значений принятого сигнала, то есть обеспечить формирование сигнала, непрерывного по уровню. А при детектировании цифровых сигналов детектированный сигнал должен иметь два уровня или принимать два значения, соответствующих единицам или нулям кодовой комбинации.

Объёмная отражательная голограмма может быть получена путём экспонирования толстослойной высокоразрешающей голографической фотопластинки в двух встречных световых пучках, как показано на рисунке 1 [1, 2].

При записи голограммы линейные размеры голографической фотопластинки много меньше расстояний r и r_o

Угол α при экспонировании голограммы выбирается в пределах 0°<α<5° с учётом возможности трёхмерной записи волновых фронтов оптического поля на голографической фотопластинке.

Рисунок 1. Экспонирование объёмной голограммы точечного источника света

Обеспечивается брэгговский характер дифракции на голограмме светового потока, модулированного в соответствии с параметрами радиосигнала, и смещения плоскости, в которой формируется наблюдаемое оптическое поле, в сторону от оптической оси падающего на голограмму анализируемого светового потока [3].

Физически экспонированная объёмная голограмма представляет собой многослойную дифракционную решётку, образуемую стратами, что обусловливает её спектральную избирательность к длине волны падающего на неё светового потока и пространственную избирательность к направлению падения этого потока на голограмму [3, 4].

Осветим объёмную отражательную голограмму двумя световыми потоками, формируемыми точечными источниками света S₂ и S₃

;                                                      

        (1)

,                                                     

где    φ₂ и φ₃ – начальные фазы колебаний, формируемых точечными источниками света S₂ и S₃;

r₂(x) и r₃(x) – расстояния от точечных источников света S₂ и S₃ до произвольной точки на оси х в плоскости голограммы. Точечные источники света S₂ и S₃ когерентны и расположены соосно с точечным источником света S₁.

В результате дифракции на объёмной отражательной голограмме световых потоков, формируемых точечными источниками света S₂ и S₃, формируются два, соответствующих каждому из них, соосных световых потока минус первого порядка E₂(x) и E₃(x), которые интерферируют на поверхности голограммы.

Элементами являются параметры схемы записи голограммы и параметры светового потока на выходе линии задержки, при этом

;

r₂(x) и r₃(U, x, t) – расстояния от точечных источников света S₂ и S₃ до произвольной точки на оси х в плоскости голограммы, при этом

,                                                                (2)

;                                                 (3)

r₂₀ – постоянная величина, определяемая начальным, относительно плоскости голограммы, положением точечного источника света S₂.

Анализ выражения показывает, что значения координат интерференционных максимумов при увеличении расстояния от фазового центра модулируемого светового потока до плоскости голограммы будут расти по закону, близкому к экспоненциальному.

При использовании в устройстве радиофотоники объёмной отражательной голограммы в результате дифракции световых потоков на голограмме такого типа обеспечивается концентрация энергии световых потоков, дифрагировавших от этой голограммы, в центральную часть прожекторной зоны, формируемой интерферограммы [1, 4]. Это позволяет повысить чувствительность параметров интерферограммы к изменениям уровня сигнала, модулирующего световой поток.

Список литературы:

1. Дуденкова, В. В. Оптическая голография : учебное пособие / В. В. Дуденкова ; под редакцией Ю. Н. Захарова ; Нижегородский госуниверситет. – Нижний Новгород : Нижегородский госуниверситет, 2015. – 55 с.
2. Звездина, М. Ю. Анализ распределения интенсивности оптического поля в эмульсии отражательной фурье-голограммы / М. Ю. Звездина, А. Г. Прыгунов, А. А. Прыгунов. // Новосибирск: Международный независимый институт Математики и систем. – 2015. – № 1. – С. 23-32.