ПОСТРОЕНИЕ ГОЛОГРАФИЧЕСКОГО ДЕТЕКТОРА ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

CONSTRUCTION OF A HOLOGRAPHIC DETECTOR OF OPTICAL SIGNALS

Evgenia Melikshayeva

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

Russia, Rostov-on-Don

Ekaterina Pristavka

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

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

Представляет научный интерес, как детектирование оптических модулированных сигналов, так и электрических сигналов (проводных или принятых радиосигналов) путём модуляции этими сигналами оптического несущего колебания с дальнейшим его детектированием.

ABSTRACT

Of scientific interest is both the detection of optical modulated signals and electrical signals (wired or received radio signals) by modulating an optical carrier wave with these signals with its further detection.

Ключевые слова: оптическое детектирование, голографический детектор, модуляция.

Keywords: optical detection, holographic detector, modulation.

Рассмотрим варианты структурных схем для оптического детектирования дискретных и цифровых сигналов. При этом 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. Для детектирования в оптическом диапазоне сигналов указанных двух видов могут быть использованы однотипные устройства детектирования.

Для детектирования оптического излучения, манипулированного по фазе может быть использована структурная схема устройства, представленная на рисунке 1. Структурная схема состоит из следующих конструктивных элементов: светоделителей СД-1 и СД-2, поворотных зеркал ПЗ-1 и ПЗ-2, линии задержки ЛЗ, коллиматоров К-1 и К-2, отражательной голограммы точечного источника света ОГ, фотоприёмного устройства ФПУ, порогового устройства ПУ, решающего устройства РУ и оконечного устройства ОУ.

Рисунок 1. Структурная схема детектора фазоманипулированных оптических сигналов

В качестве светоделителей могут быть использованы светоделительные стёкла или призмы [1, 2]. Устройства такого типа обеспечивают деление светового потока на два световых потока, распространяющихся во взаимно перпендикулярных направлениях.

Часть светового потока проходит светоделитель насквозь, а другая часть – отражается светоделителем под углом 90 градусов [3]. Световой поток, прошедший через светоделитель направляется на регулируемый коллиматор К-1. Линзы коллиматора К-1 устанавливаются в такое состояние, что на его выходе формируется световой поток со сферическим волновым фронтом, который направляется на светоделитель СД-2. Светоделитель частично отражает этот световой поток на входную плоскость отражательной голограммы точечного источника света. Эта голограмма направляет дифрагировавший от неё световой поток в плоскость ФПУ. Световой поток, отраженный светоделителем СД-1 направляется на поворотное зеркало ПЗ-1. Поворотное зеркало направляет отраженный им световой поток на вход линии задержки ЛЗ, которая задерживает этот световой поток на время τ. С выхода линии задержки этот поток направляют на вход регулируемого коллиматора К-2. Коллиматор формирует на его выходе световой поток со сферическим волновым фронтом, который направляет на поворотное зеркало ПЗ-2. Поворотное зеркало отражает этот световой поток и направляет его на светоделитель СД-2. Световой поток, падающий на светоделитель со стороны поворотного зеркала ПЗ-2 частично проходит через этот светоделитель и направляется на входную плоскость отражательной голограммы точечного источника света. Для каждого конкретного значения фазы светового потока, падающего на светоделитель СД-1, будет соответствующая ему разность фаз интерферирующих световых потоков в плоскости ФПУ. В случае двоичного манипулирования по фазе входного светового потока, падающего на светоделитель СД-1, каждому из двух значений его фазы во входной плоскости ФПУ будет формироваться однозначно соответствующая ему интерференционная картина. Что позволяет детектировать манипулированное по фазе оптическое излучение.

ФПУ представляет собой набор фотодекторов в линейчатом или матричном исполнении. Электрические сигналы с выходов отдельных фотодекторов ФПУ направляются на входы соответствующих им пороговых устройств, которые, в соответствии с установленным на них порогом срабатывания, формируют на своих выходах электрические сигналы, соответствующие единицам и нулям цифрового кода. Позиционный цифровой код с выходов пороговых устройств через параллельные каналы подаётся на вход решающего устройства.

Анализ структурной схемы, позволяет сделать вывод об её работоспособности при детектировании оптических сигналов с частотной модуляцией и о возможности её технической реализации.

Список литературы:

1. Шарварко В.Г. Волоконно-оптические линии связи: учебное пособие / В. Г. Шарварко – Таганрог : ТРТУ, 2006. – 170 с.
2. Бутиков Е. И. Оптика : учебное пособие. 3-е изд., доп. / Е. И. Бутиков – Санкт-Петербург : Издательство «Лань», 2012. – 608 с.
3. Исследование условий экспонирования эталонной голограммы голографического интерферометра / М. Звездина, А. Прыгунов, В. Трепачёв [и др.] // Физические основы приборостроения. – 2012. Т. 1, № 2. – С. 65-71.