ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ МОДУЛЯТОР НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ФУРЬЕ-ГОЛОГРАММЫ

THE HOLOGRAPHIC MODULATOR ON THE BASIS OF THE MATHEMATICAL MODEL FOURIER HOLOGRAM

Pavel Popov

student, Radio engineering department, Don state technical university,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В настоящее время наибольшие чувствительность и точность обеспечивают оптические методы измерений. Эти методы, как наиболее точные, широко применяются при решении самых сложных и важных производственных задач, в научных исследованиях, а также при разработке и создании новых видов вооружения.

ABSTRACT

Now the greatest sensitivity and accuracy provide optical methods of measurements. These methods as the most exact, are widely applied at the solution of the most difficult and important production tasks, in scientific research and also during the developing and creation of new types of arms.

Ключевые слова: Фурье-голограмма, голографический модулятор, оптическое излучение, интерферометрия.

Keywords: Fourier hologram, holographic modulator, optical radiation, interferometry.

Интерференционные методы находят все более широкое применение при проектировании и эксплуатации волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), так как имеют постоянно высокую чувствительность во всем рабочем диапазоне измерений. При этом для измерения различных физических величин могут использоваться как прямые, так и косвенные методы их измерений. Независимо от того, к какому типу относится тот или иной интерферометрический оптический метод измерений, задача проведения таких высокоточных измерений сводится к задаче измерения и оценки разности фаз интерферирующих световых потоков.

Среди современных модуляторов наилучшие показатели по чувствительности и точности измерений в широком динамическом диапазоне обеспечивают голографические модуляторы. Из современных голографических модуляторов наиболее удобным для проведения практических измерений является модулятор на основе пространственно-спектрального метода голографической интерферометрии [1, 2], который обеспечивает реальную возможность амплитудно-апертурного управления энергетической эффективностью интерференционного оптического поля. Этот модулятор, мало критичен к технической реализации оптических каналов, по которым распространяются сравниваемые волновые фронты, обеспечивает дифференциальность по отношению к ошибкам, вносимым элементами оптических каналов, позволяет фиксировать изменения, происходящие с объектами произвольной формы и с различной степенью их шероховатости.

Полуотражательная фурье-голограмма, используемая в этом модуляторе, обеспечивает высокие чувствительность и точность измерений за счёт концентрации основной части энергии интерференционного оптического поля в пределах центрального пятна интерферограммы кольцевой формы [3, 4].

Исследуем характер распределения фазы результирующего светового потока в плоскости голограммы в зависимости от координаты x = 0,01 м. А расстояние между голограммой 1 и плоским зеркалом 2 вдоль оптической оси светового потока от точечного источника S₀ будем изменять в пределах от 0,001 м. до 0,005 м. Результат моделирования представлен на рисунке 1.

Из рисунка 1 видно, что распределение фазы светового потока в плоскости голограммы симметрично относительно нулевой координаты, а значение фазы нелинейно и плавно уменьшается относительно этой координаты.

Рисунок 1. График зависимости фазы результирующего светового потока от координаты x

Исследуем график зависимости распределения интенсивности светового потока в плоскости интерференции от параметра х. График этой зависимости представлен на рисунке 2.

Рисунок 2. График зависимости распределения интенсивности светового потока от координаты x

На рисунке 2 представлен график зависимости распределения светового потока в плоскости интерференции от координаты х. Так же, как и график фазы результирующего светового потока, распределение его интенсивности симметрично относительно нулевой координаты, ширина интерференционных полос убывает с ростом номера интерференционного порядка.

Графическая зависимость распределения интенсивности светового потока в конкретной точке x плоскости интерференции от угла β показывает, что с ростом угла β фаза результирующего светового потока в плоскости интерференции плавно возрастает.

Таким образом рассмотренный математический аппарат в совокупности с результатами моделирования, представленными в виде графических зависимостей, позволяют сделать вывод о том, что проведенное моделированное может быть использовано при непосредственном создании голографического интерферометра с повышенными фаза-частотными характеристиками. Для улучшения чувствительности голографического модулятора.

Список литературы:

1. Прыгунов, А.Г. Выбор параметров конструкции оптических голографических преобразователей оптических систем обработки информации // Применение инноваций при разработке радиотехнических систем / А. Г. Прыгунов, М. Ю Звездина. – Ростов-на-Дону: Академия естествознания, 2015. – № 5. – С. 54-74.
2. Применение инноваций в разработке радиотехнических систем: монография / М.Ю. Звездина [и др.]. – Пенза : Академия естествознания, 2015. – № 10-2 – с. 152-153.
3. Моисеев, Н.Н. Эталонные средства измерений в оптической интерферометрии / Н.Н. Моисеев, С.Ю. Золоторевский. – Москва :ВНИИМС, 2012. – №8. – С. 35-37.
4. Островский, Ю. И. Голографическая интерферометрия / Ю. И. Островский, М. М. Бутусов. – Москва : Наука, 1977. – 339 с.