Книги по разным темам Pages:     | 1 | 2 |

что в ячейке реализовалась широкоапертурная геомеАкустические волны в парателлурите генерировались трия акустооптического взаимодействия, причем выбранпьезоэлектрическим преобразователем из ниобата линый срез кристалла обеспечивал работу с произвольно тия x-среза, имеющим длину l0 = 1.5 cm и ширину поляризованными световыми пучками. С помощью лазеd = 0.5 cm. Схема экспериментальной установки покара по уровню ослабления эффективности дифракции на зана на рис. 3. При изучении акустооптической ячейки в 3 dВ была измерена ширина полосы частот дифракции качестве источника света использовался гелий-неоновый f. Эта полоса оказалась равной f = 320 Hz, что на лазер с длиной волны = 0.63 mkm, а при обработке акустической частоте f = 120.3 MHz соответствовало некогерентных изображений применялась лампа накалиполосе пропускания фильтра = 1.7nm.

вания 1 со сплошным спектром оптических частот. Пучок света от лазера или лампы расширялся при помощи Акустооптическая обработка оптической системы 2 и направлялся на транспарант 3.

Объектив 4 формировал изображение транспаранта на изображений в неполяризованном свете экране 5 или окне матричного приемника изображений.

На пути оптического пучка был установлен поляризаци- При обработке оптических пучков в некогерентном свете в качестве транспаранта 3 использовалась фотоонный делитель световых лучей 6, с помощью которого обыкновенно поляризованные световоые лучи направля- пленка с записанным на ней изображением. Объектив, формирующий оптическое изображение, имел фокусное лись непосредственно на акустооптическую ячейку 7, а расстояние F = 7.5 cm. Если угловая расходимость свенеобыкновенно поляризованные компоненты падающего та была меньше 6, то прошедший и дифрагированный света попадали на зеркало 8, а затем на кристалл.

световые пучки на выходе фильтра не перекрывались.

Зеркало и ячейка фильтра юстировались таким образом, При этом матричный приемник на выходе фильтра регичтобы для каждого из двух падающих ортогонально поляризованных оптических пучков автоматически вы- стрировал только лишь отфильтрованные световые лучи.

На частоте ультразвука f1 = 120 MHz на экране полнялось условие брэгговского синхронизма на одной можно было наблюдать отфильтрованное оптическое и той же частоте ультразвука.

изображение, сформированное оптическими пучками в красном диапазоне длин волн света. Вариации акустической частоты приводили к изменению цвета обработанного изображения. Например, оптические пучки, соответствующие зеленому свету, наблюдались на частотах ультразвука f = 150 MHz, а при f = 200 MHz в отфильтрованной картине преобладали в основном лучи фиолетового цвета. Таким образом, при плавной перестройке акустической частоты в пределах f = 100-200 MHz цвет изображения на экране непрерывно менялся от красного до фиолетового.

Известно, что максимальное число разрешимых элеРис. 3. Блок-схема экспериментальной установки. ментов N оптического изображения зависит от угловой Журнал технической физики, 2000, том 70, вып. Акустооптический фильтр неполяризованного электромагнитного излучения раз меньше, чем в случае когерентного освещения. Несмотря на это, с помощью исследованного устройства фильтрации можно получать оптические изображения исследуемых объектов с достаточно хорошим качеством.

На рис. 4 представлено изображение, полученное с помощью разработанного акустооптического фильтра.

Качество отфильтрованного изображения следует признать удовлетворительным. Очевидно, что вид картины в значительной степени определялся спектральной полосой пропускания акустооптического фильтра. Поэтому для акустооптической фильтрации изображений целесообразно применять фильтры с узкой полосой пропускания. Именно при высоком спектральном разрешении фильтра данный метод обработки изображений в реальном масштабе времени является наиболее привлекательным для практического использования.

Выводы В работе проведено исследование особого режима акустооптического взаимодействия в кристалле парателлурита, обеспечивающего фильтрацию произвольно поляризованного светового пучка. Благодаря применению дополнительных оптических элементов и особой Рис. 4. Фрагмент отфильтрованного оптического изображесхемы распространения световых пучков в кристалле ния.

обеспечено одновременное выполнение условий Брэгга для обыкновенно и необыкновенно поляризованных световых лучей. Это позволило осуществлять фильтрацию и линейной a апертуры устройства фильтрации, а произвольно поляризованного светового пучка, формитакже от значения длины волны света в центре диапазона рующего оптическое изображение. Спектральное разрепропускания [11Ц14] шение в видимом световом диапазоне R > 300 оказалось достаточно высоким для получения изображения хороN a/. (8) шего качества. По сравнению с известными методами Следует отметить, что формула (8) справедлива для данная методика имеет преимущество, заключающееся когерентного освещения транспаранта. Расчет по этой в том, что на выходе устройства фильтрации наблюформуле показывает, что для исследуемого фильтра с дается единственный дифрагированный световой пучок.

угловой и линейной апертурой = 6 и a = 0.8cm Поэтому для регистрации отфильтрованного изображечисло разрешимых элементов на длине волны света ния достаточно иметь лишь одно приемное устройство.

= 633 nm будет равно N 1250. С другой стороны, Это значительно упрощает как систему фильтрации в в случае некогерентного освещения максимальное число целом, так и дальнейшую работу с отфильтрованными разрешимых элементов убывает с ростом спектральной оптическими изображениями.

полосы пропускания фильтра [10,13]. При известном значении полосы пропускания устройства фильтрации Список литературы можно рассчитать угловой диапазон световых лучей, формирующих один элемент изображения, [1] Балакший В.И., Парыгин В.Н., Чирков Л.Е. Физические основы акустооптики. М.: Радио и связь, 1985. 279 с.

(ne - n0) [2] Korpel A. // Acousto-optics. New York: Marcel Dekker, 1988.

296 p.

[3] Xu J., Stroud R. // Acousto-optics Devices. New York: Wiley, sin4(e + ) +sin2 2(e + ). (9) B B 1992. 498 p.

[4] Chang I. // Tunable Acousto-optics Filters. SPIE Proc. 1976.

Оказалось, что для анализируемого варианта акустоVol. 90. P. 12Ц22.

оптического взаимодействия значение углового диапазо[5] Волошинов В.Б., Миронов О.В. // Опт. и спектр. 1990.

на составляет величину = 3 10-4. Поэтому реТ. 68. Вып. 2. С. 452Ц457.

альное число разрешимых элементов отфильтрованного [6] Suhre D., Gottlieb V., Taylor L. et al. // Opt. Eng. 1992.

изображения на выходе акустооптического фильтра не Vol. 31. N 10. P. 2118Ц2121.

превышает значения N = 330, т. е. в несколько [7] Voloshinov V. // Ultrasonics. 1993. Vol. 31. N 10. P. 333Ц338.

7 Журнал технической физики, 2000, том 70, вып. 98 В.Б. Волошинов, В.Я. Молчанов, Т.М. Бабкина [8] Voloshinov V., Mochanov V., Mosquera J. // Opt. and Laser Tech. 1996. Vol. 28. N 2. P. 119Ц127.

[9] Voloshinov V. // Application of Acousto-optic Interaction for Filtration of Arbitary Polarized Radiation Proc. I ARL Acousto-optic Tunable Filter Workshop. ARL-SR-54. MD.

USA, 1997. P. 55Ц63.

[10] Denes L., Kaminsky B., Gottlieb M. et al. // Factors Affecting AOTF Image Quality. Proc. I ARL Acousto-optic Tunable Filter Workshop. ARL-SR-54. MD. USA, 1997. P. 179Ц188.

[11] Балакин Л.В., Балакший В.И., Волошинов В.Б. и др. // ЖТФ. 1992. Т. 61. Вып. 10. С. 100Ц104.

[12] Беликов И.Б., Волошинов В.Б., Магдич Л.Н. и др. // Письма в ЖТФ. 1984. Т. 10. Вып. 20. С. 1225Ц1229.

[13] Goutzoulis A., Pape D. // Desing and Fabrication of Acoustooptic Devices. New York: Marcel Dekker, 1994. 384 p.

[14] Suhre D. and Villa E. // Appl. Opt. 1998. Vol. 37. N 12.

P. 2340Ц2345.

Журнал технической физики, 2000, том 70, вып. Pages:     | 1 | 2 |    Книги по разным темам