Разработка и исследование устройств формирования оптических импульсов

Группа	Научная литература
Название на русском языке	Разработка и исследование устройств формирования оптических импульсов
Авторы на русском языке	Умбетов А.У.
Вид издания на русском языке	Монография
Издательство на русском языке	Аркалык: АркГПИ, 2014. – 104 с.

Резюме

Известны различные устройства, генерирующие импульсы малой длительности: импульсные лазеры и импульсные лампы. Наряду с этим имеются устройства, вырабатывающие на выходе цветовые импульсы малой длительности при поступлении на вход непрерывного излучения. Это –модуляторы различных типов: модулятор с ячейкой Керра, дифракционные модуляторы, электрооптический модулятор на эффекте Поккельса и др. Актуальность работ по созданию импульсных источников света, включая лазерные источники с перестраиваемой длительностью и частотой следования импульсов, связана с интенсивно ведущимися прикладными исследованиями в области оптической локации, связи и оптических методов обработки информации. Среди разработанных в настоящее время методов генерирования мощных коротких импульсов когерентного оптического излучения следует отметить метод использования в ОКГ резонаторов с управляемой добротностью с активными и пассивными оптическими затворами. Таковы ОКГ на рубине и неодимовом стекле, для которых достигнуты длительности импульсов излучения порядка I0-20 нс. При этом скорость вращения зеркала является очень важным параметром ОКГ. Экспериментально установлено, что количество генерируемых импульсов при заданной мощности накачки уменьшается с увеличением скорости вращения зеркала, а мощность в импульсе заметно падает. Длительность серии импульсов обратно пропорциональна скорости вращения зеркала: (I0 - 60) × I03 об/мин. Характерным параметром в кинематике образования коротких и мощных импульсов является время развития импульса генерации, которое зависит от размеров резонатора, уровня накачки, коэффициентов отражения в системе и для типичных условий составляет 0,2 мкс. В случае медленного включения оптического затвора излучение ОКГ имеет вид серии последовательных импульсов. При быстром включении затвора, происходящем за время, меньшее времени установления колебаний в генераторе, излучается вся запасенная в лазерном стержне энергия в виде одного импульса. В литературе описывается множества различных технических решений проблемы получения последовательности коротких оптических импульсов. Среди них заслуживают внимания устройства с превращением выходного излучения непрерывного лазера на красителе в серию импульсов длительностью 5 нс , неоновый лазер импульсного режима действия с генерацией оптических импульсов длительностью I00 нс при частоте следования импульсов I МГц, лазер на алюмоиттриевом гранате с переключателем добротности для получения импульсов длительностью I,5-2 мкс с частотой следования 4 кГц , инжекционные полупроводниковые лазеры в качестве быстродействующих излучателей для широкополосных оптических систем передачи информации на частотах модуляции порядка I-3 ГГц .

Использование оптикоакустических (ОА) пронстранственных модуляторов, или ультразвукозых модуляторов света (УЗМС), для ввода информации в оптическую систему позволяет создать устройства обработки сигналов в реальном масштабе времени. В отечественной и зарубежной литературе принято включать в этот класс устройста ( применительно к решению радиоэлектронных задач) устройства спектрального и корреляционного анализа сигналов и устройства голографической памяти сигналов.

Одной из главных областей применения ОА устройства является радиолокация. Основная операция, выполняемая ОА устройтвом при обработке принятого сигнала, которая позволила бы из слабого и притяженного импульса извлечь полезную информацию - это операция свертки двух сигналов: исследуемого и опорного. Поэтому ОА устройство называют коррелятором ( или конвольвером). Объединяющим является часто термин «процессор». Достоинством ОА процессоров является реализуемость большой величины произведения TΔν, Т – длительность импульса, Δν – полоса частот. ОА процессоры могут работать либо в режиме Рамана-Ната, либо в режиме Брэгга. ОА процессоры, работающие в режиме Рамана-Ната (несущая частота обычно ниже 100МГц) при относительно небольших полосах пропускания могут иметь время обработки до нескольких сотен микросекунд, поскольку затухание звука на этих частотах обычно невелико. На более высоких частотах, где затухание звука возрастает, большие времена обработки получить трудно. ОА процессоры в режиме Брэгга обычно имеют времена обработки порядка нескольких десятков микросекунд, но при этом достижимы полосы частот до 100-300МГц. По способу выделения амплитудно-модулированного сигнала ОА процессоры разделяются на когерентные и некогерентные. Когерентный метод выделения сигнала свертки иллюстрируется на примере ОА процессора в режиме Рамана-Ната. Некогерентный метод детектирования характерен для ОА процессоров в режиме Брэгга.

Издание "Разработка и исследование устройств формирования оптических импульсов" (Умбетов А.У.) отмечено наградой
МЕДАЛЬ «ЗА ВЕРНОСТЬ ТРАДИЦИЯМ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ОБРАЗОВАНИЯ» С УДОСТОВЕРЕНИЕМ

Оформление наградных документов и заказ каталога