Гетеродинирование

Квантовые интерферометры с гетеродинированием частот. [c.231]

Как отмечается в [18], развитию квантовых интерферометров с гетеродинированием частот уделяется большое внимание ввиду [c.233]

Осуществление принципа гетеродинирования частот излучения в трехзеркальном интерферометре может обеспечить чувствительность, значительно превосходящую чувствительность других интерферометров. В работе [18] описан интерферометр, в котором используется двухчастотный лазер с длиной активного резонатора 80 см и пассивного резонатора 10 см. Такое соотношение длин активного и пассивного резонаторов обеспечивает совпадение только двух их резонансных частот. Вблизи совпадения резонансов активного и пассивного резонаторов одна из частот генерации возмущается, а другая остается невозмущенной. Информация об изменении длины пассивного резонатора заключается при этом в разностной частоте генерируемых колебаний, скорость изменения которой при изменении длины пассивного резонатора может составлять величину 5 кГц/А. Оцениваемая чувствительность такого измерителя в случае использования синхронного детектирования составляет 10 А. Однако описанные трехзеркальные интерферометры достаточного применения для измерения длин и перемещений в настоящее время не нашли они еще не могут конкурировать с хорошо отработанными лазерными интерферометрами Майкельсона. Широкому их использо- [c.236]

Как следует из (237), сигнал с выхода фотоприемника содержит низкочастотную составляющую т) Е1 + Е1) и переменную составляющую 2т] 5 о os ((Од ), частота которой равна доплеровской частоте. Этот сигнал после фильтрации может быть подан на блок измерения доплеровской частоты. Описанный способ сравнения частот двух световых пучков с применением квадратичного фотоприемника в качестве смесителя известен как метод оптического гетеродинирования [162]. [c.281]

Если рассеивающий объект имеет большие скорости, порядка сотен и тысяч метров в секунду, использование оптического гетеродинирования и применение электронных методов обработки сигнала затруднительны, так как доплеровская частота при таких скоростях лежит в диапазоне сотен мегагерц. В этих случаях для выделения доплеровского сдвига целесообразнее применять интерферометр Фабри—Перо или конфокальный интерферометр 206, 44]. [c.281]

Гетеродинирование с помощью лазеров. Большое распространение метод гетеродинирования получил после [c.587]

Анализаторы спектра можно разделить на анализаторы, действие которых основано на использовании принципа фильтрации и преобразования Фурье. Первая группа анализаторов может быть с непосредственной фильтрацией, с предварительным гетеродинированием, с временной компрессией. Различают анализаторы спектра параллельного и последовательного принципа действия [4, 11]. [c.246]

Анализатор фильтровой гетеродинного типа содержит узкополосный полосовой фильтр, но вместо перестройки его частоты, что технически нерационально, используют смещение спектра вдоль оси частот за счет операции гетеродинирования. В блоках анализатора (рис. 3) выполняются следующие действия [c.273]

В практических схемах в полосовом фильтре также может быть применен принцип гетеродинирования (второй гетеродин) для смещения полученного спектра вниз по частоте с целью облегчения создания узкополосного фильтра (например, см. анализаторы С5-3, С4-51, С4-53 [18]). Анализатор содержит различные вспомогательные цепи, аттенюаторы, органы регулирования, калибровки, управления и средства отображения информации (стрелочные приборы, электронно-лучевая трубка). [c.273]

Выходная мощность отпаянных лазеров с единицы длины составляет около 60 Вт/м, т. е. значение которое дают и лазеры с продольной прокачкой газа. Маломощные (порядка 1 Вт) отпаянные лазеры с коротким резонатором и поэтому работающие в одномодовом режиме нередко применяются в качестве гетеродинов в экспериментах по оптическому гетеродинированию. Отпаянные С02-лазеры несколько более высокой мощности (порядка 10 Вт) привлекают внимание с точки зрения их использования в лазерной микрохирургии и для механической обработки микрорезанием. [c.370]

Нелинейная восприимчивость (0,ш,— j) определяет процессы гетеродинирования и детектирования оптического излучения [250,251]. Получение разностной частоты в режиме векторного синхронизма и использование этого эффекта для гетеродинирования оптического излучения во многом определяются конкретной задачей, а также наличием достоверных данных о надлежащем направлении волновых векторов электромагнитных полей, участвующих в преобразовании. Одним из наиболее изученных в этом отношении кристаллов является кристалл ниобата лития. Сведения о направлениях синхронизма обычно получают в результате исследования параметрической люминесценции [252,253]. [c.179]

Эти данные были получены путем гетеродинирования света, ис-пущ,енного от двух одинаковых лазеров (рис. 14). Гетеродинные эксперименты являются по существу интерференционными и весьма похожи на измерения с помощью фотоэлектрического интерферометра с движущимся зеркалом [4], аналогичные описанным в разд. 2.5. Частота света, отраженного от движущегося зеркала (рис. 3), вследствие эффекта Допплера смещается относительно частоты света, отраженного от неподвижного зеркала М]. Поэтому в отличие от разд. 2.5 анализ фотоэлектрического сигнала необходимо производить с учетом интерференции между волнами различных частот. [c.67]

В случае гетеродинирования максимумы биений будут, следовательно, появляться на частоте Д/. Для спектральных линий конечной ширины общий характер интерференции не изменится. Это следует непосредственно из соотношения (8) или из теоремы свертки (см., например, разд. 2. гл. 7). Однако биения перестанут быть монохроматическими. Их спектр уже не будет иметь вид дельта-функций, а расплывется в соответствии с шириной спектральной линии. [c.70]

Так как фотоэлектрическое гетеродинирование волн от двух (и более) лазеров аналогично фотоэлектрической интерферометрии с движущимся зеркалом, то допуск на непараллельность интерферирующих волн можно определить, если использовать разработанную автором теорию интерферометрии [2]. [c.70]

Основная особенность процесса образования изображения при когерентном освещении состоит в том, что перед регистрацией сначала складываются комплексные амплитуды, а затем интенсивности. Как и в случае некогерентных систем, здесь, очевидно, будет зарегистрирована только интенсивность результирующего поля, а именно 1 Ej = ЕЕ — квадрат модуля вектора электрического поля Е. Однако к полю сигнала можно добавить когерентный фон и путем интерференции обратимо зарегистрировать как амплитуду, так и фазу комплексного сигнала. Типичный пример интерферометрического гетеродинирования, используемого в голографии, описан в разд. 6 гл. 1. Более полно регистрация фаз в оптике будет рассмотрена в гл. 6. [c.90]

Гетеродинирование — преобразование модулированных электрических колебаний высокой частоты в колебания промежуточной частоты. В оптике гетеродином может служить перестраиваемый лазер. [c.185]

Обычные спектральные методы во многих случаях непригодны или неудобны для измерения ширины линии излучения лазера. Ширину линии излучения тех лазеров, которые испускают свет в широкой полосе частот, например лазеров на стекле, активированном неодимом, на рубине и на арсениде галлия, оказалось возможным измерить при помош,и эталона Фабри— Перо с достаточно высоким спектральным разрешением. Практическая граница между линиями, ширину которых можно измерить прямыми (интерферометрическими) методами, и столь узкими линиями, ширину которых прямыми методами измерить невозможно, порядка 1 Мгц. Для линий с шириной, меньшей 1 Мгц, применяются методы гетеродинирования. Для измерения же ширины линий до килогерц в настоящее время часто применяются другие косвенные методы, основанные на измерении статистических характеристик лазерного шума. [c.379]

Чтобы теоретически оценить роль лазерного усилителя в лазерной системе связи [50], нужно ответить на два вопроса каков квантовый выход приемника в рассматриваемом диапазоне длин волн И, если усилитель повышает отношение сигнала к шуму, каким усилением можно пользоваться В лазерных локационных системах, в которых за приемником следует пороговый дискриминатор, значение лазерного предусилителя нельзя оценить только по ОСШ, но следует изучить также статистические свойства сигнала и шума. Подробнее данный вопрос разбирается в литературе [49]. Здесь достаточно рассмотреть систему связи для оптической области спектра, в которой высокая эффективная температура шумов лазерного усилителя ухудшает характеристики системы, особенно при использовании метода оптического гетеродинирования. [c.483]

Если в приемник вместо монохроматической волны (9.110) ввести модулированную сигнальную волну, то процесс гетеродинного детектирования можно проанализировать, рассматривая модулированный сигнал как несущую и ряд боковых полос. Каждая спектральная компонента сигнала создает ток, описываемый выражением (9.113), со своей ПЧ при этом 1 — постоянная составляющая тока, которую создавала бы каждая спектральная компонента. Если частотный интервал, занятый боковыми полосами модуляции, меньше сдвига или частотной разности между излучением гетеродина и несущей сигнала, то в результате процесса гетеродинирования спектр модуляции оптического сигнала должен полностью воспроизводиться в спектре модуляции фототока, изменяющегося со значительно меньшей промежуточной частотой. Как явствует из выражения (9.112), при таком преобразовании сохраняются относительные значения амплитуд и фаз. Обычно детектировать модуляцию на ПЧ проще, чем прямо детектировать модуляцию оптической несущей, поскольку сигнал с ПЧ можно наблюдать на спектроанализаторе или детектировать каким-нибудь хорошо разработанным электронным методом. Для приема и измерения информации, содержащейся в модуляции, пригодны узкополосные фильтры, амплитудные детекторы и дискриминаторы. Таким образом, гетеродинный метод с оптической точки зрения одинаков для амплитудной, фазовой или частотной модуляции сигнала, поскольку для демодуляции пользуются электронной, а не оптической аппаратурой. [c.521]

Недостатки метода оптического гетеродинирования как метода детектирования модулированного светового пучка связаны с его высокой чувствительностью. Из-за высокой чувствительности к фазам оптических сигналов приходится тщательно настраивать компоненты в приемнике, с тем чтобы волны сигнала и гетеродина смешивались в одной фазе на всей площади фотокатода приемника. Поэтому для эффективного смешения все линзы или зеркала, используемые для обработки световых по- [c.522]

Когерентные лидары с внутрирезонаторным гетеродинированием [c.220]

Гстсродинирование. В устройствах Д- с., работаюнргх по принципу гетеродинирования, принимаемое оптич. излучение E t) комбинируется па фотокатоде приёмника с опорным излучением оп( ) (рнс. 1). В идеали-зиров. случае обе волны можно считать плоскими монохроматическим н [c.587]

Рве. 2, Структурные схемы усилительно-преобрааовательных трактов о — с прямым преобрааоваянем сигнала б — с прямым преобразованием сигнала гетеродинированием в — тракт прямого усиления г — супергетеродин, [c.232]

Разновидность Р. у. с прямым преобразованием сигнала — устройства с прямым гетеродинированием сигнала СВЧ на видеочастоту с помощью смесителя (СМ) и гетеродина (Г) (рис. 2, б). В этой случае осн. усиление и избирательность осуществляются на видеочастоте, а к преобразователю частоты (ПЧ) предъявляются повыш. требования к дина-мич. диапазону, коэф. шума, уровню интермодуляциоа-ных помех. Однокаиадьные Р. у. с независимым гетеродином используются, в частности, в доплеровских радиолокац. системах для измерения скорости объекта наблюдения. Квадратурные ПЧ позволяют осуществлять демодуляцию сигнала с любыми видами модуляции при сохранении информации об амплитуде и фазе исходного радиосигнала. [c.232]

Лазерная техника дала возможность довести спектральное разрешение излучения до 10 см". Это позволило пзучать Р. с. от медленно движущихся частиц с целью установления их распределения по скоростям (доплеровская лазерная анемометрия) и разрешить тонкие особенности спектров рассеяния с помощью спец, разработанных методов оптич. гомодинирования и гетеродинирования (с.м. Детектирование света). Отличие этих методов от траднциоявых состоит в анализе ве частотных спектров рассеянного поля, а спектров его интенсивности. Этот вариант нелинейной спектроскопии Р. с. даёт возможность исследовать высшие корреляторы поля (см. Квантовая оптика), что представляет большой интерес, т, к, статистика рассеянного излучения несёт информацию о строении веществ и процессах, происходящих в них. [c.282]

С. разделяют также по методам возбуждения и наблюдения спектров. Широкое применение получили акустооптпческая С., когерентная С., G. насыщения, С, гетеродинирования, модуляционная С., много тонная С., фемто-и пикосекундная С., С. фононного эха, квантовых биений и др. методы лазерной спектроскопии. Существ. развитие получила фурье-С. с использованием фурье-спектрометров высокого разрешения. [c.625]

Таким образом, прием частотноманипулированных бинарных сигналов методом гетеродинирования приводит к тому, что принимаемый сигнал преобразуется в пуассоновский поток фотоэлектронов переменной интенсивности, с которым складывается пуассоновский поток темновых фотоэлектронов. Следовательно, задача различения двух световых сигналов сводится к задаче различения двух пуассоновских потоков переменной интенсивности yi(t) и Y2fO- [c.161]

Выходные сигналы радиальных сегментов такого фотоприемни-ка инвариантны к масштабу входного объекта и циклически изменяются с его переориентацией. Сигналы же кольцевых элементов фотоприемника инвариантны к повороту объекта, но циклически изменяются с изменением его масштаба. Соответствующая обработка сигналов этого фотоприемника, являющихся спектральными Признаками объекта, дает возможность идентифицировать объект и получить информацию о его масштабе н ориентации. Поскольку амплитуда фурье-образа инвариантна к сдвигу выходного объекта, его положение во входной плоскости не влияет на процесс извлечения признаков. Однако информацию о положении объекта в такой системе можно получить только путем оптического гетеродинирования его фурье-спектра. [c.276]

Пороги разрушения молекулярных кристаллов, изготовленных без применения спещ1альных мер по очистке исходных реактивов, ниже, чем у формиатов, но выше порогов разрушения ниобатов. Молекулярные кристаллы с большой нелинейной восприимчивостью, как правило имеют интенсивные полосы поглощения в ИК-спектре в области брО-1700,2600-3700 см" и в ультрафиолете, начиная с 20 000-30 ООО см"Это ограничивает диапазон рабочих частот соответствующих преобразователей однако отметим, что органические молекулярные кристаллы имеют область сравнительно низких потерь в районе 1—200 см" , что является важным преимуществом материала при использовании для гетеродинирования оптического излучения. [c.177]

Использование молекулярных кристаллов для детектирования и гетеродинирования будет развиваться по мере исследований режимов синхронизма при преобразовании, однако особенно эффективными молекулярные кристаллы должны в области окна относительной прозрачности, расположенного в районе 1—150 см" . Широкие области поглощения молекулярных кристаллов в ИК- и УФ-диапазонах дмот возможность использовать их для нелинейного гетеродинирования или детектирования в пиро- [c.179]

Что касается лазерного гетеродинирования, то важно напомнить, что частоты излучения двух лазеров можно считать стационарными в течение времени наблюдения, ввиду чего лазеры также можно рассматривать взаимно когерентными в сд4ы-сле условия стационарности (3) и в смысле, аналогичном когерентности двух частот /о и в интерферометре с движущимися зеркалами, которые, как было показано, могут интерферировать см. [2].) [c.69]

Этот вопрос был рассмотрен в работе Форрестера и др. [8]. Строго говоря, мы можем считать, что гетеродинирование и другие эксперименты с лазерами принадлежат к классу интерференционных экспериментов с когерентным светом, который мы исследовали в предыдущих разделах. Поэтому подробное рассмотрение этого вопроса выходит за рамки данной главы. [c.73]

Этот принцип положен в основу отечественного геодезического дальномера КДГ-3. Функциональная схема дальномера приведена на рис. 22. Назначение блоков понятно из рисунка. Источником излучения служит полупроводниковый диод из арсенида галлия. Его излучение модулируется задающим генератором и направляется на зеркальный отражатель, установленный на противопо- ложном конце измеряемой линии. Отраженное излучение принимается приемной системой и фокусируется на фотоэлектронном умножителе. Особенностью дальномера является то, что процессы фазового детектирования и гетеродинирования сигналов происходят непосредственно в околокатодном пространстве ФЭУ. Эти процессы осуществляются таким образом. Часть напряжения от задающего генератора подается на смеситель. Одновременно на него же подается напряжение от стабилизированного кварцами гетеродина. На выходе смесителя образуется промежуточная частота 100 кГц, которая через фазовращатель подается на специальный электрод у фото- [c.57]

Имеет смысл подумать о возможности применения для определения поляризации излучения методов гетеродинного и гомо-динного приема. Эти методы должны быть пригодными, когда часть сигнала можно поляризовать и затем использовать для гомодинного приема или если можно получить оптический генератор на частоте, подходящей для гетеродинирования внутри полосы пропускания приемника. Для таких измерений нужно воспользоваться условием, что при максимальном выходном сигнале векторы Е двух пучков должны быть параллельными друг другу, а при минимальном — перпендикулярными. Таким образом, эксперимент состоит в том, что исследуется гетероди-нированный сигнал в зависимости от направления поляризации гетеродина. Говоря здесь о методах гетеродинного или гомодинного приема, мы предполагаем, что поляризация одной из компонент может меняться. Такой метод обладает большой чувствительностью и, кроме того, пригоден для измерений в очень далекой инфракрасной области. [c.94]

Практически указанные выше характеристики нужно оценивать, исходя из требований, предъявляемых к системе. Ни лазерный предусилитель, ни лазерный гетеродин не могут обладать характеристиками, рассчитанными на основе упрош,енной теории. В видимой области спектра сравнительно велик квантовый выход фотокатодов и имеются лампы бегущей волны с фотокатодом с шириной полосы, необходимой для того, чтобы пропустить большие и довольно резкие отклонения гетеродинированной разностной частоты. Поэтому при использовании здесь лазеров с малым усилением гетеродинные системы очень привлекательны своей широкой полосой и превосходным ОСШ. Предполагается, конечно, что при согласовании и настройке волновых фронтов не возникнет других затруднений из-за тепловых дрейфов и виб-раций- [c.485]

В связи с ограниченным объемом книги мы рассмотрим здесь только вопрос о прямом детектировании АМ-светового потока. Но многое из того, что будет сказано ниже, относится также и к оптическому гетеродинированию и гомодинированию или когерентному детектированию , при которых производится фотосмешение принимаемого светового пучка с излучением оптического гетеродина. В настояш,ее время методы оптического гетеродинирования находятся в стадии быстрого развития и должны иметь большое значение в лазерных системах будуш,его (см. 12). [c.499]

В простейшем варианте метода атмосферный канал включается в одно из плеч трехзеркального внутрирезонаторного лазерного спектрометра. Причем в качестве третьего зеркала могут использоваться не только выносные отражатели, но и естественные топографические светорассеиваюндие объекты или подстилаюндая поверхность [23]. Более сложные варианты предполагают использование амплитудно-фазовой модуляции излучения на выходе зеркала связи (промежуточного зеркала) с последуюш,им синхронным детектированием [19, 29], а также реализацию лазерного внутрирезонаторного гетеродинирования путем свипирования частоты генерации в пределах контура линии усиления лазера с использованием эффекта Доплера при движении отражателя [5, 19, 31], как это осуш,ествляется при обычном (внерезонатор-ном) оптическом смешении опорного и отраженного полей. [c.204]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...