1.1.3. Параллельная и последовательная дифракции в акустооптических процессорах

В технике АОП часто бывает необходимо ввести в оптическую систему (ОС) для дальнейшей обработки пару сигналов. Это может быть осуществлено с помощью параллельной или последовательной дифракции. При параллельной дифракции в ОС формируются две световые волны, каждая из которых независимо испытывает дифракцию на одном из сигналов, после чего они интерферируют на поверхности фотоприемника, образуя необходимые продукты обработки.

При последовательной дифракции одна и та же световая волна дифрагирует на обоих сигналах и, будучи промодулирована таким образом их произведением, попадает на ФП. В зависимости от типа АОП оба сигнала могут вводиться либо с помощью пары АОМ (как в корреляторе), либо один из них может быть заменен на статический транспарант, как это делается в согласованном фильтре. Возможны различные варианты реализации дифракции световых волн на двух сигналах, возбуждающих АОМ, отличающихся как геометрией акустооптического взаимодействия, так и режимом дифракции. На рис 1.8 для иллюстрации приведены лучевые картины параллельной дифракции световой волны в режиме Брэгга на двух встречных и однонаправленных акустических пучках.

В первом случае помимо невозмущенной волны (0), которая легко устраняется пространственной фильтрацией (экранированием), образуются две дифрагировавшие световые волны (+1) и (-1), идущие под углами к оптической оси, имеющие противоположный по знаку сдвиг частоты и промодулированные комплексными огибающими сигналов и соответственно. Во втором случае две

дифрагировавшие световые волны распространяются под углами к оптической оси, но имеют одинаковый частотный сдвиг и промодулированы комплексными огибающими сигналов с ²зеркальной² задержкой и .

Рис. 1.8. Геометрия параллельной дифракции Брэгга на двух сонаправленных (а) и встречных (б) акустических пучках

При последовательной дифракции Брэгга, показанной на рис.1.9, образуются три пространственно разделенных световых волны, среди которых имеется волна, идущая под углом к оптической оси, промодулированная произведением

комплексных огибающих сигналов либо _,

причем в случае однонаправленных акустических пучков имеется частотный сдвиг , а в случае встречных пучков частотный сдвиг отсутствует. Следует подчеркнуть, что на рис.1.8 и 1.9 углы, под которыми световые волны распространяются относительно оптической оси, и углы разворота АОМ для наглядности нарочито увеличены, т.к. в действительности эти углы обычно не превосходят десятка градусов.

Рис. 1.9. Геометрия последовательной дифракции Брэгга на двух сонаправленных (а) и встречных (б) акустических пучках

1.2. Акустооптические корреляторы с пространственным интегрированием (аокпи)

К АОПИ относятся устройства оптической обработки, выходным продуктом которых является корреляционный интеграл пары сигналов, введенных тем или иным способом в оптическую систему. К этой же группе процессоров с тем, чтобы не усложнять их классификацию, можно отнести и фильтры (полосовые, ортогональные, согласованные и др.), формирующие на выходе интеграл свертки. В АОП корреляционного типа с пространственным интегрированием функция корреляции (свертки) образуется в результате пространственного интегрирования, выполняемого элементами оптической системы.