Согласованная пространственная фильтрация на основе инжекционных лазеров

• Автор: Золотарев, Анатолий Иванович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 231 c. : ил

тшткнщг

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Оптические корреляционные методы обработки информации

1.2. Инжекционные лазеры как источники излучения для систем оптической обработки информации
ГЛАВА 2. ТЕОРИЯ ЧАСТИЧНО-КОГЕРЕНТНОЙ СОГЛАСОВАННОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФИЛЬТРАЦИИ

2.1. Методика расчета частично-когерентных систем оптической обработки информации

2.2. Выходной сигнал'Голографического коррелятора

с частично-когерентным источником

2.3. Влияние когерентности излучения на форму корреляционного сигнала в схеме согласованной оптической пространственной фильтрации

2.3.1. Влияние временной когерентности

2.3.2. Влияние пространственной когерентности.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРЕЛЯТОРА
ВАНДЕР ЛИТА НА ИНЖЕКЦИОННЫХ ЛАЗЕРАХ
3.1. Аппаратура и методика проведения эксперимента
3.1.1. Запись голографических согласованных фильтров
3.1.2. Измерения когерентности излучения инжекционных лазеров
3.1.3. Схема экспериментальной установки
3.2. Влияние спектральных характеристик излучения
на форму корреляционного сигнала

3.3. Влияние пространственной когерентности излучения на величину отношения сигнад/фон, интенсивность корреляционного максимума и точность установки
фильтра на стадии обработки
ГЛАВА 4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ КОРРЕЛЯТОРОВ НА ОСНОВЕ ИНЖЕКЦИОННЫХ ЛАЗЕРОВ
4.1. Достоверность опознавания детали изображения
4.2. Зависимость предельной информационной емкости коррелятора от ширины спектра излучения
4.3. Энергетические характеристики коррелятора бинарных сигналов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ I. Дисперсия боковых выбросов интенсивности в выходной плоскости коррелятора Вандер Люгта с частично-когерентным источником. . . 28^ ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Коррелятор с совместным преобразованием
Фурье на основе инкекционного лазера. . . . 2^

Задача обеспечения быстрой параллельной обработки больших массивов информации является одной из важнейших современных научно-технических проблем / I /.
В решении проблемы эффективной обработки информации значительный интерес представляют оптические методы / 2-9 /. Это связано с исключительно высокой информационной ёмкостью светового поля, высокой скоростью распространения оптических сигналов, возможностью параллельной обработки двумерных функций, относительной простотой реализации в оптике ряда интегральных преобразований.
Оптическая обработка информации может быть осуществлена как с помощью когерентных, так и некогерентных световых полей. Соответственно, в настоящее время сложились и продолжают интенсивно развиваться два направления оптической обработки информации: когерентная и некогерентная обработка / 5-7 /. При этом каждое из двух направлений и соответствующие им методы и средства имеют свои достоинства и недостатки и предназначены для решения определенных классов задач.
Наибольшими функциональными возможностями обладают когерентные методы, позволяющие решать широкий круг задач по обработке двумерных комплексных функций, заданных в виде распределения амплитуд и фаз светового поля / 2-4,8,9 /. Однако когерентные системы более сложны, чувствительны к механическим воздействиям и предъявляют более жесткие требования к качеству оптических элементов и источников света / 3,10 /. Некогерентные системы оптической обработки информации конструктивно проще, но класс решаемых ими задач ограничен, как правило, обработкой действительных положительных функций, а для реализации обработки знакопеременных функций

Как известно / 16 /, взаимная спектральная плотность подчиняется волноводу уравнению
- йгСам ,
аналогичному соответствующему скалярному волновому уравнению для комплексной амплитуды напряженности поля / 15 /. Отсюда следует, что для взаимной спектральной плотности, так же, как и для комплексной амплитуды поля, справедлив принцип обратимости: соотношение между взаимными спектральными плотностями в плоскостях источника и наблюдения не изменяется при переносе источника в плоскость наблюдения и замене взаимных спектральных плотностей в этих плоскостях на комплексно-сопряженные. Покажем это непосредственно.
Так как 'ЭДД^/х) = <К*(£>,'1>) (см. (2.1.13)), то из (2.1.14) следует
?{Ср(р,у)} = . (2.1.15)
Вычисляя фурье-образы от комплексно-сопряженных левой и правой частей (2.1.15) и используя свойства фурье-преобразования
& { Р(х)} * (-ы) , 1Г{Г*(х)}в 2Х ;р(а>) ,
где Р(ы)-?{{(*>) , получим
(X,V) = А.Р(-Х.У) . (2.1.16)
Поскольку ?1г(-х,у)= Ар(х,у) , то соотношение (2.1.16) аналогично (2.1.11) с точностью до взаимной замены плоскостей источника и наблюдения и знаков комплексного сопряжения при взаимных спектральных плотностях, что и требовалось доказать.
Найдем в выбранной системе координат вид преобразования взаимной спектральной плотности, осуществляемого тонкой положительной