Селектор подовжніх мод для виділення із спектра синхронізованого одномодового багаточастотного лазерного випромінювання необхідних частот

Запропонований винахід відноситься до галузі лазерних систем і може бути використаний для побудови передаючої частки шестипараметричної лазерної вимірювальної системи (ЛВС), яка забезпечить високі точностні характеристики вимірювання параметрів руху (ВПР) і стійке кутове автосупроводження літального апарата (ЛА) у широкому діапазоні дальностей, завдяки вимірювання кутових швидкостей ЛА та використання цієї інформації у фільтрі нижніх частот каналу автоматичного супроводження ЛА за напрямком для підвищення стійкості автосупроводження. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, обраним як прототип є „Передавач оптичної системи зв'язку з частотним ущільненням каналів" [1], який вміщує послідовно з'єднанні лазер та для кожного з n каналів аналізатор, l/4 - пасивну фазову пластинку, що повертає вектор Е минаючого випромінювання на кут 45° за один прохід, фільтр, який пропускає смугу частот зі середньою частотою f n (nого каналу відповідно), модулятор та дзеркало для відбивання сигналу, а також каналізаційні дзеркала для каналізації сигналів з каналу у канал. Він забезпечує з'єднання несучих для системи з частотним ущільненням каналів. Недоліком пристрою-прототипу є те, що у ньому не виділяються необхідні комбінації частот із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання лазера. В основу винаходу поставлена задача розробити селектор подовжніх мод для виділення із спектру синхронізованого одномодового багаточастотного лазерного випромінювання необхідних частот, який забезпечить створення рівносигнального напрямку (РСН) на основі формування частково перетинаючихся парціальних діаграм спрямованості (ДС) (фіг.1), шляхом виділення із синхронізованого одномодового багаточастотного спектру випромінювання лазера необхідних комбінацій подовжніх мод (фіг.2 і 3). Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомий пристрій-прототип [1], з метою створення РСН на основі формування частково перетинаючихся 4-х парціальних ДС, для побудови передаючої частки шестипараметричної ЛВС, додатково введено замість фільтра та модулятора з відбиваючим дзеркалом послідовно з'єднані вузькосмуговий інтерферометр Фабри-Перо, настроєний на сигнал визначеної комбінації мод (частот) та оптичний квантовий підсилювач, для підсилення вихідного випромінювання. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні винаходу полягає в побудові селектора подовжніх мод, який забезпечить виділення зондуючих сигналів у вигляді сигналів парних частот із синхронізованого спектра випромінювання одномодового багаточастотного лазера: n5, n4; n9, n7; n6, n3; n 8, n2 та створення РСН на основі формування частково перетинаючихся 4-х парціальних ДС, при умові використання різницевих частот міжмодових биттів Dn 54=n 5-n 4=Dn м, Dn 97=n 9-n 7=2Dnм, Dn 63=n6-n3=3Dnм, Dn 82=n8-n 2=6Dnм, а також для побудови передаючої частки шестипараметричної ЛВС. На фіг.1 представлений принцип створення рівносигнального напрямку на основі формування частково перетинаючихся парціальних діаграм спрямованості. На фіг.2 представлений принцип виділення сигналів частот із синхронізованого спектра випромінювання одномодового багаточастотного лазера. На фіг.3 представлений принцип виділення сигналів парних частот із синхронізованого спектра випромінювання одномодового багаточастотного лазера. На фіг.4 представлена блок-схема селектора подовжніх мод. Селектор подовжніх мод для виділення із спектру синхронізованого одномодового багаточастотного лазерного випромінювання необхідних частот виконаний на основі вузькосмугових інтерферометрів ФабриПеро, число яких дорівнює числу селектуємих подовжніх мод, в кожному з каналів він включає Оп оптичний поляризатор випромінювання, l/4 - пасивну фазову пластинку, що повертає вектор Е минаючого випромінювання на кут 45° за один прохід, ІФП - вузькосмуговий інтерферометр Фабри-Перо, настроєний на сигнал визначеної комбінації мод (частот), ОКП - оптичний квантовий підсилювач, для підсилення вихідного випромінювання (виділювані пари частот) і допоміжні дзеркала, призначені для каналізації оптичного випромінювання. Робота запропонованого пристрою полягає в наступному. На вхід СПМ надходить одномодовое багаточастотне із синхронізацією подовжніх мод лазерне випромінювання. Проходячи через перший поляризатор (Оп) і пасивну фазову пластинку (l/4), що повертає вектор Е минаючого випромінювання на кут 45° за один прохід, надходить на вузькосмуговий інтерферометр Фабри-Перо (ІФП), що пропускає смугу частот n a, яка не потрібна для формування парціальних ДС (створення РСН), сигнали всіх частот, що залишилися, відбиваються. Відбите випромінювання, спектр якого розташований поза межами смуги частот n a, повертається до поляризатора і, будучи ортогонально поляризованим стосовно вихідного, виходить через бічну грань Оп і за допомогою каналізаційного дзеркала направляється в другу галузь СПМ, у якій відбувається аналогічне виділення смуги частот n 6 (фіг.2, 4). Виділеною другою галуззю оптичний сигнал подовжніх мод, спектр якого необхідний для формування парціальних ДС (створення РСН), через каналізаційне дзеркало надходить у канал виділення першої пари частот (мод). Проходячи через поляризатор (Оп) і пасивну фазову пластинку (l/4), що повертає вектор Е минаючого випромінювання на кут 45° за один прохід, сигнал надходить на вузькосмуговий інтерферометр Фабри-Перо (ІФП), що пропускає першу пару частот n 5, n 4 (фіг.3, 4), яка підсилюється оптичним квантовим підсилювачем (ОКП) і необхідна для формування першої парціальної ДС. Частина групового сигналу, що залишилася, відбитим дзеркалом інтерферометра, повертається і довертається фазовою пластинкою ще на кут 45°, виходить через бічну грань поляризатора (Оп) і направляється допоміжним дзеркалом у наступний канал, де відбувається виділення другої пари частот (мод n 9, n 7) аналогічним образом, і т. ін.: n 6, n 3; n 9, n 2 (фіг.3, 4). ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ 1. Деланж. Широкополосные оптические системы связи. Часть II. Частотное уплотнение каналов. М.: «Мир». // Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. - Том 8. Вып. 10. - 1970. - С. 296 - 304.