Динамический диапазон когерентного оптического спектроанализатора с жидкокристаллической матрицей для ввода сигналов

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Дюбов А.С., Кузьмин М.С., Рогов С.А. Динамический диапазон когерентного оптического спектроанализатора с жидкокристаллической матрицей для ввода сигналов // Оптический журнал. 2023. Т. 90. № 2. С. 78–88. http:doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-02-78-88

Diubov A.S., Kuzmin M.S., Rogov S.A. Dynamic range of a coherent optical spectrum analyzer with a liquid-crystal matrix signal-input device [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2023. V. 90. № 2. P. 78–88. http:doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-02-78-88

Ссылка на англоязычную версию:

A. S. Diubov, M. S. Kuzmin, and S. A. Rogov, "Dynamic range of a coherent optical spectrum analyzer with a liquid-crystal matrix signal-input device," Journal of Optical Technology. 90(2), 98-104 (2023). https://doi.org/10.1364/JOT.90.000098

Аннотация:

Предмет исследования. В работе исследуется динамический диапазон когерентного оптического анализатора спектра с жидкокристаллическим устройством ввода. Цель работы. Теоретическое и экспериментальное определение уровня ложных сигналов на выходе анализатора спектра. Экспериментальное определение значения динамического диапазона. Метод. Выполнен теоретический анализ спектральных компонент в выходном сигнале на основе представления зависимости пропускания жидкокристаллического устройства ввода по амплитуде света от входного управляющего сигнала в виде разложения в ряд по степенным функциям в окрестности рабочей точки. Экспериментально зарегистрированы выходные сигналы спектроанализатора и определены значения динамического диапазона для случаев одного-, двух- и трёхчастотных входных сигналов. Основные результаты. Предложена методика расчёта уровня ложных сигналов на выходе оптического анализатора спектра с жидкокристаллической матрицей для ввода сигналов и проведены измерения его динамического диапазона. Практическая значимость. Получен динамический диапазон более 40 дБ при трёхчастотном входном сигнале.

Ключевые слова:

оптическая обработка сигналов, когерентный оптический спектроанализатор, динамический диапазон, жидкокристаллический пространственный модулятор света, растровый ввод сигналов

Коды OCIS: 070.0070, 070.6120, 070.4790, 100.4550, 070.4550

Список источников:

1. Терпин Т.М. Спектральный анализ сигналов оптическими методами // Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике: ТИИЭР. 1981. Т. 69. № 1. С. 92–108.

2. Гринёв А.Ю., Наумов К.П., Пресленева Л.Н., Тигин Д.В., Ушаков В.Н. Оптические устройства в радиотехнике: Учебное пособие для вузов / Под. ред. В.Н. Ушакова. Изд. 2-е испр. и доп. М.: Радиотехника, 2009. 264 с.

3. Антонов Ю.Г., Аронов Л.А., Грачев С.В., Ушаков В.Н. Автоматизированный комплекс мониторинга радиотехнической обстановки на основе акустооптического спектрометра-фазометра // Радиотехника. 2009. № 3. С. 92–96.

4. Роздобудько В.В., Помазанов А.В., Крикотин С.В., Примак В.П., Буянов А.Б., Шибаев С.С., Новиков В.М. Акустооптический измеритель частотно-временных параметров СВЧ радиосигналов // Специальная техника. 2011. № 3. С. 8–24.

5. Анищенко А.В., Рогов С.А., Высоцкий М.Г., Катков Б.Г., Парфенов В.А., Розов С.В., Скороход В.В., Тутыгин В.С., Южаков А.В. Акустооптоэлектронный приемник — анализатор спектра для измерения параметров радиосигналов в реальном масштабе времени // Радиотехника. 2012. № 5. С. 18–24.

6. Электронный ресурс URL: https://holoeye.com/ (HOLOEYE Photonics AG – Spatial Light Modulators, Diffractive Optics, LCOS Microdisplay Components). (Дата обращения 10.09.2022).

7. Kuzmin M.S., Rogov S.A. Spatial light modulator based on liquid-crystal video projector matrix for information processing systems // Optical Memory & Neural Networks (Information Optics). 2013. V. 22. № 4. P. 261–266. https:doi.org/10.3103/S1060992X13040103

8. Евтихиев Н.Н., Стариков С.Н., Злоказов Е.Ю., Проценко Е.Д., Солякин И.В., Стариков Р.С., Шапкарина Е.А., Шаульский Д.В. Макет инвариантного коррелятора на базе жидкокристаллических пространственно-временных модуляторов света // Квантовая электроника. 2012. Т. 42. № 11. C. 1039–1041.

9. Su Zhang, Jin Duan, Qiang Fu, Wen-sheng Wang. Infrared zoom lens design based on target correlation recognition and tracking // Proc. SPIE 9676. AOPC 2015. Optical Design and Manufacturing Technologies. 967607 (15 October 2015). https:doi.org/10.1117/12.2197584

10. Кузьмин М.С., Рогов С.А. Оптический Фурье-процессор с жидко-кристаллическим устройством ввода информации // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 3. С. 23–29.

11. Кузьмин М.С., Рогов С.А. Влияние нелинейности регистрации спектра в корреляторе совместного преобразования при распознавании одинаковых образов // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 8. С. 64–69.

12. Kuzmin M.S., Rogov S.A. Signal parallel input liquid-crystal devices for multichannel optical processing systems // Optical Memory & Neural Networks (Information Optics). 2016. V. 25. № 2. P. 114–117. https:doi.org/10.3103/S1060992X16020089

13. Оптическая обработка информации. Применения / Под ред. Д. Кейсесента. Пер. с англ. М.: Мир, 1980. 350 с.

14. Кузьмин М.С., Рогов С.А. Анализатор свернутого спектра с жидкокристаллическим устройством ввода сигналов // Письма в ЖТФ. 2014. Т. 40. № 15. С. 1–5.

15. Кузьмин М.С., Рогов С.А. Обработка одномерных сигналов с растровым вводом в двумерных оптических корреляторах // Журнал технической физики. 2015. Т. 84. Вып. 4. С. 156–158.

16. Давыдов В.В., Кузьмин М.С., Рогов С.А. Об использовании много-растрового ввода одномерных сигналов в двумерных оптических корреляторах // Компьютерная оптика. 2019. Т. 43. № 3. С. 391–396. https:doi.org/10.18287/2412-6179-2019-43-3-391-396

17. Кузьмин М.С., Рогов С.А. Ввод низкочастотных сигналов в оптические системы обработки информации с жидкокристаллической матрицей на входе // XI Международная конференция по фотонике и информационной оптике: Сборник научных трудов. М.: НИЯУ МИФИ, 2022. С. 611–612.

18. Гуревич Б.С., Зайченко К.В., Колесов В.М., Кордюкова А.А., Рогов С.А. Применение методов фотоники для обработки биоэлектрических сигналов // Сборник трудов XXXII школы-симпозиума по голографии, когерентной оптике и фотонике. СПб: Университет ИТМО, 2022. С. 108–111.

19. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов: Учебное пособие. СПб.: Издательство «Лань», 2010. 608 с.

20. Дьяконов В. Выбор цифровых анализаторов спектра с учетом их нелинейности и измерений уровня // Компоненты и технологии. 2009. № 9. С. 153–161. 21. Ли Дж.Н., Вандерлугт Э. Акустооптические методы обработки сигналов и вычислений // Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике: ТИИЭР. 1989. Т. 77. № 10. С. 158–193.