Динамический диапазон когерентного оптического анализатора спектра при дискретном вводе входных сигналов

Ссылка для цитирования:

Дюбов А.С., Кузьмин М.С., Рогов С.А. Динамический диапазон когерентного оптического анализатора спектра при дискретном вводе входных сигналов // Оптический журнал. 2026. Т. 93. № 1. С. 42–49. https://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-01-42-49

Diubov A.S., Kuzmin M.S., Rogov S.A. Dynamic range of a coherent optical spectrum analyzer with discrete signal input [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2026. V. 93. №. 1. P. 42–49. https://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-01-42-49

Ссылка на англоязычную версию:

Аннотация:

Предмет исследования. Влияние дискретного ввода сигналов в когерентном оптическом анализаторе спектра с пространственным интегрированием на его динамический диапазон. Цель работы. Определение зависимости динамического диапазона когерентного оптического анализатора спектра от параметров дискретного ввода и разработка метода подавления влияния ложных сигналов посредством сужения рабочей полосы частот. Метод. Теоретический анализ формирования спектров при дискретном вводе и экспериментальная проверка его результатов на лабораторном макете анализатора спектра. Основные результаты. Показано, что попадание в основной спектр ложных сигналов из соседних спектров при дискретном вводе приводит к снижению динамического диапазона, установлена его зависимость от параметров дискретизации. Предложен способ исключения влияния наиболее сильных ложных сигналов на динамический диапазон анализатора спектра за счет уменьшения его рабочей полосы частот. получены оценки динамического диапазона и экспериментальные данные, подтверждающие эффективность подхода. Практическая значимость. результаты представленной работы могут быть использованы при разработке оптических систем обработки информации с пространственным интегрированием при дискретном вводе входных сигналов.

Ключевые слова:

когерентный оптический анализатор спектра, динамический диапазон, дискретный ввод сигналов, ложные сигналы, устранение помех

Коды OCIS: 070.1170, 070.4340 070.4560, 070.4790, 070.6120

Список источников:

1. Оптическая обработка информации. Применения / Под ред. Кейсесента Д. Пер. с англ. под ред. Гуревича С.Б. М.: Мир, 1980. 350 с.

Casasent D. Optical Data Processing: Applications. Berlin: Springer-Verlag, 1978. 288 p. https://doi.org/10.1007/BFb0057980

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

Terpin T.M. Spectrum analysis using optical processing // Proc. of the IEEE. 1981. V. 69. № 1. P. 79–92. https://doi.org/10.1109/PROC.1981.11922

3. Гринёв А.Ю., Наумов К.П., Пресленева Л.Н. и др. Оптические устройства в радиотехнике: уч. пособ. для вузов / Под. ред. Ушакова В.Н. М.: Радиотехника, 2009. 264 с.

Grinev A.Yu., Naumov K.P., Presleneva L.N., et al. Optical devices in radio engineering: Tutorial for universities [in Russian] / Ed. By Ushakov V.N. Mosсow: Radiotehnika, 2009. 264 p.

4. Роздобудько В.В., Помазанов А.В., Крикотин С.В. и др. Акустооптический измеритель частотно-временных параметров СВЧ радиосигналов // Специальная техника. 2011. № 3. С. 8–24.

Rozdobudko V.V., Pomazanov A.V., Krikotin S.V., et al. Acousto-optical meter of frequency-time parameters of microwave radio signals [in Russian] // Special Equipment. 2011. № 3. P. 8–24.

5. Анищенко А.В., Рогов С.А., Высоцкий М.Г. и др. Акустооптоэлектронный приемник — анализатор спектра для измерения параметров радиосигналов в реальном масштабе времени // Радиотехника. 2012. № 5. С. 18–24.

Anishchenko A.V., Rogov S.A., Vysotsky M.G., et al. Acousto-optoelectronic receiver — spectrum analyzer for measuring parameters of radio signals in real time [in Russian] // Radiotekhnika. 2012. № 5. P. 18−24.

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

7. Евтихиев Н.Н., Стариков С.Н., Злоказов Е.Ю. и др. Макет инвариантного коррелятора на базе жидкокристаллических пространственно-временных модуляторов света // Квант. электрон. 2012. Т. 42. № 11. C. 1039–1041.

Evtikhiev N.N., Starikov S.N., Protsenko E.D., et al. Model of an invariant correlator with liquid-crystal spatial light modulators // Quant. Electron. 2012. V. 42. № 11. P. 1039–1041. https://doi.org/10.1070/QE2012v042n11ABEH015009

8. Su Zhang, Jin Duan, Qiang Fu, et al. Infrared zoom lens design based on target correlation recognition and tracking // Proc. SPIE 9676, AOPC 2015: Opt. Design and Manufacturing Technol., 967607 (15 October 2015). https://doi.org/10.1117/12.2197584

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

Kuz'min M.S., Rogov S.A. Optical Fourier processor with a liquid-crystal information-input device // J. Opt. Technol. 2015. V. 82. № 3. P. 147–152. https://doi.org/10.1364/JOT.82.000147

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

Electronic resource URL: https://holoeye.com/ (HOLOEYE Photonics AG — Spatial Light Modulators, Difractive Optics, LCOS Microdisplay Components).

11. Престон К. Когерентные оптические вычислительные машины. Пер. с англ. Страхова В.Г., Колесникова В.Н., Пустовойта В.И. М.: Мир, 1974. 399 с.

Preston Kendall, Jr. Coherent optical computers. New York: McGraw-Hill Book Company, 1972. 315 p.

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

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

Kuzmin M.S., Rogov S.A. A folded-spectrum analyzer with a liquid-crystal input device // Technical Phys. Lett. 2014. V. 40. P. 629–631. https://doi.org/10.1134/S1063785014080082

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

Kuz’min M.S., Rogov S.A. Processing of 1D signals with raster input in 2D optical correlators // Technical Phys. 2015. № 60. P. 631–633. https://doi.org/10.1134/S1063784215040179

15. 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., and Rogov S.A. Dynamic range of a coherent optical spectrum analyzer with a liquid-crystal matrix signal-input device // J. Opt. Technol. 2023. V. 90. № 2. P. 98–104. https://doi.org/10.1364/JOT.90.000098

16. Гудмен Дж. Введение в фурье-оптику. Пер. с англ. М.: Мир, 1970. 364 с.

Goodman J. Introduction to Fourier optics. New York: McGraw-Hill Book Company, 1968. 433 p. DOI: 10.1063/1.3035549

17. Кузьмин М.С., Рогов С.А., Розов С.В. Динамический диапазон когерентного оптического анализатора спектра с жидкокристаллическим пространственным модулятором на входе при увеличении числа входных сигналов // Оптический журнал. 2025. Т. 92. № 6. С. 34–44. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2025-92-06-34-44

Kuzmin M.S., Rogov S.A., Rozov S.V. The dynamic range of a coherent optical spectrum analyzer with a liquid crystal spatial modulator at the input with an increase in the number of input signals // J. Opt. Technol. 2025. V. 92. № 6. https://doi.org/10.1364/JOT.92.000000