OPTICAL RECEIVING SYSTEM

Abstract: 1. An optical receiving system having a detector serving as a signal receiver and an auxiliary optical means for enlarging the aperture of the detector, characterized in that the auxiliary optical means is a hologram placed before the detector to concentrate incident light onto the detector surface.

Description: Optisches Empfangssystem Die Erfindung betrifft ein optisches Empfangs system, mit einem Detektor als Signalempfdnger und einem optischen Hilfsmittel zur VergrµBerung der Apertur des Detektors. Bei optischen Empfangssystemen wird vielfach die Detektorfläche durch optische Hilfsmittel vergrössert, um einerseits die Empfangsleistung zu erhÏhen und aderer- seits die Signalfluktuation aufgrund atmosphärischer Szintillation zu unterdrllcken. Bei Vorschalten von Glaslinsen vor einen Detektor wird zwar die Apertur vergrössert, aber das Gesichtsfeld verkleinert. Es gibt bisher keine X6glichkeit, bei gegebener Detektorfläche mit einer Linse sowohl eine grosse Apertur als auch ein grosses Gesichtsfeld zu erhalten. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem optischen Empfangs system eine Vergrosserung der Apertur des Detektors unter Beibehantung eines mdglichst grossen Gesichtsfeldes zu erreichen. Diese Aufgabe wird bei einem optischen Empfangs system der eingangs genannten Art gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass als optisches Hilfsmittel ein dem Detektor vorgesetztes, eine dünne Linse bildendes Hologramm vorgesehen ist. Die Erfindung geht von der Erkenntis aus, dass man mit Hilfe eines Hologramms Jede beliebige Wellenform erzeugen kann, so auch eine einlauf ende Kugelwelle, wie sie eine Sammellinse erzeugt. Ein einem Detektor vorgesetztes Hologramm hat die Wirkung einer dünnen Linse und kann in Bezug auf die Rekonstruktion optisch gesehen ausserdem auch als dem Detektor vorgelagertes Beugungsgitter be- trachtet werden, an dem einfallende Wiedergabewellen gebeugt werden. Auf diese Weise wird mittels eines einem Detektor vorgesetzten Hologramms wie bei einer Linse die Apertur vergrössert, wobei man im Gegensatz zur Linse Jedoch auch einen grossen Gesichtfeldwinkel erhält. Eine bildfehlerlose Rekonstruktion erfolgt beim Hologramm zwar nur mit einer Wiedergabewelle, welche die Aufnabmewellenlänge besitzt, doch da der Detektor nur die Strahlintensität verarbeitet, können Bildverzerrungen in Kauf genommen werden. Die Apertur des Gesamtsystems wird durch die Hologrammgrösse und diese durch die Aufnahmegeometrie des Hologramms bestimmt. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades eines bei der Erfindung als abbildendes optisches Bauteil eingesetzten Hologramms ist es vorteilhaft, wenn das Hologramm ein Phasenholo gramm ist. Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Die Fig. 1 zeigt die Herstellung eines Hologramms als dünne Linse mittels einer Kugelwelle, in Fig. 2 ist die Wirkung des Hologramms als dünne Linse mit grosser Apertur und grossem Gesichtsfeldwinkel.dargestellt. Nach Fig.1 trifft eine kohärente Kugelwelle EG, die von einem Punkt ausgeht und mittels eines Lasers erzeugt wird, auf die mit einem x gekennzeichnete Vorderseite einer holografischen Schicht H. Dieser Kugeiwelle wird auf der Schicht H ein Parallelstrahlenbundel der gleichen Wellenlänge # , eine sogenannte ebene Welle ER als ko- mittels härente Bezugswelle überlagert. Die welle ER kann/des- selben Lasers erzeugt werden, dessen Strahl UbereLnenteil- durchlässigen Spiegel in eine Gegenstandswelle und eine Bezugswelle aufgeteilt werden kann. Die Bezugswelle ER fällt dann nach Ablenkung tiber einen weiteren teildurch massigen Spiegel Sp senkrecht auf die Vorderseite der Schlcht H. Auf diese Weise entsteht durch Überlagerung eine Interferenzaufnahme einer z.B. von einem Punkt ausgehenden Kugelwelle EG und einer ebenen Welle ER' Die Fig. 2 zeigt die Rekonstruktion reeller Bildpunkte durch aus verschiedenen Richtungen einfallende monochromatische Wiedergabewellen. Diese sind wie die Bezugswelle ebene Wellen. Die Rekonstruktion kann dabei auch in einer anderen, monochromatischen Wellenlänge erfolgen als die Aufnahme, da einfache mathematische Zusammenhänge zwischen diesen beiden Wellenlängen und der Aufnahme- und Wiedergabegeometrie bestehen.ln Fig. 2 ist als eine erste einfallende ebene Welle eine mit ausgezogenen Linien eingezeichnete ebene Welle pl vorgesehen, welche senkrecht auf die Rückseite von H trifft. Durch BeuRunç am Holo welche gramm H entsteht eine Kunelwelle/ der bei der Aufnahme ver- einen wendeten Welle EG entspricht und/reellen Bildpunkt B1 auf dem Detektor D erzeugt. In entsprechender Weise werden weitere gerade noch auf die Detektorfläche fallende Bildpunkte R2 und B3 durch eine in der Zeichnung schräg von oben einfallende ebene Welle Ew2, die gestrichelt eingezeichnet ist, bzw. durch eine schräg von unten einfallende strichpunktierte Welle E3 erzeugt. Der Gesichts feldwinkel cr des Systems sowie die Apertur A des Hologramms ergeben sich dabei durch die beiden äussersten schräg einfallenden Wellen E2 und E3 . Das Hologramm H dient somit als ein abbildendes optisches Bauteil. Auf diese Weise wird eine Vergrösserung der Apertur des Detektors und ein grosser Gesichtsfeldwinkel erreicht. 2 PatentansprQche 2 Figuren

Claims: PatentansprAche: 1. Optisches Empfangssystem, mit einem Detektor als Signalempfanger und einem optischen Hilfsmittel zur Vergrösserung der Apertur des Detektors, d a d u r c h g e.:k e n n z e i c h n e t , daB als optisches Hilfsmittel ein dem Detektor vorgesetztes, eine dünne Linse bildendes Hologramm vorgesehen ist. 2. Optisches Empfangssystem, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Hologramm ein Phasenhologramm ist.

Inventors: BLANKENFELD, HEINZ, DIPL.-PHYS., GRAGE, LUDGER, JONGH DE, RUDI
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1979
Main classification: G02B5
IPC codes: H04B10, G01J1, G02B5