ОПТИЧЕСКОЕ ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области электрорадиотехники, а именно к вычислительной технике и может быть использовано в системах хранения и обработки информации, в частности, в системах с оптоэлектронным устройством внешнего накопления данных.
Известно приемное устройство (патент США №3715733, 1973 г), содержащее расположенные в первом оптическом канале источник линейного поляризованного излучения, носитель информации, объектив, первый поляризованный светоделитель, фотоприемный блок и блок сканирования.
Недостатком известного устройства является его низкая надежность из-за того, что при преобразовании данных оно допускает ошибки.
Целью полезной модели является повышение надежности работы устройства за счет контроля считываемой информации и уменьшения ошибок фотоэлектрического преобразования данных.
Поставленная цель достигается тем, что приемное устройство, содержащее расположенные в первом оптическом канале источник линейного поляризованного излучения, носитель информации, объектив, первый поляризационный светоделитель, фотоприемный блок и блок сканирования, в него дополнительно введены управляемый вращатель поляризации, соединенный с первым выходом блока сканирования и расположенный между источником линейного поляризованного излучения и носителем информации, оптически управляемый транспарант, содержащий две поверхности - отржающую и управляющую, второй поляризованный светоделитель, блок автоматической фокусировки, в устройство также введены телескопическая система, блок памяти, фильтр низкой частоты, блок компараторов и блок поразрядного сравнения, при этом носитель информации, соединенный с вторым выходом блока сканирования, установлен с возможностью образования второго оптического канала, содержащего первое и второе плоские зеркала, установленные под углом друг к другу телескопическую систему и оптически управляемый транспарант, отражающая поверхность которого через третье плоское зеркало соединена с вторым поляризационным светоделителем, причем первый поляризационный светоделитель, оптически связанный с управляющей поверхностью оптически управляемого транспаранта, через второй поляризационный светоделитель и блок автоматической фокусировки соединен с первым входом фотоприемного устройства, второй вход которого соединен с третьим выходом блока сканирования, а выход фотоприемного блока соединен одновременно с первым входом блока памяти, первым суммирующим входом фильтра низкой частоты и первым входом блока компараторов, второй вход памяти соединен с четвертым выходом блока сканирования, а выход соединен с вторым суммирующим входом фильтра низкой частоты и вторым входом блока компараторов, при этом выход фильтра низкой частоты соединен с третьим выходом блока компараторов, выход которого соединен с выходом блока поразрядного сравнения.
На Фиг. приведена блок-схема устройства. Устройство содержит источник 1 линейного поляризованного излучения, управляемы вращатель 2 поляризации, носитель 3 информации, блок 4 сканирования, плоские зеркала 5, 6 и 7, телескопическую систему 8, объектив 9, оптический управляемый транспарант 10, первый поляризационный светоделитель 11, второй поляризационный светделитедь 12, систему 13 авоматической фокусировки, фотоприемный блок 14, блок 15 памяти, фильтр 16 низкой частоты, блок 17 компараторов и блок 18 поразрядного сравнения.
Источник 1 линейно поляризованного излучения оптически связан через управляемый вращатель 2 поляризации с носителем 3 информации. Последний оптически связан, с одной стороны, через объектив 9, первый 11 и второй 12 поляризационные светоделители и систему автоматической фокусировки 13 с фотоприемным блоком 14, а, с другой стороны, через плоские зеркала 5 - 7 и телескопическую систему 8 с оптичеки управляемым транспарантом 10.
Оптически управляемый транспарант своей отражающей поверхностью оптически связан со вторым поляризационным светоделителем 12 через зеркало 7, а управляющей поверхностью - с первым поляризационным светоделителем.
Фотоприемный блок 14 подключен через блок 17 компараторов к блоку 18 поразрядного сравнения, через фильтр 16 низкой частоты к блоку 17 компараторов, а через блок 15 памяти ко второму суммирующему входу фильтра низкой частоты. Блок памяти подключен ко входу блока компараторов. Блок 4 сканирования подключен ко входу управляемого вращателя поляризации 2, фотоприемному блоку 14 и блоку 15 памяти.
Источник 1 линейно поляризованного излучения типа ЛГ-38. Вращатель 2 поляризации выполнен на основе кристалла танталата лития с использованием линейного электрооптического эффекта.
Носитель 3 информации - фотографическая пластинка. Блок 4 сканирования - линейный двигатель, выпускаемый промышленностью для привода координатографов. Зеркала 5-7 - стандартные оптиеские элемнты. Телескопическая система 8 - набор линз с соответствующими фокусными расстояниями. Объектив 9 - выпускается промышленностью оптический прибор с соответствующим фокусным расстоянием. Структура оптически управляемого транспаранта 10 - фотополупроводник -жидкий кристалл. Первый второй поляризационные светоделители 11 и 12 - призмы Гланка без поглощающих покрытий.
Система 13 автоматической фокусировки представляет собой обычную систему, работающую по принципу внутрибазового дальномера. Фотоприемный блок 14 - выпускаемый промышленностью матричный фотоприемник.
Блок 15 памяти представляет собой обычное устройство выборки-хранения. Фильтр 16 низкой частоты - операционные усилители соответствующими навесными элементами, блок 18 поразрядного сравнения и блок компараторов также может быть выполнен на базе интегральных операционных усилителей и компараторов.
Устройство работает следующим образом.
По сигналу блока 4 сканирования управляемый вращатель 2 поляризации устанавливается таким образом, что на его выходе луч света имеет определенную плоскость поляризации (параллельную плоскости фиг.). Тогда луч света источника линейно поляризованного излучения 1, пройдя управляемый вращатель 2 поляризации, попадает на носитель 3 информации. Оптическая информация, восстановленная с носителя 3 информации проецируется объективом 9 на последовательно расположенные первый 1 и второй 12 поляризационные расщепители. При данном положении плоскости поляризации луча света первый 11 и второй 12 поляризационные расщепители пропускают оптическую информацию на систему 13 автоматической фокусировки. Система автоматической фокусировки автоматически проецирует оптическую страницу информации на фотоприемный блок 14 т.е., электромагнит, перемещающий объектив, при совпадении изображения входной оптической страницы информации со светочувствительными площадками фотоприемного блока стопорится. Фотопремный блок 14 по сигналу блока 4 сканирования преобразует оптическую информацию в соответствующую ей электрическую. Электрическая информация с фотоприемного блока 14 поступает в блок 15 задержки. На носителе информации записана топографическим способом оптическая страница информации.
В указанном состоянии поляризации света нулевой порядок дифракции после носителя 3 информации поступает чрез зеркала 6 и 5 на телескопическую систему 8 и далее, после отражения оптически управляемым транспарантом 10 и зеркалом 7, проходит второй поляризационный светоделитель без изменения направления и покидает оптическую схему устройства, т.е. не влияет на работу устройства. В этот же момент времени блок 4 сканирования выдает на управляющий вход вращателя 2 поляризации, по которому он поворачивает плоскость поляризации луча света на 90° - устанавливает ее перпендикулярно плоскости фиг.
В этом случае восстановленная оптическая информация с носителя 3, пройдя объектив 9, направляется первым поляризационным светоделителем 11 на фотослой оптического управляемого транспаранта 10. Одновременно нулевой порядок лучей 5 и 6 коллиматора 8 равномерно освещает слой жидкого кристалла оптически управляемого транспаранта 10 Таким образом, на зеркало 7 проецируется инверсная оптическая страница входной информации (в тех местах, где в прямой оптической странице находятся «1» - в инверсной будет «0». С помощью зеркала 7 и второго поляризационного светоделителя 12, система 13 автоматической фокусировки инверсная страница оптической информации проецируется на фотоприемный блок 4. По сигналу блока 4 сканирования фотоприемный блок 14 преобразует инверсную оптическую страницу в соответствующую ей электрическую. На вход фильтра 16 низкой частоты поступают электрические сигналы, соответствующие прямой оптической странице, и инвертированные электрические сигналы, соответствующие инверсной оптической странице.
На входе фильтра 16 низкой частоты происходит их алгебраическое суммирование и алее - интегрирование, автоматически формируется уровень срабатывания, который поступает в блок 17 компараторов на прямые входы одной части микросхем, компарирующих сигналы прямой оптической страницы информации, поступающие из блока 15 памяти, а также на инверсные входы второй части микросхем блока 17 компараторов, компарирующих сигналы инверсной оптической страницы информации, поступающие из фотоприемного блока 14. Обе последовательности этих сигналов поступают на вход блока 18 поразрядного сравнения, где при совпадении указанных цифровых сигналов образуется одна последовательность выходных цифровых сигналов, при различии - выходной сигнал «Сбой».
Считывание информации происходит при автоматической подстройке порога срабатывания блока компараторов с последующим поразрядным сравнением электрических сигналов, соответствующих прямой оптической странице информации, с инвертированными электрическими сигналами, соответствующими инверсной оптической странице. Введение оптически управляемого транспаранта приводит к разбросу интенсивностей информационный единиц в инверсной оптической странице и составляет 6 -8%. Но это только один из дестабилизирующих факторов, влияющий на разброс интенсивностей точек, в то время, как из-за влияния других дестабилизирующих факторов, флуктуации интенсивностей в оптической странице составляют: для «единиц» ±30%, а для «нулей» ±50%. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет компенсировать влияние дестабилизирующих факторов, вносящих наиболее существенный вклад в общую погрешность, по сравнению с оптическим управляемым транспарантом. Причем снижение разброса интенсивностей информационных точек считываемой информации хотя бы в 2 раза приводит соответственно к возрастанию отношения сигнал/шум. При увеличении отношения сигнал/шум в два раза частота ошибок уменьшается в 10 раз.
Предлагаемое устройство целесообразно использовать в вычислительной технике, в частности в системах обработки больших массивов оптических данных в реальном масштабе времени.