УДК 535.14 (06) Фотоника и информационная оптика А.В. КРАСНОВ Научный руководитель – А.П. ЛАВРОВ, д.ф.-м.н., профессор Санкт-Петербургский государственный политехнический университет СЖАТИЕ ЛЧМ РАДИОСИГНАЛОВ В АКУСТООПТИЧЕСКОМ ПРОЦЕССОРЕ. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ПРОЦЕССОРА С ПРИМЕНЕНИЕМ ПАКЕТА GLAD В работе исследуется пространственно-временной отклик акустооптического фильтра на ЛЧМ радиосигнал. Численно в специализированном пакете GLAD рассчитаны амплитудно-фазовые распределения в выходной плоскости фильтра и временной отклик фотоприемника, установленного в точке самофокусировки света. Отмечаются большие возможности пакета GLAD. Радиосигналы с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) относятся к сигналам с большой базой – большим произведением полосы частот сигнала на его длительность, и они имеют хорошие корреляционные свойства, которые проявляются при их обработке согласованными фильтрами. Возможна реализация фильтров средствами функциональной электроники, к которым относится и акустооптика. Акустооптический фильтр (АОФ) для ЛЧМ сигналов отличается внешней простотой [1]. Целью данной работы является исследование пространственно-временного отклика АОФ на ЛЧМ сигнал, при этом основное внимание уделено численному моделированию его работы с применением специализированного пакета GLAD. Схема АОФ сжатия ЛЧМ сигналов приведена на рис.1. Основными x s(t) x элементами фильтра являются: 1 – источник когерентного оптического излучения с длиной волны λ, 2 – акустооптический модулятор с апертурой D и скоростью распространения V акустической волны, 3 – фотоприемник со щелевой диафрагмой перед ним. 1 Обрабатываемей радиосигнал возбуждает в АОМ акустическую волz ну, на которой дифрагирует часть оптического излучения. Полагаем режим дифракции Рамана-Ната. При ЛЧМ сигнале, имеющем квадратичное изменение фазы внутри импульса, первый дифракционный порядок 3 сходится в точке с координатами (z0,x(t)), зависящими от параметров 2 Рис. 1 ЛЧМ сигнала внутри АОМ. Из-за движения дифракционного пятна вдоль оси x со скоростью V на выходе малого размера фотоприемника регистрируется импульс тока i(t), соответствующий сжатому в базу BC раз ЛЧМ сигналу [1, 2]. Для подробного исследования работы АОФ мы использовали пакет GLAD фирмы Applied Optics Research (США), предназначенный для детальных разнообразных расчетов сложных оптических систем, использующих лазерное излучение. GLAD позволяет задавать разнообразные амплитудно-фазовые распределения (АФР) на плоскости и пересчитывать их при распространении излучения, учитывая действие установленных различных оптических элементов и многое другое. Были рассчитаны АФР в плоскости Z0 для разных моментов времени. На рис.2 приведены распределения интенсивности I(x,t) в сечении у=0 для моментов времени t=ТC (максимум), 1,02ТC и 0,98ТC, где ТC – дли- Рис. 2 Рис. 3 тельность ЛЧМ сигнала. Видно движение пятна, а также изменение его размеров и мощности. Форма пятна соответствует ожидаемой – sinc2(..), с шириной Δx=88 мкм по уровню 0,5. Отклик фотоприемника i(t) представлен на рис.3 для 2-х размеров d диафрагмы: d=Δx и d=0,1Δx. Были проведены и другие расчеты: выделение сигнала из-под шума, влияние ошибок в установке фотоприемника и др. Они демонстрируют большие возможности, как АО фильтра, так и пакета GLAD при анализе преобразования оптических сигналов в оптоэлектронных процессорах. Список литературы УДК 535.14 (06) Фотоника и информационная оптика 1. Гериг, Монтагю Простой оптический фильтр для РЛС, использующей сигнал с линейной ЧМ // ТИИЭР. Т.64. №12. 1964. C.1908. 2. VanderLugt A. Optical Signal Processing. New York, 1992.