ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СВЕТА


ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СВЕТА
ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СВЕТА

       
(демодуляция света), преобразование модулиров. колебаний поля оптич. частоты (1013—1015 Гц) с целью выявления закона модуляции интенсивности поля, его частоты или фазы (см. МОДУЛЯЦИЯ СВЕТА). Д. с. основано на нелинейной (чаще всего квадратичной) зависимости фототока приёмника (фотоэлемента) от напряжённости Е электрич. поля световой волны. Вопрос о возможности Д. с. впервые возник в связи с исследованием дублетов в тонкой структуре ат. спектров. Любая модуляция (амплитудная, частотная, фазовая) световой волны ведёт к изменению спектр. состава первоначально монохроматич. излучения.
ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СВЕТА1
Рис. 1. Принципиальная схема устройства для детектирования света.
И наоборот, наличие дублетов в спектре можно рассматривать как результат модуляции. Поэтому демодуляц. анализ был применён для обнаружения дублетного расщепления. Схема соответствующего устройства приведена на рис. 1 и является оптич. аналогом радиоприёмника. Монохроматор, выделяющий исследуемый дублет, играет роль резонансного контура, а фотоэлемент — роль демодулятора.
Электрич. поле каждой линии дублета может быть представлено в виде
E(t)=A(t)cos(wt-j(t)), (1)
где А (t) и j(t) — ф-ции, изменяющиеся со временем t медленно по сравнению с оптич. частотой w спектр. линии. Результирующее поле дублета с частотами w1 и w2 на фотоэлементе имеет вид:
ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СВЕТА2
Ток фотоэлемента, усреднённый за время, малое по сравнению с периодом биений t=1/(w1-w2), но большее по сравнению с периодом T=1/w, изменяется по закону:
ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СВЕТА3
Если А, j, w1, и w2 не зависят от времени, то спектры Е(t) и Е2(t) имеют вид, изображённый на рис. 2. Спектр Е2(t) состоит из пост. составляющей (0=0 и разностной частоты W=|w1-w2|. Т. к. каждая линия дублета имеет спектр, ширину Dw, то реальные спектры Е(t) и E2(t) имеют вид, изображённый на рис. 3. Максимум в спектре E2(t) лежит вблизи разностной частоты W и имеет ширину порядка ширины компонентов дублета.
Для обнаружения дублетного расщепления посредством анализа спектра демодулиров. колебания необходим колебат. контур с добротностью Q=|w1-w2|/Dw. При Dw=109с-1 даже весьма плохой контур (с Q»10) позволяет обнаружить дублетное расщепление |w1-w2|=1010c-1. В то же время для обнаружения такого дублетного расщепления обычными оптич. спектр. приборами необходимо, чтобы они имели разрешение R=w1/Dw?106 (w1»1015 с-1), что практически не достигается даже в лучших спектр. приборах. Демодуляц. анализ имеет особенно важное значение при анализе спектра излучения газовых лазеров, у к-рых значения Dw и |w1-w2| лежат в диапазоне Dw»104 с-1 и |w1-w2|»106 с-1.
ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СВЕТА4
Рис. 2. Спектры Е(t) и Е2(t) в случае не зависящих от времени A, j, w1 и w2.
ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СВЕТА5
Рис. 3. Реальные спектры. Е (t) и E2(t) для дублета.
Высокая степень когерентности, направленности и монохроматичности лазерного излучения позволяет использовать также для демодуляц. анализа т. н. супергетеродинный метод, где в кач-ве гетеродина применяется лазер. По гетеродинной схеме можно определить закон изменения частоты или фазы исследуемого излучения, что используется при т. н. доплеровском лоцировании объектов, позволяющем определять их скорости. В этом случае принимаемым сигналом явл. излучение лазера, отражённое от движущегося объекта. Частота этого излучения сдвинута относительно частоты лазера-гетеродина на величину, пропорц. скорости объекта (Доплера эффект). Существ. развитие этот метод получает при определении скорости сверхмедленно движущихся объектов, напр. ледников или континентальных плит земной коры.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.


.

Смотреть что такое "ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СВЕТА" в других словарях:

  • детектирование света — преобразование модулированного света с целью выявления закона его модуляции (см. Модуляция света). Осуществляется с помощью фоторезисторов, фотодиодов, фотоумножителей. Применяется в системах оптической связи, оптической локации, оптической… …   Энциклопедический словарь

  • ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СВЕТА — преобразование модулированного света с целью выявления закона его модуляции (см. Модуляция света). Осуществляется с помощью фоторезисторов, фотодиодов, фотоумножителей. Применяется в системах оптич. связи, оптич. локации, оптич. обработки… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • РАССЕЯНИЕ СВЕТА — изменение к. л. хар ки потока оптического излучения (с в е т а) при его вз ствии с в вом. Этими хар ками могут быть пространств. распределение интенсивности, частотный спектр, поляризация света. Часто Р. с. наз. только явление несобств. свечения… …   Физическая энциклопедия

  • ДЕМОДУЛЯЦИЯ СВЕТА — (см. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СВЕТА). Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983 …   Физическая энциклопедия

  • ОПТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ — передача информации с помощью света. Простейшие (малоинформативные) виды О. с. использовались с кон. 18 в. (напр., семафорная азбука). С появлением лазеров возникла возможность перенести в оптич. диапазон средства и принципы получения, обработки… …   Физическая энциклопедия

  • ФОТОГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ — (фотовольтаиче ский эффект) возникновение электрич. тока при освещении образца полупроводника или диэлектрика, включённого в замкнутую цепь (фототок), или возникновение эдс на освещаемом образце при разомкнутой внеш. цепи (фо тоэдс). Различают… …   Физическая энциклопедия

  • НЕЛИНЕЙНЫЕ ВОСПРИИМЧИВОСТИ — тензорные коэффициенты, связывающие нелинейную часть поляризации Р = Р л + Р нл единичного объёма среды, возникающую под действием сильных электрических (в частности, световых) полей, с величинами напряжён ностей этих полей [1,2,3].… …   Физическая энциклопедия

  • ОПТОЭЛЕКТРОНИКА — область электроники, охватывающая проблему одновременного использования оптич. и электрич. методов обработки, передачи и хранения информации. О. отличается от вакуумной электроники (фотоэлементы, фотоэлектронные умножители, электронно лучевые… …   Физическая энциклопедия

  • НЕЛИНЕЙНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ — часть поляризации среды, являющаяся нелинейной функцией напряжённости электрич. поля Е, эл. магн. волны, распространяющейся в среде, и обусловленная негармоничностью отклика элементарного ат. осциллятора на воздействие интенсивного излучения (см …   Физическая энциклопедия

  • СМЕСИТЕЛЬ — в радиотехнике преобразователь частоты, использующийвспомогат. генератор гармонических колебаний (гетеродин). С. выполняетперемножение преобразуемого (с частотой f с) и гетеродинного(с частотой )сигналов, в результате чего образуются сигналы с… …   Физическая энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СВЕТА» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.