способ передачи и приема оптических сигналов и устройство для его осуществления
Классы МПК: | G02B26/00 Оптические устройства или приспособления с использованием подвижных или деформируемых оптических элементов для управления интенсивностью, цветом, фазой, поляризацией или направлением света, например, переключение, стробирование, модуляция H04B10/00 Передающие системы, использующие потоки корпускулярного излучения или электромагнитные волны, кроме радиоволн, например световые, инфракрасные |
Автор(ы): | Атнашев А.В., Атнашев В.Б., Атнашев П.В., Боярченков А.С. |
Патентообладатель(и): | Атнашев Виталий Борисович |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-10-16 публикация патента:
20.07.2003 |
Изобретения относятся к области оптической связи. Отличительной особенностью способа является то, что передачу и прием оптических сигналов осуществляют посредством стоячей световой волны. Способ осуществляют в устройстве, содержащем передатчик и приемник оптических сигналов, оптически сопряженные с оптической линией связи, при этом оптическая линия связи состоит из первого источника светового излучения, зеркала, отражающее покрытие которого выполнено из материала с диэлектрической проницаемостью, изменяющейся под действием светового излучения, по меньшей мере одного тонкого, частично пропускающего слоя, расположенного между первым источником светового излучения и зеркалом и установленного наклонно к плоскости зеркала для образования стоячей световой волны. Приемник оптических сигналов состоит из светоделительного элемента, расположенного между зеркалом и первым источником светового излучения, матрицы приборов с зарядовой связью, оптически сопряженной со светоделительным элементом, и спектроанализатора. Передатчик оптических сигналов выполнен в виде матрицы, содержащей источники оптических сигналов, оптически сопряженной с зеркалом, при этом источники оптических сигналов передатчика установлены с возможностью освещения отражающего покрытия зеркала. Технический результат - повышение плотности передачи информации в 10-104 раз. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
1. Способ передачи и приема оптических сигналов по оптической линии связи, отличающийся тем, что передачу и прием оптических сигналов осуществляют посредством стоячей световой волны, полученной путем отражения несущего светового излучения первого источника линии связи на зеркале, а передаваемые оптические сигналы передатчика оптических сигналов проецируют на отражающее покрытие зеркала, при этом отражающее покрытие зеркала выполняют из материала, диэлектрическая проницаемость которого изменяется под действием светового излучения, в пространстве, занимаемом стоячей световой волной, создают систему интерференционных полос путем размещения в этом пространстве по меньшей мере одного тонкого частично пропускающего слоя, рассеивающего или поглощающего энергию электрического поля стоячей световой волны, установленного под углом







Описание изобретения к патенту
Изобретения относятся к области оптической связи и могут быть использованы для построения локальных оптических сетей. Известен простейший способ передачи и приема оптических сигналов в виде семафорной азбуки [Большой энциклопедический словарь. Физика. М.: Научное издательство "Большая Российская энциклопедия", 1998, с.496]. Данный способ обладает малой информативностью, что является его недостатком. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является способ передачи и приема оптических сигналов, включающий передачу и прием оптических сигналов по оптической линии связи, что обеспечивает повышенную скрытность связи [Основы волоконно-оптической связи: Пер. с англ./ Под ред. Е.М.Дианова. М.: Сов. Радио, 1980, с.173-185 (прототип)]. К недостаткам данного способа следует отнести малую плотность передачи информации, передаваемой в виде временных оптических сигналов. Задачей изобретения является повышение плотности передачи информации за счет передачи в несущем световом излучении пространственно разнесенных оптических сигналов. Поставленная задача решается за счет того, что в способе передачи и приема оптических сигналов по оптической линии связи передачу и прием оптических сигналов осуществляют посредством стоячей световой волны, полученной путем отражения несущего светового излучения первого источника линии связи на зеркале, а передаваемые оптические сигналы передатчика оптических сигналов проецируют на отражающее покрытие зеркала, при этом отражающее покрытие зеркала выполняют из материала, диэлектрическая проницаемость которого изменяется под действием светового излучения, в пространстве, занимаемом стоячей световой волной, создают систему интерференционных полос путем размещения в этом пространстве по меньшей мере одного тонкого частично пропускающего слоя, рассеивающего или поглощающего энергию электрического поля стоячей световой волны, установленного наклонно к плоскости зеркала, изображение упомянутой системы интерференционных полос проецируют на матрицу приборов с зарядовой связью, фотоэлементы упомянутой матрицы приборов с зарядовой связью разделяют на линейные или матричные группы, при этом регистрацию упомянутой системы интерференционных полос в каждой выделенной группе фотоэлементов осуществляют в виде сигнала пространственной частоты за счет того, что полученные с упомянутых фотоэлементов электрические сигналы регистрируют в виде их зависимости от местоположения этих фотоэлементов в упомянутой линейной или матричной группе матрицы приборов с зарядовой связью и анализируют. При этом передатчик оптических сигналов выполняют в виде матрицы, состоящей из источников оптических сигналов, оптически сопряженной с отражающим зеркалом. Известно устройство для передачи и приема оптических сигналов, содержащее передатчик и приемник оптических сигналов, при этом передатчик выполнен в виде светодиода [Шрайбер Г. Инфракрасные лучи в электронике: Пер. с франц. - М.: ДМК Пресс, 2001, с.135-176]. Данное устройство для передачи и приема оптических сигналов обладает малым расстоянием действия и малой направленностью из-за большой расходимости передаваемого светового излучения. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является устройство для передачи и приема оптических сигналов, содержащее передатчик и приемник оптических сигналов, оптически сопряженных с оптической линией связи [Основы волоконно-оптической связи: Пер. с англ. / Под ред. Е. М. Дианова. М.: Сов. Радио, 1980, с.173-185 (прототип)] . В данном устройстве в качестве передатчика оптических сигналов используется лазер, что обеспечивает возможность достижения большого расстояния действия и высокой направленности излучения. При этом оптическая линия связи может представлять собой закрытый оптический волновод. К недостаткам данного устройства для передачи и приема оптических сигналов можно отнести малую плотность передачи информации, передаваемой в виде временных оптических сигналов. Задачей изобретения является повышение плотности передачи информации за счет передачи в несущем световом излучении пространственно разнесенных оптических сигналов. Поставленная задача может быть решена за счет того, что в устройстве для передачи и приема оптических сигналов, содержащем передатчик и приемник оптических сигналов, оптически сопряженные с оптической линией связи, оптическая линия связи состоит из первого источника светового излучения, зеркала, отражающее покрытие которого выполнено из материала с диэлектрической проницаемостью, изменяющейся под действием светового излучения, по меньшей мере одного тонкого частично пропускающего слоя, рассеивающего или поглощающего энергию электрического поля стоячей световой волны, расположенного между первым источником светового излучения и зеркалом и установленного наклонно к плоскости зеркала, приемник оптических сигналов состоит из светоделительного элемента, расположенного между зеркалом и первым источником светового излучения, матрицы приборов с зарядовой связью, оптически сопряженной со светоделительным элементом, и спектроанализатора, передатчик оптических сигналов выполнен в виде матрицы, содержащей источники оптических сигналов, оптически сопряженной с зеркалом, при этом источники оптических сигналов передатчика установлены с возможностью освещения отражающего покрытия зеркала. Устройство для передачи и приема оптических сигналов дополнительно содержит элемент связи для ввода светового излучения в оптический волновод, оптический волновод и элемент связи для вывода светового излучения из оптического волновода, расположенные последовательно между светоделительным элементом и матрицей приборов с зарядовой связью и оптически сопряженные со светоделительным элементом и матрицей приборов с зарядовой связью. Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлена схема устройства для передачи и приема оптических сигналов (фиг.1), схема размещения источников оптических сигналов в матрице передатчика оптических сигналов (фиг.2) и схема выделения матричных групп в матрице приборов с зарядовой связью (фиг.3). Устройство для передачи и приема оптических сигналов содержит (фиг.1) передатчик 1 и приемник 2 оптических сигналов, оптически сопряженные с оптической линией 3 связи. Оптическая линия 3 связи состоит из первого источника 4 светового излучения, зеркала 5, отражающее покрытие 6 которого выполнено из материала с диэлектрической проницаемостью, изменяющейся под действием светового излучения, двух тонких частично пропускающих слоев 7 и 8, рассеивающих или поглощающих энергию электрического поля стоячей световой волны, расположенных между первым источником 4 светового излучения и зеркалом 5 и установленного наклонно к плоскости зеркала 5, приемник 2 оптических сигналов состоит из светоделительного элемента 9, расположенного между зеркалом 5 и первым источником 4 светового излучения, матрицы 10 приборов с зарядовой связью, оптически сопряженной со светоделительным элементом 9, и спектроанализатора 11, передатчик 1 оптических сигналов выполнен в виде матрицы 12, содержащей источники 13 оптических сигналов, оптически сопряженной с зеркалом 5, при этом источники 13 оптических сигналов передатчика 1 установлены с возможностью освещения отражающего покрытия 6 зеркала 5. Источники 13 оптических сигналов размещены в матрице 12, как показано на фиг.2. Фотоэлементы 14 матрицы 10 приборов с зарядовой связью разделены на матричные группы 15, как показано на фиг.3. Устройство для передачи и приема оптических сигналов дополнительно содержит элемент 16 связи для ввода светового излучения в оптический волновод 17, оптический волновод 17 и элемент 18 связи для вывода светового излучения из оптического волновода 17, расположенные последовательно между светоделительным элементом 9 и матрицей 10 приборов с зарядовой связью и оптически сопряженные со светоделительным элементом 9 и матрицей 10 приборов с зарядовой связью. В качестве источника 4 светового излучения используют лазер. Для получения светового пятна большого диаметра оптическая линия связи 3 снабжена телескопом 19, расположенным между источником 4 светового излучения и тонким частично пропускающим слоем 8. Выходные сигналы с фотоэлементов 14 матрицы 10 приборов с зарядовой связью поступают на вход спектроанализатора 11. Источники 13 оптических сигналов передатчика 1 установлены с возможностью освещения отражающего покрытия 6 зеркала 5. Заявленный способ передачи и приема оптических сигналов осуществляется на настоящем устройстве для его осуществления следующим образом. Световой поток от источника 4 светового излучения поступает на отражающее зеркало 5, отражается от него и в виде стоячей световой волны поступает на тонкие частично пропускающие слои 7 и 8. За счет того, что тонкие частично пропускающие слои 7 и 8 рассеивают или поглощают энергию электрического поля стоячей световой волны и расположены наклонно, при этом угол



Класс G02B26/00 Оптические устройства или приспособления с использованием подвижных или деформируемых оптических элементов для управления интенсивностью, цветом, фазой, поляризацией или направлением света, например, переключение, стробирование, модуляция
Класс H04B10/00 Передающие системы, использующие потоки корпускулярного излучения или электромагнитные волны, кроме радиоволн, например световые, инфракрасные