171707. lajstromszámú szabadalom • Optoelektronikai eljárás és rendszer kétdimenziós információk átvitelére
171707 10 integrálegyenlettel történő közelítésén alapszik. A közelítő integrálegyenlet az alábbi: V& "/]) =//"u(x, y)L(x, y, \, 7j)dx dy (4) ahol V(ä;, r) — a hírátviteli láncnak az u(x, y) alakú bemenő jelre adott válasza, (£, r) és (x, y) — a bevezetés, illetve kivezetés síkjainak koordinátái, és L(x, y, £, Yj) — egy adott hírátviteli lánc konkrét 10 tulajdonságait jellemző függvény (a hírátviteli lánc operátora). Az integrálást D., a bevezetés apertúrája szerint végezzük el. Az egyetemesség figyelembevétele nélkül az x, y, \, -q 15 tengelyek léptékét azonosra lehet választani, a hírátviteli lánc bevezető és kivezető apertúráinak nagyságát is (azaz az egyes készülékekhez tartozó csatlakoztató és kivezető egységeknek a jelek be-, illetve kivezetésére szolgáló nyílásainak keresztmetszetét) azonosra lehet 20 fölvenni. A jeleknek a hírátviteli láncon történő áthaladása során fellépő torzulásainak kompenzálási lehetősége lényegében az L(x, y, \, 7)) függvény jellegétől függ. Egy olyan hírátviteli láncnál, amelyben a fényvezeték 25 például négyszög keresztmetszettel van kialakítva, könynyen kimutatható, hogy a fényvezeték operátora (L) a (£+x) és (7]+y) alakú függvények lineáris kombinációjával létrehozható. A valóságban egy fényvezeték négyzetes keresztmet- 30 szetében a belső falakon fellépő többszörös visszaverődés következtében a kilépő keresztmetszetben világosodás lép fel, amely egyenértékű a fényvezeték belépő oldalán bevezetett fényhullám csoport hatásával. Ezek elrendezését és fázishelyzetét a fényvezetékben a falakon 35 fellépő (a kaleidoszkópban létrejövő többszörös fényvisszaverődéshez hasonló) fényvisszaverődések számából és jellegéből meg lehet határozni. A fényvezetékek működésének ily módon történő interpretálása a nagyfrekvenciájú tápvonalak elméletéből jól ismert. Eszerint 40 a tápvonalon tovaterjedő hullám több diszkrét hullám összegeként fogható fel (lásd például Feinmann „Előadások a fizikáról" VI. kötet Mir Kiadó, Moszkva, 1966). Könnyen belátható, hogy a 4 egyenlet, amellyel a hír- 45 átviteli lánc működését írtuk le közelítőleg, négyszögkeresztmetszetű fényvezeték esetében az alábbi formában írható fel: V(£, 7]) = //u(x, y)A(£ - x, 7) - y)dx dy + 50 + //v(x, y)B(£ - x, 7) 4- y)dx dy + Q + /Yv(x, y)Cfé + x, 7) + y)dx dy + ci 55 +//v(x, y)D(5 + x, 7) - y)dx dy (5) a Ebben az egyenletben A, B, C és D a fény vezeték operátorának komponensei, négyszögkeresztmetszetű fény- 60 vezeték esetében. A kimenőoldali megvilágítási függvény V(£, TJ) Fourier-transzformációjával, ha figyelembe vesszük, hogy az 5 egyenlet összeadandó tagjai komponált függvényeket alkotnak, az alábbi kifejezéseket kapjuk: 65 F{v(i 7])} = F{U(x, y)}F{A} + F{U(x - y)}F{B} + + F{U(- x - y)} + F{C} + F{U(- x, y)}F{D} (6) Ha a fényvezetéken U0 referencia jelet továbbítunk, U0 = S(x, y) = S(x = 0, y = 0) fénypontot, azaz F{U0 } = = 1 függvényt kapjuk, amelyből a kívánt információnak megfelelő kimenő jel (azaz a függvény Fourier-transzformációja) a szóban forgó készülékek közötti fényvezeték szakaszon: F{V0 } = F{A} + F{B}+F{C} + F{D} (7) A hasznos jel rekonstrukciójának egyszerűsítése érdekében célszerű lehet a szóban forgó jelet a reflexiós transzformációval (az x és y tengelyirányok felcserélődése) szemben invariáns formába átírni. Négyszögkeresztmetszetű fény vezetékek esetében ez azt jelenti, hogy nem egy képet, hanem négy képet kell továbbítani, amelyek egymás mellett négy térnegyedben fekszenek, és az x, valamint az y tengelyre szimmetrikus U4 alakzatot alkotnak. Erre vonatkozóan: F{U4 (x,y)}=F{U 4 (±x, ±y)=F{U} (8) Amint az a 4—8 egyenletekből kitűnik, a bejövő képek rekonstruálásához a kapott kétdimenziós hasznos jeleket és referencia jeleket a Fourier-transzformáció után a referencia jel Fourier-függvényének eredménye szerint kell felosztani, majd az osztás hányadosát visszatranszformálni. Színes információk továbbításához a referencia jeleket és a hasznos jeleket további két segéd-hordozó frekvenciával előállítani. A segéd-hordozó frekvenciák számát tovább lehet növelni, attól függően, hogy milyen színskálát kívánunk előállítani. A találmány szerinti eljárás ismertetett foganatosítási módjánál a kétdimenziós információt kétdimenziós átvilágítható képről, fényképről, filmről, vagy kétdimenziós optikai modulátorról lehet továbbítani, amelyek valóságos tárgyak megvilágítása útján nyert képet produkálnak. Megoldható a találmány szerinti megoldás egy másik foganatosítási módjánál tárgyként egy valóságos háromdimenziós tárgy kétdimenziós hologramjának alkalmazása is. Erre a célra a kétdimenziós hasznos jel kialakításához a háromdimenziós tárgy kétdimenziós hologramját kell átmenetileg előállítani. Az előállított kétdimenziós hologramot a koherens fénysugár kétdimenziós térbeli modulálására használják fel. Ezután a hologramból nyert kétdimenziós referencia jeleket és hasznosjeleket együttesen feldolgozva a térbeli kép járulékos rekonstruálására használjuk fel. A hírátvivő lánc szabálytalan inhomogenitásainak befolyását úgy lehet csökkenteni, és a hírátviteli szakaszok bármely apertúrájából a kép kivezetését úgy lehet megoldani, hogy a referencia jelek és a hasznos jelek a hírátviteli úton periodikusan térben rendszertelenül vannak elosztva. Megjegyezzük, hogy a találmány szerinti eljárás foganatosítása során a referencia jelek és a hasznos jelek átvitelének sorrendje közömbös. A találmány szerinti eljárás egyik foganatosítási módjának kivitelezésére szolgáló, kétdimenziós hasznos információ optikai frekvenciákon történő továbbítására alkalmas berendezés egy kiviteli alakját mutatja az 1. ábra. Az 1. ábrán a hírátvivő rendszer egy 1 egysége látható, amelyben 2 koherens fényforrás, és az előállított koherens fényáram haladásának megfelelő sorrendben 3 adókészülék, 4 hírátviteli lánc és 5 vevőkészülék található. 5
