193436. lajstromszámú szabadalom • Szelektív optikai érzékelő berendezés, főleg optikai hírközlő berendezésekhez és optikai lokátorokhoz
193436 Előnyös lehet, ha az A optikai gyűjtőrendszer és az F optikai nyílással ellátott B zárófelület között a G járulékos takaró elem van, mivel ezzel megakadályozhatjuk, hogy a tengelyben érkező, törést nem szenvedő nyaláb töredék szűrőhatás nélkül áthaladhasson a nyíláson. Ez az intézkedés az érzékelés a C érzékelő elem sávgörbéjének oldalmeredekségét növeli. Ilyen a járulékos takaró elem az A optikai gyűjtőrendszer előtt is elhelyezhető. A találmány szerinti berendezés C érzékelő eleme célszerűen optoelektromos átalakító. A találmányt a továbbiakban rajz alapján ismertetjük részletesebben, amelyen a találmány szerinti optikai érzékelő példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. Az 1. ábrán a találmány szerinti A szelektív optikai érzékelő berendezést ábrázoltunk metszetben, az ábrázolhatóság érdekében eltorzított méretekkel. A 2. ábra az 1. ábra szerinti érzékelő csillapításhullámhossz karakterisztikáját mutatja. Az 1. ábrában vázolt az A optikai gyűjtőrendszer — a gyakorlatban általában lencserendszer. Az A optikai gyűjtőrendszer célszerűen nagy színi eltérésre méretezett, de kis torzítású optika, melynek az érzékelendő hullámhosszra érvényes fókusz síkjában F optikai, nyílással ellátott B zárófelület van elhelyezve, míg a C érzékelő elem a B zárófelület mögött van. A C érzékelő elem valamely ismert optoelektromos átalakító pl. PIN dióda. Az érzékelendő hullámhosszúságú fény fókusz síkjában elhelyezett B zárófelület F optikai nyílásán a kiválasztott hullámhosszúságú fény-nyaláb csillapítás nélkül áthalad és a C érzékelő elem felületére jut. Ezt jelképezi az 1. ábra D vételi hullámhossz sugármenete. Más hullámhosszokhoz másmás f fókuszpont tartozik, az f, f’, f” fókuszpont a hullámhossz függvényében a b-b optikai tengelyen eltolódik, ezáltal az eltérő hullámhosszú fény a B zárófelület síkjában a B záróíelületen lévő F optikai nyílásnál nagyobb fényfoltot eredményez. Ezt az 1. ábra E nem vételi hullámhossz sugármenete jelképezi. A találmány szerinti C érzékelő elem csillapításkarakterisztikája a hullámhossz függvényében az F optikai nyílás nagyságának és az F optikai nyílás síkjában létrehozott fényfolt nagyságának viszonyából számítható. Példaként a 2. ábrán egy ilyen kipróbált A optikai gyűjtőrendszer csillapítás-karakterisztikája látható. Az alkalmazott A optikai gyűjtőrendszer egy gömbi hibára gondosan korrigált háromlencsés összeállítás. A megfelelő korrekció eredményeként a gömbi hiba miatt keletkező fókuszfolt mérete 20. pm. A lencsék anyaga SF 6 típusú nehéz fiint üveg, amelynek színszórása jelentős. Az alkalmazott A optikai gyűjtőrendszer 80 mm gyújtótávolságú, 1-es fényerejű. A 5 fókusztávolság-hullámhossz függvényének változási meredeksége 820 nm hullámhossz környezetében 9,4 pm/nm. A B zárófelületen alkalmazott' F optikai nyílás átmérője az 1 görbe esetében 300 pm, a II görbe esetében 50 pm. A példa adataiból látható, hogy többletcsillapítás bevitele nélkül jelentős és ugyanakkor széles tartományban állítható szelektivitás érhető el reálisan megvalósítható eszközökkel a találmány szerinti megoldás alkalmazásával. A találmány szerinti szelektív optikai érzékelő berendezést egy digitális átvitel céljára kifejlesztett optikai hírközlő berendezés vevőjében alkalmaztuk. A vevőberendezés 820 nm hullámhosszúságú optikai jel vételére szolgált. Közel monokromatikus forrásként az adóban félvezető lézert használtunk. Az alkalmazott lavina fotodióda tipikus meredeksége 65 A/W, zajekvivalens optikai teljesítmény 3-10-15 W/Hz'/2. A C érzékelőelem hatásos felülete 0,2 mm2. Az optikai B zárófelület behelyezésével a belső reflexió és szóródás kizárása, valamint a színi eltérés és kisméretű F optikai nyílás következtében keletkező hullámhossz-függő átvitel együttes hatásaként a találmány szerinti C érzékelő elemmel felszerelt optoelektronikai hírközlő berendezés nappali hatótávolsága 2—3 kmről 10—15 km-re növekedett az egyéb jellemzők változása nélkül, éjszakai hatótávolsága. (háttér és zavarófény nélküli üzem) nem változott, vagyis az eredeti 10—15 km értékű maradt. Ugyanilyen eredmények várhatók más, a kis sávszélességű primer vagy szekunder jelek hatásán alapuló aktív vagy passzív optoelektronikai berendezésekben való alkalmazás esetén is (lézer távmérők, lézer lokátorok, passzív infralokátorok, aktív infra távcsövek) . összefoglalva a találmány szerinti szelektív optikai érzékelő berendezés számos előnnyel rendelkezik, ezek pedig a következők:- feleslegessé teszi az interferencia szűrők vagy még bonyolultabb kristályfizikai szűrők alkalmazását,- alkalmazása tiszta nyereséget eredményez, többletcsillapítást nem okoz,- előállítása egyszerű és olcsó, különleges technológiát nem igényel,- az érzékelendő hullámhosszra hangolható,- az érzékelendő sávszélesség beállítható,- az optoelektronikai berendezés iránykarakterisztikája változtatható,- hatására jelentősen növekszik a szabadtéri optoelektronikai berendezések hatótávolsága. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Szelektív optikai érzékelő berendezés, főleg optikai hírközlő berendezésekhez és optikai lokátorokhoz kis spektrum sávszélességű vagy monokromatikus fény-nyaláb ér6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 55 4
