Abstract
Background. Digital optoelectronic spectrum analyzer (DOSA) used for spatial-frequency analysis of two-dimensional signals occupies a significant place among optical information processing systems. Diaphragms and the photographic plates with transmission corresponding to investigating signals were used as an input transparency until recently. Such static transparents severely limit the possibility of input signals into spectrum analyzer, which vary in time and space. The appearance of the liquid-crystal spatial light modulators (SLM) allows to change transmission of input transparency in time and space with computer. At the same time there are no researches related to usage of such modulators in DOSA. Objective. There is a justification for features of application of the matrix spatial light modulator in the optical spectrum analyzer. Methods. The method for determining the light amplitude in the spectral field of DOSA analysis was developed by analyzing of physical-mathematical model of SLM. Results. It was found that the distribution of the amplitude of the light field in the spectral analysis plane is equal to the sum of the maximums. There are some features of the sum: positions of the maximums are determined by period of SLM matrix structure, and width of the maximums – by the modulator size; the diffraction efficiency of each maximum is determined by ratio of the transparent area of the pixel to pixel’s total area. Conclusions. Number of monographs and articles is devoted to the physical principles of coherent (laser) spectrum analyzers operation. At the same time there is practically no scientific and technical literature devoted to the research of the DOSA with spatial light modulators. Analysis of SLM mathematical model shows that the minimum distortion in the measurement of the signal spectrum will be in the case when amplitude distribution in the plane of analysis is forming with zero-order maximum only. The formula, which allows us to calculate the limit period of the SLM matrix structure was obtained, which provides the minimum error of the signal spectrum measurement.
Highlights
Digital optoelectronic spectrum analyzer (DOSA) used for spatial-frequency analysis of twodimensional signals occupies a significant place among optical information processing systems
Анализ выражения (1) показывает, что комплексная амплитуда светового поля в задней фокальной плоскости фурье-объектива с точностью до постоянного множителя Vp/jλf представляет собой пространственный спектр от амплитудного коэффициента пропускания t0(x1, y1) транспаранта с пространственными частотами: функций; Tm(νx, νy ) — двумерный спектр пропускания модулятора; Ts(νx, νy ) — идеальный спектр исследуемого сигнала
Использование в оптических спектроанализаторах в качестве входного транспаранта жидкостно-кристаллических матричных модуляторов света позволяет существенно расширить возможности таких приборов для измерения спектров динамических пространственных сигналов
Summary
Обобщенная схема оптического спектроанализатора состоит из когерентного источника излучения, входного транспаранта, фурье-объектива и анализатора светового поля. Если транспарант расположен в передней фокальной плоскости x1y1 фурье-объектива и. 1), то распределение амплитуды поля в плоскости анализа x3y3 описывается выражением [3]. Где t0(x1, y1) — функция амплитудного коэффициента пропускания транспаранта; f — фокусное расстояние объектива. Анализ выражения (1) показывает, что комплексная амплитуда светового поля в задней фокальной плоскости фурье-объектива с точностью до постоянного множителя Vp/jλf представляет собой пространственный спектр от амплитудного коэффициента пропускания t0(x1, y1) транспаранта с пространственными частотами: функций; Tm(νx, νy ) — двумерный спектр пропускания модулятора; Ts(νx, νy ) — идеальный спектр исследуемого сигнала. Анализ соотношения (4) показывает, что распределение амплитуды поля в плоскости анализа x3y3 представляет собой свертку идеального спектра сигнала. Ts(νx, νy ) с пространственным спектром пропускания модулятора Tm(νx, νy ), какой можно рассматривать как импульсный отклик системы “входной транспарант — фурье-объектив”. Что спектр исследуемого сигнала искажается пространственным спектром модулятора
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
