Influence of the Matrix Structure of the Modulator and Detector on the Optical Spectrum Analyzer Output Signal

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorKolobrodov, V. H.
dc.contributor.authorTymchik, G. S.
dc.contributor.authorMykytenko, V. I.
dc.contributor.authorKolobrodov, M. S.
dc.contributor.authorLutsiuk, M. M.
dc.contributor.authorКолобродов, В. Г.
dc.contributor.authorТимчик, Г. С.
dc.contributor.authorМикитенко, В. І.
dc.contributor.authorКолобродов, М. С.
dc.contributor.authorЛуцюк, М. М.
dc.contributor.authorКолобродов, В. Г.
dc.contributor.authorТимчик, Г. С.
dc.contributor.authorМикитенко, В. И.
dc.contributor.authorКолобродов, Н. С.
dc.contributor.authorЛуцюк, Н. М.
dc.date.accessioned2018-08-30T13:16:39Z
dc.date.available2018-08-30T13:16:39Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractenIn this article, we investigate the physical and mathematical model of a coherent optical spectrum analyzer (COSA), which uses a matrix light modulator and a matrix detector as input and output devices. This model allows to define distortions in the output signal of the spectrum analyzer and the error in determining the signal spatial frequency. The study of this model showed that form of the signal at the COSA’s output depends on the pixels sizes of modulator and detector matrices, as well as on the aberrations of the Fourier lens entrance pupil diameter. The output signal is a convolution of an ideal input signal spectrum with a discrete spatial transmission spectrum of the modulator, which is followed by convolution with a discrete sensitivity of the matrix detector. This means that the spectrum of the signal under investigation is distorted by the spatial spectrum of the modulator and the matrix structure of the matrix detector. An important feature of the signal is its independence from the phase shift, which is caused by the displacement of the modulator center relative to the optical axis of the spectrum analyzer. The output signal of COSA consists of an infinite number of diffraction maximum, each of which has three maximum, the distance between which is proportional to the spatial frequency of the test signal. The position (frequency) of the maximum is determined by the pixel size, and their width by the size of the modulator. Obtain the formulas for determining the spatial frequency of the test signal, which differ substantially from the traditional formula and depend on the position of the central and lateral maximum in the diffraction maximum. The error in measuring the frequency depends on the size of the detector pixel, focal length of the Fourier lens, and the modulator matrix size. Developed the method for determining the error in measuring the spatial frequency of a harmonic signal. The error is defined as the difference between the true frequency corresponding to the position of the center of the diffraction maximum and the measured frequency corresponding to the position of the pixel center which has the maximum signal.uk
dc.description.abstractruВ статье исследуется предложенная физико- математическая модель когерентного оптического спектроанализатора (КОС), использующего в качестве устройств ввода и вывода сигналов матричный модулятор света и приемник излучения. Однако при этом возникают большие искажения входного сигнала матричными структурами модулятора и приемника. Предложенная модель позволяет определить искажения в выходном сигнале спектроанализатора и погрешности в определении пространственной частоты исследуемого сигнала. Рассмотрены модели основных составляющих КОС: матричного пространственного модулятора света, Фурье-объектива и матричного приемника излучения. Исследование этой модели КОС показало, что вид сигнала на выходе спектроанализатора зависит от размеров пикселов матриц модулятора и приемника, а также от аберраций и диаметра входного зрачка Фурье-объектива. Сигнал представляет собой свертку идеального спектра входного сигнала с дискретным пространственным спектром пропускания модулятора с последующей сверткой с дискретной чувствительностью матричного приемника излучения. Это означает, что спектр исследуемого сигнала искажается пространственным спектром модулятора и матричной структурой приемника излучения. Важной особенностью сигнала является его независимость от фазового сдвига, который обусловлен смещением центра модулятора относительно оптической оси спектроанализатора. Выходной сигнал КОС состоит из бесконечного числа дифракционных максимумов, каждый из которых имеет три максимума, расстояние между которыми пропорционально пространственной частоте исследуемого сигнала. Положение (частота) максимумов определяется размером пиксела, а их ширина – размером модулятора. Получены формулы для определения пространственной частоты исследуемого сигнала, которые существенно отличаются от традиционной формулы и зависят от положения центрального и боковых максимумов в дифракционном максимуме. Погрешность измерения частоты зависит от размера пиксела приемника, фокусного расстояния Фурье-объектива и размера матрицы модулятора. Разработана методика определения погрешности измерения пространственной частоты гармонического сигнала. Погрешность определяется как разность между истинной частотой, соответствующей положению центра дифракционного максимума, и измеренной частотой, соответствующей положению центра пиксела, который имеет максимальный сигнал.uk
dc.description.abstractukУ статтi дослiджується запропонована фiзико- математична модель когерентного оптичного спектроаналiзатора (КОС), що використовує в якостi пристроїв введення та виведення сигналiв матричного модулятора свiтла i приймача випромiнювання. Ця модель дозволяє визначити спотворення у вихiдному сигналi спектроаналiзатора i похибки у визначеннi просторової частоти дослiджуваного сигналу. Дослiдження цiєї моделi показало, що вид сигналу на виходi КОС залежить вiд розмiрiв пiкселiв матриць модулятора i приймача, а також вiд аберацiй i дiаметра вхiдної зiницi Фур’є-об’єктива. Сигнал представляє згортку iдеального спектра вхiдного сигналу з дискретним просторовим спектром пропускання модулятора з подальшою згорткою з дискретною чутливiстю матричного приймача випромiнювання. Це означає, що спектр дослiджуваного сигналу спотворюється просторовим спектром модулятора i матричною структурою приймача випромiнювання. Важливою особливiстю сигналу є його незалежнiсть вiд фазового зсуву, який обумовлений змiщенням центру модулятора щодо оптичної осi спектроаналiзатора. Вихiдний сигнал КОС складається з нескiнченного числа дифракцiйних максимумiв, кожен з яких має три максимуми, вiдстань мiж якими пропорцiйна просторовiй частотi дослiджуваного сигналу. Положення (частота) максимумiв визначається розмiром пiкселя, а їх ширина - розмiром модулятора. Отримано формули для визначення просторової частоти дослiджуваного сигналу, якi суттєво вiдрiзняються вiд традицiйної формули i залежать вiд положення центрального i бокових максимумiв в дифракцiйному максимумi. Похибка вимiрювання частоти залежить вiд розмiру пiкселя приймача, фокусної вiдстанi Фур’є-об’єктива i розмiру матрицi модулятора. Розроблено методику визначення похибки вимiрювання просторової частоти гармонiйного сигналу. Похибка визначається як рiзниця мiж iстинною частотою, що вiдповiдає положенню центра дифракцiйного максимуму, i вимiряної частотою, що вiдповiдає положенню центра пiкселя, який має максимальний сигнал.uk
dc.format.pagerangeС. 78–85uk
dc.identifier.citationInfluence of the Matrix Structure of the Modulator and Detector on the Optical Spectrum Analyzer Output Signal / V. H. Kolobrodov, G. S. Tymchik, V. I. Mykytenko, M. S. Kolobrodov, M. MLutsiuk // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2018. – Вип. 72. – С. 78–85. – Бібліогр.: 11 назв.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/24383
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування: збірник наукових праць, Вип. 72uk
dc.status.pubpublished
dc.subjectdigital optoelectronic spectrum analyzeruk
dc.subjectmatrix light modulatoruk
dc.subjectmatrix detectoruk
dc.subjectspatial spectrum of the imageuk
dc.subjectцифровий оптико-електронний спектроаналiзаторuk
dc.subjectматричний модулятор свiтлаuk
dc.subjectматричний приймач випромiнюванняuk
dc.subjectпросторовий спектр зображенняuk
dc.subjectцифровой оптико-электронный спектроанализаторuk
dc.subjectматричный модулятор светаuk
dc.subjectматричный приемник излученияuk
dc.subjectпространственный спектр изображенияuk
dc.titleInfluence of the Matrix Structure of the Modulator and Detector on the Optical Spectrum Analyzer Output Signaluk
dc.title.alternativeВплив модулятора i фотоприймача на вихiдний сигнал оптичного спектроаналiзатораuk
dc.title.alternativeВлияние модулятора и фотоприемника на выходной сигнал оптического спектроанализатораuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPIRR_2018_72_10Kolobrodov.pdf
Розмір:
1.02 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 72