ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2021. №11
Оглавление выпуска

DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.11.5

УДК: 535.4 (076.5)

АНАЛИЗ СВОЙСТВ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ ОБЪЁМНОЙ ГОЛОГРАММЫ В ГОЛОГРАФИЧЕСКОМ ФОТОННОМ УСТРОЙСТВЕ

А. Г. Прыгунов

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Донской государственный технический университет (ФГБОУ ВО ДГТУ), 344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1

Статья поступила в редакцию 20 декабря 2021 г.

Аннотация. Показана важность применения радиофотоники в устройствах аппаратуры телекоммуникаций. Описаны место и задачи объёмных голограмм в радиофотонных устройствах. Обоснована актуальность задачи исследования свойств избирательности объёмной голограммы, обусловливающих влияние этой голограммы на параметры светового потока в устройстве радиофотоники. Проведён анализ условий экспонирования объёмной голограммы для формирования структуры страт, обеспечивающей её спектральную и пространственную избирательность к световому потоку. Показан обоснованный выбор типа фотоматериала объёмной голограммы для её использования в конструкции радиофотонного устройства. Представлены вариант оптической схемы для записи объёмной голограммы двумя встречными световыми потоками со сферическими волновыми фронтами и уравнение этой голограммы. Перечислены параметры, определяющие структуру страт объёмной голограммы. Проведён анализ условий реконструкции оптического поля, экспонированного на объёмной голограмме. Рассмотрены условия оптимальной реконструкции голограммой оптического поля и его деструкции. Представлены диаграммы углов реконструкции оптических полей объёмной отражательной голограммой. Показано, что при падении на объёмную голограмму реконструирующего светового пучка со сферическим волновым фронтом для того, чтобы обеспечить наибольшее значение энергии реконструированного оптического поля, реконструирующий световой пучок должен быть узконаправленным, а его оптическая ось должна совпадать с одним из направлений оптимальной реконструкции. При этом реконструирующий световой пучок должен находиться между двумя направлениями полной деструкции голограммой оптического поля. Сделан вывод о том, что объёмная голограмма обладает свойствами, как спектральной (к длине волны света), так и пространственной избирательности, что необходимо учитывать при её использовании в радиофотонном устройстве.

Ключевые слова: радиофотоника, объёмная голограмма, структура страт, спектральная и пространственная избирательность, условие Брэгга, оптическое поле, оптимальная реконструкция, деструкция.

Abstract. The importance of the use of radio-photonics in telecommunication equipment is shown. The place and tasks of volumetric holograms in radio-photonic devices are described. The urgency of the problem of studying the properties of selectivity of a volume hologram, which determine the influence of this hologram on the parameters of the light flux in a radio photonics device, has been substantiated. The analysis of the exposure conditions of the volume hologram for the formation of the structure of the striations, providing its spectral and spatial selectivity to the light flux. A reasonable choice of the type of photographic material of a volumetric hologram for its use in the construction of a radio-photonic device is shown. A variant of the optical scheme for recording a volume hologram with two counterpropagating light beams with spherical wave fronts and the equation of this hologram are presented. The parameters that determine the structure of the striations of the volume hologram are listed. The analysis of the conditions for the reconstruction of the optical field exposed on the volume hologram is carried out. Conditions for optimal reconstruction of an optical field by a hologram and its destruction are considered. Diagrams of the angles of reconstruction of optical fields by a volumetric reflective hologram are presented. It is shown that when a reconstructing light beam with a spherical wavefront is incident on a volume hologram, in order to provide the highest value of the energy of the reconstructed optical field, the reconstructing light beam must be narrowly directed, and its optical axis must coincide with one of the directions of optimal reconstruction. In this case, the reconstructing light beam should be located between the two directions of complete destruction of the optical field. It is concluded that a volume hologram possesses the properties of both spectral (to the wavelength of light) and spatial selectivity, which must be taken into account when using it in a radio-photonic device.

Key words: radiophotonics, volume hologram, structure of striations, spectral and spatial selectivity, Bragg condition, optical field, optimal reconstruction, destruction.

Литература

1. Межведомственная программа исследований и разработок в области фотоники на 2017-2020 годы. Разработана на основании Протокола заседания президиума Совета при Президенте РФ по модернизации экономики и инновационному развитию России от 9 июля 2014 г. № 4

2. Белкин М.Е., Кудж С.А., Сигов А.С. Новые принципы построения радиоэлектронной аппаратуры СВЧ-диапазона с использованием радиофотонной технологии. Российский технологический журнал. №1(10). 2016. С.4-20.

3. Милер М. Голография. Ленинград, Машиностроение Ленинградское отделение. 1979. 207 с.

4. Денежкин Е.Н. Оптическая голография. Новосибирск, Издательство НГТУ. 2002. 93 с.

5. Цветков А.Ю., Прыгунов А.Г., Аникейчик Н.Д., Рыбалко И.П., Осипов Н.А. Аналого-цифровое преобразование сигналов с угловой манипуляцией для программно-определяемых радиосистем. Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т.16. №3. С.402–408. doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-3-402-408

6. Габриэльян Д.Д., Демченко В.И., Караваев С.В., Михайлов Н.А., Прыгунов А.Г. Тракт формирования управляющего сигнала голографической системы автоматической регулировки усиления и его моделирование. Радиотехника. 2019. Т.83. №7(9). С.215-221.

7. Звездина М.Ю., Елисеев А.В., Прыгунов А.Г., Русанов Р.И. Использование голографии в задаче стабилизации частоты генераторного оборудования. Электросвязь. 2019. №1. С.29-34.

8. Prygunov, A.G., Sinjutin S.A., Prygunov A.A., Sinjutin E.S. The analysis of strata form in golographic emulsion and a view of an image reconstructed with a Fourier-gologram. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2014. V.9. №12. P.2603-2607.

9. Безуглов Д.А., Прыгунов А.Г., Трепачев В. В. Анализ дифракции света на эталонной голограмме при измерении перемещений объектов пространственно-спектральным методом. Автометрия. СО РАН. 1998. №5. С.21-28.

10. Звездина М.Ю., Прыгунов А.Г., Трепачёв В.В., Прыгунов А.А., Самоделов А.Н. Исследование условий экспонирования эталонной голограммы голографического интерферометра. Физические основы приборостроения. 2012. Т.1. №2. С.65-71.

11. Звездина М.Ю., Прыгунов А.Г., Прыгунов А.А., Шокова Ю.А. Анализ распределения интенсивности оптического поля в эмульсии отражательной фурье-голограммы. Международный независимый институт Математики и систем «МиС». 2015. №1(12).

12. Родионов, С. А. Основы оптики. С. А. Родионов. Санкт-Петербург, ГИТМО. 2000. 364 с.

Для цитирования:

Прыгунов А.Г. Анализ свойств избирательности объёмных голограмм в радиофотонных устройствах. Журнал радиотехники [электронный журнал]. 2021. №11. http://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.11.5