Цифровое устройство управления лучом лазера

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЛУЧОМ ЛАЗЕРА(71) Заявитель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(72) Авторы Мацкевич Артур Николаевич Какошко Юрий Алексеевич Шматин Сергей Григорьевич Шматин Александр Сергеевич Яцкевич Геннадий Михайлович Тихонова Екатерина Юрьевна Шаболтиев Вячеслав Викторович(73) Патентообладатель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(57) Цифровое устройство управления лучом лазера, содержащее регистр адреса, двухвходовые конъюнкторы, времязадающие элементы, представляющие собой цепочку из ряда резисторов и одного конденсатора, усилитель, ультразвуковой преобразователь с акустооптической средой, отличающееся тем, что в него введен многовходовой логический элемент, реализующий функцию Пирса, выход которого соединен с первыми входами двухвходовых конъюнкторов, а также введены ряд конденсаторов и ряд резисторов, которые соединены между собой по одному выводу общей шиной и с инвертором, причем один вывод каждого конденсатора соединен с соответствующим ему резистором и с одним из входов многовходового логического элемента, реализующего функцию Пирса, а вторые выводы конденсаторов соединены с выходом соответствующего двухвходового инвертора и с соответствующими входами другого многовходового логического элемента,реализующего функцию Пирса.(56) 1. Щербак Ю.М., Сагайдак В.И. Акустооптический дефлектор в составе голографического запоминающего устройства. Электронная схема управления. Оптические методы обработки информации. - Минск Наука и техника, 1978. - С. 68-71. 2. А 1499235 1, МПК 013/00, 1989. Предлагаемое техническое решение относится к электронному приборостроению и может быть использовано, в частности, в оптоэлектронной вычислительной технике сверхвысокой производительности. Известно устройство 1, содержащее устройство контроля, коммутирующее устройство, дешифраторы, импульсные ключи, генераторы с импульсной модуляцией, усилителя мощности, акустооптические ячейки. Основными недостатками данного устройства являются ограниченность частотного диапазона и невозможность его расширения без конструкторского решения, взаимное наложение частот при реализации одной рабочей частоты, что влечет за собой снижение стабильности генерации частот и точности позиционирования лазерного луча. Ближайшим техническим решением, принятым в качестве прототипа, является устройство, содержащее регистр адреса (коммутатор), двухвходовые конъюнкторы, времязадающие элементы, представляющие собой цепочку из ряда резисторов и одного конденсатора, усилитель, ультразвуковой преобразователь с акустооптической средой,оптический расщепитель, линейки фотоприемников, блок сравнения сигналов и формирователь сигналов 2. Причем времязадающие элементы представляют собой цепочку из ряда резисторов и одного конденсатора. Недостатком данного устройства является низкая точность позиционирования луча лазера, которая приводит к наложению позиций и соответственно к ухудшению разрешающей способности всего устройства. Данный недостаток порожден использованием в устройстве несимметричной и взаимосвязанной времязадающей цепи, состоящей из ряда резисторов и одного конденсатора. Данный конденсатор участвует одновременно в формировании каждой генерируемой частоты всей сетки дискретных частот. Все паразитные переходные процессы конденсатора снижают стабильность генерируемых частот, это приводит к неполному переключению устройства управления лучом лазера (дефлектора). Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение точности позиционирования и разрешающей способности устройства управления лучом лазера. Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении полезной модели, является расширение динамического диапазона позиционирования устройства управления лучом лазера. Для решения поставленной задачи при осуществлении полезной модели в устройство,содержащее регистр адреса (коммутатор), двухвходовые конъюнкторы, времязадающие элементы, представляющие собой цепочку из ряда резисторов и одного конденсатора,усилитель, ультразвуковой преобразователь с акустооптической средой, дополнительно введены многовходовой логический элемент, реализующий функцию Пирса, - многовходовой дизъюнктор с инверсией, выход которого соединен с первыми входами двухвходовых конъюнкторов, а также введены ряд конденсаторов и ряд резисторов, которые соединены между собой по одному выводу общей шиной и с инвертором, причем один вывод каждого конденсатора соединен с соответствующим ему резистором и с одним из входов многовходового логического элемента, реализующего функцию Пирса, - многовходового дизъюнктора с инверсией, а вторые выводы конденсаторов соединены с выходом соответствующего двухвходового инвертора и с соответствующими входами другого многовходового логического элемента, реализующего функцию Пирса, - многовходового дизъюнктора с инверсией. 2 80082012.02.28 Данное решение позволяет сформироватьнезависимых времязадающих цепей, не влияющих на генерацию смежных частот, то есть каждая времязадающая цепь состоит из конденсатора и соответствующего ему резистора. Это решение исключает паразитное взаимное влияние генерируемых частот. На фигуре представлена функциональная схема предложенного цифрового устройства управления лучом лазера. Устройство управления лучом лазера состоит из регистра адреса (коммутатор) 1, на вход которого подается цифровой код 1, 2, 3 из ЭВМ, а выходы регистра соединены с двухвходовыми конъюнкторами 3, 4, 5. Вторые входы этих конъюнкторов соединены между собой и с выходами первого многовходового дизъюнктора с инверсией 2. Между выходом второго дизъюнктора с инверсией 6 и входами дизъюнктора с инверсией 2 включены резисторы 1, 2 , причем к каждому резистору включены соответствующие конденсаторы, вторые выводы которых включаются к выходам тоже соответствующих инверторов, то есть времязадающая цепь 11 включается к инвертору 2, цепь 22 - к инвертору 3 и т. д. и- к инвертору 5 (то есть к -ому инвертору). Объединенный выход резисторов 1- через инвертор 7 и усилитель-формирователь 8 соединен со входом акустооптической ячейки с акустической средой 9, куда поступает излучение оптического квантового генератора (ОКГ), то есть луч лазера. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Цифровой код адреса 1 поступает на двухвходовые конъюнкторы с инверсией 35, которые реализуют функцию Шеффера. Цифровые сигналы, снимаемые с этих логических элементов, включают определенную комбинацию времязадающих элементов , которая соответствует определенной дискретной частоте генерациии соответственно определенной позиции луча лазера, выходящего из дефлектора, то есть из акустооптической ячейки, так как, где- угол позиционирования, на который отклоняется лазерный луч,длина волны в акустооптической ячейке,- скорость света в фотоупругой среде,- частота возбуждения. При подаче, например, на вход логических элементов 3-5 кода 1000010 на первый конденсатор 1 и предпоследний -1 с выхода соответствующих логических элементов будут поданы сигналы низкого уровня, которые преобразуются логической схемой 6 в сигнал высокого уровня. Перезаряд конденсаторов 1 и предпоследнего конденсатора будет определять период колебаний 1(1-1)экв, где- коэффициент пропорциональности временного интервала, экв - эквивалентное сопротивление первого и предпоследнего резисторов. Отсюда следует, что частота генерации определяется как 1 1 и, соответственно, угол отклонения лазерного луча -11 . Максимальная(в этом случае конденсаторы соединяются параллельно). Таким образом, предлагаемое цифровое устройство управления лучом лазера обладает более высокой точностью позиционирования и разрешающей способностью и обеспечивает возможность расширения динамического диапазона позиционирования устройства управления лучом лазера. Осуществление полезной модели позволяет реализовать высокоточное цифровое устройство управления лучом лазера. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3