Оптический выравнивающий фильтр
Оптический элемент или система элементов, предназначенные для коррекции волнового фронта светового пучка. Они устраняют аберрации (искажения), вызванные несовершенством линз или неоднородностью среды прохождения, приводя фазу волны к нужному распределению.
Близкие слова
- корректирующая оптика
- компенсатор искажений
Лазерный луч, прошедший через выравнивающий фильтр, стал идеально параллельным и не рассеивался на большом расстоянии.
В микроскопах высокого разрешения используются специальные линзы-корректоры, выполняющие роль выравнивающих фильтров для компенсации сферической аберрации.
Фильтр в обработке сигналов
Электронная цепь или цифровой алгоритм, который изменяет амплитудно-частотную характеристику сигнала так, чтобы неравномерность усиления или затухания в разных частотных полосах была устранена. Цель — сделать передачу всех составляющих спектра равномерной.
Близкие слова
- корректор амплитудно-частотной характеристики
- эквалайзер (в широком смысле)
Выравнивающий фильтр в усилителе звуковой частоты компенсирует спад высоких частот, возникающий из-за сопротивления кабеля.
В системах связи выравнивающие фильтры применяются для борьбы с межсимвольной интерференцией, вызванной многолучевым распространением радиоволн.
Принцип работы в радиотехнике
Любая реальная линия передачи или усилительный тракт имеет неравномерную характеристику: одни частоты проходят лучше, другие хуже. Если подать на вход такой системы сложный сигнал (например, музыку или цифровые данные), то на выходе он будет искажен: высокочастотные составляющие могут ослабнуть сильнее низкочастотных. Выравнивающий фильтр строится так, чтобы его собственная характеристика была зеркальной по отношению к искажениям канала. Он усиливает те частоты, которые были подавлены, и ослабляет те, которые прошли слишком сильно. В результате суммарная характеристика системы становится близкой к идеальной (равномерной) в рабочем диапазоне.
Оптическая коррекция волнового фронта
В оптике понятие «выравнивание» относится к фазе световой волны. Идеальный параллельный пучок света имеет плоский волновой фронт. Однако при прохождении через атмосферу, стекло или оптические системы этот фронт искажается. Выравнивающий фильтр (часто это адаптивная оптика или специально рассчитанная линза) вносит контролируемые задержки в разные участки пучка. Если в одном месте фронт «опережает», а в другом «отстает», фильтр добавляет задержку там, где нужно, и убирает её там, где она избыточна. В итоге на выходе получается правильный сферический или плоский фронт, что позволяет фокусировать свет в дифракционно-ограниченное пятно.
Отличие от других типов фильтров
Важно не путать выравнивающие фильтры с режекторными или полосовыми. Режекторный фильтр удаляет узкую полосу частот (например, сетевой шум), а полосовой оставляет только нужный диапазон. Выравнивающий же фильтр работает во всей широкой полосе пропускания, но меняет амплитуду внутри неё нелинейно, чтобы компенсировать неравномерность. Он не отсекает лишнее, а «подтягивает» слабые части спектра и «приглушает» чрезмерно сильные, стремясь к ровной линии на графике АЧХ.