Пропускание оптической системы
Характеристики пропускания оптической
системы
находятся с учетом типа оптической
системы, материалы и толщины ее
компонентов. В зависимости от решаемой
задачи ОЭС содержит как передающую, так
и приемную оптические системы.
Оптические системы оптико-электронных
приборов, используемых в современной
технике, создаются на базе линзовых,
зеркальных и зеркально-линзовых
оптических систем.
Пример. Необходимо рассчитать пропускание оптической системы в спектральном диапазоне 8-10 мкм, состоящей из защитного стекла 1 (KCl) толщиной 2 мм, зеркального объектива 2 (К-8 с отражающим покрытием из алюминия), плоского зеркала 3 (рис.2.9).
Рисунок 2. 9 - Оптическая система
Защитное стекло,2- зеркальный объектив, 3- плоское зеркало
Решение. Спектральный коэффициент пропускания данной оптической системы будет определяться следующим выражением:
,
(2.11)
где
- спектральный коэффициент пропускания
защитного стекла,
- спектральный коэффициент отражения
зеркального объектива,
- спектральный коэффициент отражения
плоского зеркала.
Так как зеркальные покрытия объектива
и плоского зеркала из одного материала,
выражение можно упростить:
.
Находим в приложении 4 график спектрального
коэффициента пропускания для материала
KCl толщиной
мм. Определяем значения коэффициента
пропускания для данного материала в
спектральном диапазоне 8 -10 мкм и заносим
их во второй столбец таблицы 2.4.
Спектральный коэффициент пропускания
изменяется по экспоненте в зависимости
от толщины образца и для защитного
стекла необходимой нам толщины
мм определяется по формуле:
, (2.12)
где
-
удельный коэффициент поглощения
материала, 1/см. Его мы можем определить,
используя график спектрального
коэффициента пропускания для материала
KCl толщиной
мм, с помощью формулы:
. (2.13)
Таким образом, сначала вычисляем спектральный удельный коэффициент поглощения материала, а затем спектральный коэффициент пропускания этого материла необходимой нам толщины. Результаты расчета заносим в таблицу 2.4.
Таблица 2.4 – Результаты расчета
|
|
|
|
8,0 |
0,91 |
0,0094 |
0,9813 |
8,5 |
0,91 |
0,0094 |
0,9813 |
9,0 |
0,90 |
0,0105 |
0,9792 |
9,5 |
0,90 |
0,0105 |
0,9792 |
10 |
0,90 |
0,0105 |
0,9792 |
Зеркальное покрытие объектива и плоского
зеркала является алюминиевым, находим
в приложении 4 график спектрального
коэффициента отражения данного покрытия.
Определяем необходимые нам значения в
данном спектральном диапазоне и заносим
их в таблицу 2.5. Далее, используя формулу
(2.5), вычисляем спектральный коэффициент
пропускания оптической системы,
результаты заносим в таблицу и строим
график зависимости
(рис.2.10).
Таблица 2.5
-
8,0
0,9813
0,76
0,5668
8,5
0,9813
0,76
0,5668
9,0
0,9792
0,76
0,5656
9,5
0,9792
0,76
0,5656
10
0,9792
0,76
0,5656
Рисунок 2.10 - Пропускание оптической системы