3.2 Розрахунок обєктивної лінзи лінзи

Вихідні дані:

1. Матеріал лінзи КО1

2. Світловий діаметр D_св=12мм.

3. Фокусна відстань лінзи f = 15 мм.

4.Розрахункова довжина хвилі λ=4мкм.

Розрахунок ведеться аналогічно до розрахунку коліматорної лінзи:

Із квадратних дужок знаходимо : q=

Знаходимо радіуси кривизни поверхонь:

r₂=-2,96r₁

r₁=7,0758 мм; r₂=-20,944 мм;

Передня головна площина: S_H=0,653 мм;

Передній вершинний фокальний відрізок: S_F=-14,347мм;

Перерахунок радіусів: R₁=6,7678 мм;

Аналогічно до задньої поверхні:

S_H’=-1,9342 мм; S_F’=13,066 мм;

R₂=-18,244 мм;

Стандартні значення радіусів за ГОСТ 1807-75 [4]:

R₁=6,792(R₂₅₀) мм; R₂=-18,298 (R₅₀₀) мм;

Оцінка сферичної аберації при уточнених значеннях R₁ і R₂: q=0,4586 ;

тоді коефіцієнт аберації із (3.4):

=-1,3269*10^-4 [1/мм³];

W=-0,42 мм

Оцінимо поздовжню хроматичну аберацію :

.

4 Енергетичний розрахунок

Вихідні дані:

1. Джерело випромінювання ­­– лампа типа ТРШ 1500-2300

• розмір випромінюючої ділянки 2×2,3 мм²;

• колірна температура T=1500K.

2.Вікна кювети:

-матеріал КО1;

-товщина d= 2мм;

-світловий діаметр D_св=12мм.

3.Коліматорна лінза :

-матерял КО1

-товщина по осі d=3,5мм;

-фокусна відстань 30мм;

-світловий діаметр D_св.=12мм.

4.Обєктивна лінза:

-Матеріал КО1;

-Товщина по осі d=5мм;

-Фокусна відстань 15мм;

-Cвітловий діаметр D_св=12мм.

5.Приймач випромінювання ФУО 614-5 який має такі параметри:

-розмір чутливої площадки 1×1 мм;

-інтегральна вольтова чутливість для джерела з T=573 К:

S_e= В /Вт;

-питома виявляюча здатність D^*=2,5×10⁹ см×Гц^1/2/Вт.

4.1 Енергетичий розрахунок робочого кналу

4.1.1Розрахунок величини світлового потоку випромінювання тілом розжарювання при колірній температурі T=1500K в тілесному куті ω, в спектральному діапазоні від λ₁=4,15мкм до λ₂=4,42мкм.

Визначимо величину променевого потоку повного випромінювача (АЧТ) з площею випромінюючої поверхні s_дж при температурі T_K в спектральному інтервалі Δλ = λ₁ – λ₂.

Доля повного променевого потоку , що припадає на спектральний інтервал Δλ, може бути визначена за формулою :

де r(λ,T)- функція спектральної густини випромінюванності АЧТ при температурі T .

Якщо через x₁ і x₂ позначити значення аргументу x , що відповідають межам інтервалу λ₁ і λ₂ , то отримаэмо:

Якщо ввести позначення:

Тоді можна записати:

Ф’_АЧТ=[z(x₂)-z(x₁)] Ф_АЧТ

Визначаємо довжину хвилі максимального випромінювання АЧТ нагрітого до температури T_K за законом Віна:

Розрахуємо λ_max для температури 1500K:

Z(x₁)=0,758

Z(x₂)=0,787

Ф’_АЧТ=(0,787-0,758) 1500⁴ 5,67 10^-12 0,046=0,03855 Вт.

Для переходу від АЧТ до реальної лампи розжарювання необхідно ввести коефіцієнт сірості ε(λ,T),тобто можна записати:

Ф’_дж=Ф’_АЧТ ε(λ,T) (4.6)

Підставляючи наші значення у формулу дістанемо:

ε_w(λ,T)=0,077

Ф’_дж=0,077 0,03855=2,968 10^-3 Вт.

ε_w(λ,T) визначаємо за відповідними таблицями для даної температури і cередньої довжини хвилі.