Лабораторная работа №4

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНОСТИ ОТКЛИКА ПЗС МАТРИЦЫ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Ознакомиться с работой ПЗС – матрицы. Проверить возможность применения модели точечного источника света для освещения ступенчатого ослабителя и регистрации светового потока. Получить экспериментальные зависимости отклика регистрирующей системы от заведомо линейно ослабленного светового потока при различных расстояниях от осветителя.

Введение в теорию. Измерение ширины спектра мощных монохроматичных источников света связано с измерением ширин колец интерференционной картины по полувысоте в интерферометре Фабри−Перо (ИФП). Отклик системы регистрации её далеко не всегда адекватно (линейно) соответствует воздействующему на него световому потоку. Тогда уровень полувысоты кольца (и ширины спектра) может определяться некорректно. Особенно остро проблема линейности регистрации отклика стояла в случае использования фотоплёнок или фотопластинок. Существенные ошибки возникали в этом случае из-за недостаточного учёта условий проявления и фиксации фотоматериалов (температура, химический состав компонентов и т.д.).

Обычно производилась коррекция зарегистрированного сигнала с помощью фотометрирования ступенчатого ослабителя, освещенного так же, как и ИФП и на тот же фотоматериал.

Использование ПЗС структур позволяет автоматизировать процесс обработки интерференционной картины ИФП и корректно определять ширину спектра различных источников.

Ослабить интенсивность света падающего на ступенчатый ослабитель, (~1/R², где R – расстояние от источника до поверхности; модель точечного источника света), можно за счёт увеличения расстояния от лампы до него при неизменном фокусном расстоянии ПЗС матрицы от ступенчатого ослабителя. Для этого каждой команде студентов, выполняющих работу, задаются свои расстояния (не менее трёх).

По результатам исследования студенты должны сделать вывод о правомерности применения указанной модели.

Приборы и материалы: Лампа накаливания с равномерно формируемым световым потоком. Ступенчатый ослабитель. Фотоаппарат Canon SX200 или подобный цифровой аппарат. Компьютер с программами ввода и обработки данных. Линейка.

Ход работы.

1. Получение снимка ступенчатого ослабителя.

В начале работы необходимо закрепить камеру на стержне в рейтере.

Все действия над камерой выполняются нажатием соответствующей кнопки и если при этом есть выбор из нескольких пунктов, его можно осуществить поворотом “диска управления”; после этого подождите ~3 секунды (меню выбора исчезнет) и переходите к следующему пункту.

Если вы не успели воспользоваться “диском управления” - просто повторите операцию. Если случайно нажали кнопку “Func. Set”, нажмите её ещё раз для отмены.

1. Далее включите камеру нажатием кнопки “включить/выключить”.

2. Переключатель светочувствительности = auto

3. Переключатель режимов = Tv (возможно придётся выбрать М)

4. Отключить вспышку.

5. З адержка спуска = 2с.

6. Настроить “оптический зум” на лучшее увеличение (лучшим будет близкое к максимальному)

7. Выб рать “ручной фокус”; настроить “диском управления” необходимый фокус (следует учитывать, что фокусное расстояние зависит от настройки регулятора “оптический зум”).

8. Выключите “Подсветка AF ”.

9. С делайте необходимое число снимков спусковой кнопкой затвора.

10. Выключите камеру.

11. Подсоедините с помощью mini-USB к компьютеру, включите и перенесите снимки в компьютер (кнопка “загрузить все”).

12. Выключите камеру.

13. Закройте окно digiKam (экспорт снимков)