- •В.Ш. Берикашвили э.А. Засовин а.К.Черепанов
- •Оптоэлектронные и радиооптические устройства и системы
- •Монография
- •Москва 2010
- •Введение
- •1. Когерентная оптика и оптическая
- •1.1. Свойства света и его параметры
- •1.2. Оптоэлектронные приборы и устройства
- •1.3. Монохроматичность, когерентность и поляризация света
- •1.3.1. Монохроматическое излучение
- •1.3.2. Когерентность
- •1.3.3. Поляризация излучения
- •1.3.4. Состояние и степень поляризации света
- •2. Геометрическая оптика
- •2.1. Распространение света
- •2.2. Преломление и отражение света на границе двух однородных сред
- •2.3. Особенности распространения оптического излучения в световодах
- •2.3.1. Конструкция волоконного световода
- •2.3.2. Потери излучения в световодах из кварцевых стекол
- •2.4. Взаимодействие света с веществом
- •2.5. Классификация оптоэлектронных приборов и устройств
- •2.6. Пассивные оптические элементы
- •2.6.1. Тонкие линзы и объективы
- •2.6.2. Коллиматоры
- •2.6.3. Зеркальный телескоп
- •2.6.4. Матричное описание оптических систем
- •2.6.5. Аберрации оптических систем
- •2.6.6. Градиентные цилиндрические линзы (гцл)
- •3. Дисперсия, дифракция и интерференция света
- •3.1. Дисперсия света
- •3.2. Дифракция света
- •3.3. Интерференция света и интерферометры
- •3.4. Двухлучевые интерферометры
- •3.4.1. Интерферометр Майкельсона
- •3.4.2. Эшелон Майкельсона
- •3.4.3. Интерферометр Фабри-Перо
- •3.4.4. Интерферометры Фабри-Перо на клине
- •3.4.5. Аналоги интерферометра Фабри-Перо
- •4.6. Интерферометр Маха-Цендера
- •1 ¬ Лазер одномодовый, 2 ¬ расширитель луча, 3, 6 ¬ полупрозрачные пластины, 4, 7 ¬ зеркала, 5 ¬ исследуемая среда, 8 ¬ видеокамера, 9 ¬ интерфейс, 10 ¬ пк
- •3.5. Волоконно-оптические и интегрально-оптические интерферометры
- •3.5.1. Волоконно-оптический интерферометр Фабри-Перо
- •3.5.2. Волоконно-оптический интерферометр Маха-Цендера
- •3.6. Планарные диспергирующие элементы интегральной оптики
- •3.6.1. Планарные волноводы
- •3.6.2. Волноводные диспергирующие элементы
- •3.6.3. Многоканальные волоконно-оптические линии связи
- •4. Электрооптические, магнитооптические и акустооптические устройства
- •4.1. Электрооптические эффекты
- •4.1.1. Поперечный электрооптический эффект Поккельса
- •4.1.2. Продольный электрооптический эффект Поккельса
- •4.1.3. Квадратичный электрооптический эффект Керра
- •4.2. Электрооптические модуляторы света
- •4.2.1.Модуляторы на основе продольного электрооптического эффекта Поккельса
- •4.2.2.Электрооптические модуляторы на основе поперечного электрооптического эффекта Поккельса
- •4.2.3. Электрооптические модуляторы вч и свч
- •4.3. Модуляторы на жидких кристаллах
- •4.3.1. Физические свойства жк
- •4.4. Электрооптический эффект в цтсл-керамике
- •4.5. Магнитооптические эффекты
- •4.6. Акустооптическая модуляция
- •4.6.1. Явление фотоупругости
- •4.6.2. Акустооптические преобразователи
- •4.6.3. Свойства регулярных дифракционных решеток
- •4.6.4. Конструкция и особенности функционирования акустооптического модулятора
- •5. Оптическая обработка информации
- •5.1. Описание оптического сигнала
- •5.2. Методы Фурье-анализа
- •5.2.1. Частотный спектр одномерных сигналов
- •5.2.2. Разложение оптического сигнала в пространственно-временной спектр
- •5.2.2.1. Двумерный оптический сигнал и его информационная структура.
- •5.2.2.2. Дискретизация оптического сигнала
- •5.2.2.3. Дискретное двумерное преобразование Фурье
- •5.3. Аналоговые оптические процессоры
- •5.3.1. Акустооптические процессоры и их применение
- •5.3.2. Оптический процессор двумерного преобразования Фурье
- •5.4. Оптоэлектронные ацп
- •5.4.1. Поляризационные электрооптические ацп
- •5.4.2. Фазовые электрооптические ацп
- •5.4.3. Гибридный электрооптический ацп
- •6. Радиооптические системы
- •6.1. Классификация радиооптических систем
- •6.2. Структурные схемы основных радиооптических систем
- •6.2.1. Система с открытым каналом
- •6.2.2. Компоненты радиооптической системы с открытым каналом
- •6.2.3. Передающие оптические модули
- •6.2.4. Передающие оптические антенны
- •6.2.5. Источники излучения
- •6.2.5.1. Светоизлучающие диоды
- •6.2.5.2. Лазерные диоды
- •6.2.5.3. Лазеры
- •Приемный оптический модуль
- •Приемные антенны
- •6.2.6.2. Компоненты приемного модуля
- •7. Распространение электромагнитных волн в атмосфере
- •7.1. Электрические и метеорологические характеристики атмосферы
- •7.1.1. Молекулярное поглощение радиоволн в парах воды и в кислороде
- •7.1.2. Влияние аэрозолей, дымки, туманов и облаков на ослабление коротковолнового и оптического излучения
- •7.1.3. Ослабление энергии радио и оптического излучения в гидрометеорах
- •7.1.4. Влияние рефракции радиоволн и оптического излучения на связь
- •7.1.5. Потери электромагнитной энергии на преодоление замираний
- •7.1.6. Распространение электромагнитных волн в ионосфере
- •8. Лазерные локационные системы
- •8.1. Схема лазерной локационной системы
- •8.1.1. Многофункциональная система лазерной локации
- •8.1.2. Лазерные системы управления оружием
- •8.1.3. Лазерные системы связи и стыковки космических аппаратов
- •8.1.4. Расчеты параметров оптической связи
- •9. Обзорно–поисковые оптические системы
- •9.1. Системы с последовательным построением отдельных участков изображения
- •9.2. Двухканальные системы
- •9.3. Измерение дальности
- •Импульсные дальномеры
- •9.3.2. Фазовые дальномеры
- •9.4. Измерение скорости в лабораторных условиях
- •9.4.1. Измерение скорости с помощью некогерентного излучения
- •9.4.2. Дифференциально-интерференционный метод измерения скорости
- •9.4.3. Дифракционный метод измерения скорости
- •9.4.4. Измерения скорости в поле движущихся отсчетных точек
- •9.5. Измерение угловых координат
- •9.5.1. Система кодирования без воспроизведения изображения
- •9.5.2. Система кодирования с воспроизведением изображения
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Содержание
Заключение
Монография посвящена принципам когерентной оптики, оптоэлектроники, акусто-оптики, интегральной оптике и устройствам на их основе. Подробно рассматриваются вопросы формирования оптических пучков. Изучаются электро-оптические эффекты Поккельса, Фарадея, Керра, устройства, основанные на этих эффектах и устройства на жидких кристаллах. Конкретные приложения отражены в разделе, посвященном аналого-цифровым преобразователям различного вида: оптическим, акусто-оптическим, оптоэлектронным и т.д.
В монографии описываются радио-оптические системы наблюдения и визуализации, оптико-локационные системы, системы наблюдения за местностью и окружающим пространством, системы обнаружения и распознавания объектов, определения их дальности и скорости.
Рассмотрены различные методы (последовательный и параллельный) обзора местности, проанализированы их преимущества и недостатки; пассивные и активные системы обнаружения при одно-координатном и двух-координатном сканировании местности в воздушной и водной средах ,с использованием неподвижных и подвижных носителей.
В монографии излагаются общие принципы построения радио-оптических систем и описываются компоненты, входящие в их состав: передающие и приемные модули, источники и приемники излучения, приемные и передающие антенны, анализируются методы приема оптических сигналов.
Приведены теоретические и экспериментальные данные по анализу влияния метеорологических факторов (осадки, дымки, туманы), молекулярного поглощения, турбулентности и рефракции на распространение оптического излучения.
Рассмотрена структурная схемы и работа многофункциональной лазерной системы, использующейся для определения координат и скоростей объектов, а также в системах управления оружием и стыковки космических аппаратов.
Большое внимание уделено методам измерения скорости объектов, в частности, описаны системы, использующие интерференционный и дифракционный методы.
Библиографический список
1. Евтихиев Н.Н., Засовин Э.А., Мировицкий Д.И. «Волоконная и интегральная оптика в информационных сис темах» М., МИРЭА, 1987
2. Евтихиев Н.Н., Каринский С.С., Мировицкий Д.И. «Когерентно-оптические системы передачи и обработки информации» М., МИРЭА, 1987 г.
3. Берикашвили В.Ш., Мировицкий Д.И. «Элементная ба за волоконно-оптических систем передачи информации» М., МИРЭА, 2002 г.
4. Евтихиев Н.Н., Компанец И.Н., Краснов А.Е. и др. под ред. Евтихиева Н.Н. «Информационная оптика» М., Изд-во МЭИ, 2000 г.
5. Белов А.А., Белокопытов Г.В., Логгинов А.С. и др. под ред. проф. Логгинова А.С. (МГУ физфак) «Основы Радиофизики» М., УРСС, 1996
6. Акаев А.А., Майоров С.А. «Оптические методы обра-ботки информации» М., Высшая школа, 1988
7. Окоси. «Волоконно-оптические датчики» (пер. с Яп.) С.-П. Атомэнергоизд., 1992
8. Бусурин В.А., Носов Ю.Р. «Волоконно-оптические датчики», 1989
9. Пихтин А.Н. Оптическая и квантовая электроника и оптоэлектроника. М.: Высш. школа, 2001. 574 с.
10 Быстров Ю.А. Оптоэлектронные приборы и устройст- ва. М.: Радио Софт, 2001.
11. Розеншер Э., Винтер Б. Оптоэлектроника. М.: «Техносфера», 2004 591 с.
12. Мартынов В.В., Кольцов А.В. Полупроводниковая оптоэлектроника. М.: Радио и связь, 1999, 280 с.
14. Хансперджер Р.. Интегральная оптика. Теория и тех-нология – М.: «Мир», 1985. 379 с.
15. Фриман Р.. Волоконно-оптические системы связи.-М.: Техносфера, 2003.
16. Ермаков О.Н. Прикладная оптоэлектроника. М.:Техносфера, 2004. 414 с
17. Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы: Глава 9: - М.: «Лань», 2002, 479 с.
18. Иванов А.Б. Волоконная оптика. М.: Сайрус Систем, 1999, 671 с.
19. Гребнев А.К., Гридин В.Н., Дмитриев В.П. Оптоэлектронные элементы и устройства. М.: Радио и связь, 1998, 336 с.
20. Берикашвили В.Ш., Черепанов А.К. Электронная техника. М.: ACADEMIA, 2005, 367 с.
21. Радиотехнические и радиооптические системы./
Э.А.Засовин, А.Б. Борзов и др.;под общ. ред. Э.А. Засовина; М.: Издательский дом «Круглый год», 2001. – 751 с.
22. Б.А. Красюк, Г.И. Корнеев. Оптические системы
связи и световые датчики: вопросы технологии. – М.: Радио и связь, 1985. 191 с.
23. В.В. Молебный. Оптико-локационные системы. –
М.: Машиностроение, 1981. 181 с.