Содержание

Стр.

Введение……………………………………………………....3

1. Когерентная оптика и оптическая обработка информации……………………………………………………………...5

1.1. Свойства света и его параметры……………………………...5

1.2. Оптоэлектронные приборы и устройства…………………....9

1.3. Монохроматичность, когерентность и поляризация

света……………………………………………………………11

1.3.1. Монохроматическое излучение……………………………11

1.3.2. Когерентность…………………………………………….....13

1.3.3. Поляризация излучения………………………………….....17

1.3.4. Состояние и степень поляризации света………………......18

2. Геометрическая оптика………………………………………20

2.1. Распространение света…………………………………….......20

2.2. Преломление и отражение света на границе двух

однородных сред……………………………………………..22 2.3. Особенности распространения оптического излучения

в световодах………………………………………………….25 2.3.1. Конструкция волоконного световода………………………25

2.3.2. Потери излучения в световодах из кварцевых стекол…….27

2.4. Взаимодействие света с веществом……………………….....30

2.5. Классификация оптоэлектронных приборов

и устройств…………………………………………………...32

2.6. Пассивные оптические элементы……………………………34

2.6.1. Тонкие линзы и объективы ………………………………...34

2.6.2. Коллиматоры………………………………………………...34

2.6.3. Зеркальный телескоп…………………………......................35

2.6.4. Матричное описание оптических систем..………………..38

2.6.5. Абберация оптических систем………… …………………..39

2.6.6. Градиентные линзы…………………………………………39

3. Дисперсия, дифракция и интерференция света…………....41

3.1. Дисперсия света………………………………………………..41

3.2. Дифракция света………………………………………………43

3.3. Интерференция света и интерферометры…………………...45

3.4. Двухлучевые интерферометры………………………………48

3.4.1. Интерферометр Майкельсона……………………………....48

3.4.2. Эшелон Майкельсона………………………………………..49

3.4.3. Интерферометр Фабри-Перо ……………………………….50

3.4.4. Интерферометр Фабри-Перо на клине……………………..50

3.4.5. Аналог интерферометра Фабри-Перо……………………...51

3.4.6. Интерферометр Маха-Цендера……………………………..52

3.5. Волоконно-оптические и интегрально-оптические

интерферометры…………………………………………....53

1. Волоконно-оптический интерферометр Фабри-Перо…….53

2. Волоконно-оптический интерферометр Маха-Цендера….54

5. Планарные диспергирующие элементы

интегральной оптики……………………………………….55

1. Планарные волноводы……………………………………...55

2. Волноводные диспергируюшие элементы………………...56

3. Многоканальные волоконно-оптические линии связи…...58

4. Электрооптические и магнитооптические устройства…...59

4.1. Электрооптические эффекты……………………………........59

4.1.1. Поперечный электрооптический эффект Поккельса……...62

4.1.2. Продольный электрооптический эффект Поккельса……...63

4.1.3. Квадратичный электрооптический эффект Керра………..64

4.2. Электрооптические модуляторы света…..…………………..66

4.2.1. Электрооптические модуляторы на основе

продольного эффекта Поккельса………………………….66

2. Электрооптические модуляторы на основе

поперечного эффекта Поккельса………………………….68

2. Электрооптические модуляторы ВЧ и СВЧ………………68

2. Модуляторы на жидких кристаллах…………………….69

1. Физические свойства жидких кристаллов………………...70

3. Электрооптический эффект в ЦТСЛ – керамике…………70

4. Магнитооптические эффекты……………………………...71

5. Акустооптические модуляция……………………………...74

   1. Явления фотоупругости…………………………………….74

   2. Акустооптические преобразователи……………………….74

   3. Свойства регулярных дифракционных решеток………….76

   4. Конструкция и особенности функционирования

акустооптического модулятора…………………………….78

5.Оптическая обработка информации……………………….....79

5.1.Описание оптического сигнала………………………………..79

5.2. Методы Фурье-анализа………………………………………..80

5.2.1. Частотный спектр одномерных сигналов………………....80

5.2.2. Разложение оптического сигнала в пространственно-

временной спектр…………………………………………..82

5.2.2.1.Двумерный оптический сигнал и его информационная

структура…………………………………………………….82

5.2.2.2.Дискретизация оптического сигнала……………………...83

5.2.2.3.Дискретное двумерное преобразование Фурье…………..83

5.3. Аналоговые оптические процессоры………………………...84

5.3.1. Акустоооптические процессоры и их применение………84

5.3.2. Оптический процессор двумерного преобразования

Фурье………………………………………………………..85

5.4. Оптоэлектронные АЦП……………………………………….87

5.4.1. Поляризационные электрооптические АЦП……………...91

5.4.2. Фазовые электрооптические АЦП…………………………95

5.4.3. Гибридные электрооптические АЦП…………………….100

6.. Радиооптические системы…………………………………….104

6.1. Классификация радиооптических систем……………..........104

6.2. Структурные схемы основных

радиооптических систем………………………………..106

6.2.1. Система с открытым каналом……………………………..106

6.2.2. Компоненты радиооптической системы с открытым

каналом…………………………………………………..107

6.2.3. Передающие оптические модули…………………………109

6.2.4. Передающие оптические антенны………………………...111

6.2.5. Источники излучения………………………………….......114

6.2.5.1. Светоизлучающие диоды………………………………..114

6.2.5.2. Лазерные диоды………………………………………….116

6.2.5.3. Лазеры…………………………………………………….119

6.2.6. Приемный оптический модуль………………………….124

6.2.6.1. Приемные антенны ……………………………………...124

6.2.6.2. Компоненты приемного модуля………………………127

7. Распространение электромагнитного излучения

в атмосфере………………………………………………….132

7.1. Электрические и метеорологические характеристики

атмосферы………………………………………………...134

7.1.1 Молекулярное поглощение радиоволн в парах воды

и в кислороде…………………………………………….136

7.1.2.Влияние аэрозолей, дымки, туманов на ослабление

коротковолнового и оптического излучения………….137

7.1.3.Ослабление энергии радио и оптического

излучения в гидрометеорах…………………………….139

7.1.4. Влияние рефракции радиоволн и оптического

излучения на связь ……………………………………..141

7.1.5. Потери энергии оптического излучения на

преодоление замираний……………………………….......145

7.1.6. Распространение электромагнитных волн в ионосфере……………………………………………………………….......148

8. Лазерные локационные системы………………………......149

8.1. Схема лазерной локационной системы……………………..149

8.1.1. Многофункциональная система лазерной локации ……..151

8.1.2. Лазерные системы управления оружием…………………154

8.1.3. Лазерные системы связи и стыковки

космических аппаратов…………………………………154

8.1.4. Расчет параметров оптической системы связи…………...155

9. Обзорно-поисковые оптические системы………………..157

9.1. Системы с последовательным построением отдельных

участков изображений…………………………………...159

9.2. Двухканальные системы……………………………………..165

9.3. Измерение дальности………………………………………...173

9.3.1. Импульсные дальномеры………………………………….174

9.3.2. Фазовые дальномеры…………………………………........178

9.4. Измерение скорости………………………………………..181

9.4.1 Измерение скорости с помощью некогерентного

излучения…………………………………………………181

9.4.2. Дифференциально-интерференционный метод3

измерения скорости……………………………………..183

9.4.3. Дифракционный метод измерения скорости……………..184

9.4.4. Измерение скорости в поле движущихся

отсчетных точек…………………………………………186

9.5. Измерение угловых координат……………………………189

9.5.1. Система кодирования без воспроизведения

изображения…………………………………………….190

9.5.2. Система кодирования с воспроизведением

изображения……………………………………………197

Заключение………………………………………………………..202

Библиографический список……………………………………...203