Физика (Оптика)_ЛЕКЦИИ И ВОПРОСЫ / OF6_7_Прикладная оптика_mini

6.7.Прикладная оптикака

6.7.1.Волоконная оптика

6.7.2.Тепловидение

6.7.3.Основы голографии

6.7.4.Методы дистанционного зондирования

All rights reserved. This lecture, or parts of it, mayay notnot bebe reproduced in any form without written permission ofof thethe authorauthor..

В качестве иллюстраций использованы как оригинальные рисунки и фотографии автора, так и изображения лицензионного типа Royalty Free, предназначенные для свободного использования (за исключением специально отмеченных).

Every reasonable effort has been made to give reliable data and information, but the author cannot assume responsibility for the validity of all materials or for the consequences of their use.

Author have a reason to believe that a number of makes mentioned constitute trademarks, but they were not designated as such ONLY to save space.

Статья 1274 Гражданского Кодекса РФФ.. Свободное использование произведенияия вв информационных, научных, учебных или культурныхурных целяхцелях

1. Допускается без согласия автора или иного правообладателя и без выплаты вознаграждения, но с обязательным указанием имени автора, произведение которого используется, и источника заимствования:

1)цитирование в оригинале и в переводе в научных, полемических, критических или информационных целях правомерно обнародованных произведений в объёме, оправданном целью цитирования, включая воспроизведение отрывков из газетных и журнальных статей в форме обзоров печати;

2)использование правомерно обнародованных произведений и отрывков из них в качестве иллюстраций в изданиях, радио- и телепередачах, звуко- и видеозаписях учебного характера в объёме, оправданном поставленной целью.

6.7.1. Волоконная оптикака

Волоконная оптика – раздел оптики, в котором изучаются распространение света и передача информации по световодам.

Волоконно-оптический кабель связи выполнен на основе волоконных световодов; используется в системах оптической связи (в диапазоне частот 1013÷10 15 Гц). Характеризуется невосприимчивостью к различного рода помехам, низкими потерями. В системах многоканальной связи позволяет образовать сотни тысяч телефонных каналов.

Оптическое волокно

(Optical fibre)

Оптическое волокно – нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.

Стеклянные оптические волокна делаются из кварцевого стекла, но для дальнего инфракрасного диапазона могут использоваться другие материалы, такие как фторцирконат, фторалюминат и халькогенидные стекла. Как и другие стекла, эти имеют показатель преломления около 1,5.

В настоящее время развивается применение пластиковых оптических волокон. Сердечник в таком волокне изготовляют из полиметилметакрилата (PMMA), а оболочку из фторированных PMMA (фторполимеров).

Оптическое волокно

(Optical fibre)

Оптическое волокно, как правило, имеет круглое сечение и состоит из двух частей – сердцевины и оболочки. Для обеспечения полного внутреннего отражения абсолютный показатель преломления сердцевины несколько выше показателя преломления оболочки. Например, если показатель преломления оболочки равен 1,474, то показатель преломления сердцевины – 1,479. Луч света, направленный в сердцевину, будет распространяться по ней. Возможны и более сложные конструкции: в качестве сердцевины и оболочки могут применяться двумерные фотонные кристаллы, вместо ступенчатого изменения показателя преломления часто используются волокна с градиентным профилем показателя преломления, форма сердцевины может отличаться от цилиндрической. Такие конструкции обеспечивают волокнам специальные свойства: удержание поляризации распространяющегося света, снижение потерь, изменение дисперсии волокна и др.

Оптические волокна, используемые в телекоммуникациях, как правило, имеют диаметр (125 ± 1) микрон. Диаметр сердцевины может отличаться в зависимости от типа волокна и национальных стандартов.

6.7.2. Тепловидение

Так как в сторону неба система наземных тел не является замкнутой, то равновесия между телами у поверхности Земли и их излучением не устанавливается. Поэтому все тела, температура которых несколько больше, чем температура земной поверхности, могут быть зафиксированы в микроволновом диапазоне как излучающие объекты. Увидеть такие источники ИК излучения можно только с помощью специальных приборов, в которых микроволновое невидимое глазом излучение регистрируется датчиками ИК излучения и преобразуется в модулированные электрические сигналы, которые управляют электронным пучком, дающим на экране кинескопа видимое изображение предметов.

Схема теплопеленгатора: 1 – приёмник теплового излучения; 2 – оптическая система, улавливающая излучение; 3 – блок управления системы сканирования; 4 – электромоторы системы сканирования; 5 – усилитель электрических сигналов; 6 – датчики положения оптической системы; 7 – индикаторный блок

Тепловой аэроснимок (вверху) и фотоснимок сопровождения (внизу) аварии на городской теплосети

Тепловой аэроснимок акватории Финского залива