Московский Государственный Университет Приборостроения и Информатики

Кафедра «Приборы и информационно-измерительные системы»

Лабораторная работа

«Исследование характеристик оптико-механического модулирующего устройства»

Методическое пособие по лабораторному курсу «Оптико-электронные приборы и системы»

Выполнила

студентка 4 курса

группа ПР6-08-01

Глазкова Наталья

Москва 2011г.

Цель работы: Ознакомление с принципами действия оптико-механических модуляторов оптического излучения, требованиями к их конструкции, выяснение путей повышения качества модулирующих устройств.

Введение

Современные оптические приборы во многих случаях предопределяют прогресс в развитии больших и важных направлений науки, техники и производства.

По своей структуре в большинстве случаев это сложные автоматические оптико-электронные системы (ОЭС), имеющие оптические, механические, электронные и электромеханические устройства, каждое из которых имеет определенный круг задач. Широкое распространение таких приборов обусловлено рядом достоинств электромагнитного колебания ультрафиолетового, видимого и инфракрасного диапазонов, как источника и переносчика информации. К этим достоинствам следует отнести:

- электромагнитное излучение позволяет судить о процессах, происходящих как в микро-, так и в макромире;

- использование электромагнитной энергии, как носителя первичной информации позволяет свести до минимума воздействие экспериментатора на результат измерений;

- электромагнитное излучение как носитель информации обладает значительной емкостью и пропускной способностью, обусловленное тем, что информация об исследуемом объекте может содержаться в амплитуде, фазе и частоте электромагнитного колебания в необычайно широком диапазоне спектра; пространственная плотность излучения оптического диапазона выше плотности излучения радиодиапазона;

и ряд других достоинств.

Характерной особенностью современных оптических приборов является то, что по структуре и составу элементов они представляют собой ОЭС, в которой первичная информация поступает в виде электромагнитного излучения, а последующая обработка осуществляется как в оптических, так ив электронных устройствах.

Одним из основных узлов ОЭС является анализатор изображения или модулятор, преобразующий пространственное распределение освещенности в пространстве изображений во временную последовательность проходящего через него потока излучения. Если до анализатора изображения информация, содержащаяся в электромагнитном излучении, являлась функцией нескольких переменных (координат, длины волны, времени), то на выходе вся информация определяется параметрами потока излучения и может быть полностью описана функцией одной переменной (временной). То есть до анализатора изображения сигнал в ОЭС, необходимо считать многомерным, а после - одномерным.

Функции, выполняемые анализаторами изображения и модуляторами, а, следовательно, и требования предъявляемые к ним, зависят от типа ОЭС, в состав которых они входят.

Одной из функций анализатора (или модулятора) является формирование такой последовательности полезного сигнала, которая способствует его наилучшей фильтрации от помех в электронном тракте усиления и обработки сигнала, преобразует распределение освещенности в пространстве изображений или яркости в пространстве предметов в такую последовательность потока на выходе модулятора, в параметрах которого содержится информация об интенсивности излучения и координатах отдельных источников в пределах просматриваемого пространства.

Таким образом, модуляция оптического сигнала позволяет решить следующие задачи:

- преобразовать лучистый поток от различных участков исследуемого объекта в сигнал, являющийся функцией времени;

- определить угловые координаты излучающего объекта, отличающиеся по энергетическим характеристикам излучения от окружающего фона;

- отфильтровать сигналы, создаваемые малоразмерными объектами от сигналов протяженного фона, т.е. создать наилучшие условия для осуществления пространственной фильтрации. Целью работы является ознакомление студентов с принципами действия оптико-механических модуляторов оптического излучения, требованиями к их конструкции, выяснение путей повышения качества модулирующих устройств.