- •«Оптические и оптико-электронные системы»
- •Основные задачи и проблемы в развитии
- •Классификация оэс
- •Понятие системы
- •Обобщенная схема оптико-электронной системы
- •Параметры оптического излучения
- •Законы теплового излучения
- •Спектральный анализ оптических сигналов
- •Сложный периодический процесс
- •Спектр последовательности прямоугольных импульсов
- •Спектр прямоугольного импульса
- •Спектр непериодических сигналов
- •Спектр одиночного импульса
- •Единичный скачок
- •Единичный импульс
- •Оптические сканирующие системы по виду сканирующего элемента подразделяются на:
- •Сканирование плоским зеркалом
- •Сканирование оптическими клиньями
- •Сканирование отверстием
- •Тема 9. Электромеханические модуляторы: принципы работы и построения, форма сигнала и его свойства, особенности, достоинства, недостатки, основные параметры и погрешности.
- •Параметры и погрешности растровых модуляторов
- •Ошибки изготовления растра – модулятора излучения
- •Тема 10 . Оптические системы оэп. Назначение оптической системы. Линзовые, зеркальные и зеркально-линзовые системы в приемном и передающем трактах оэп Оптические системы оэп
- •Линзовые системы
- •Зеркальные системы
- •Зеркально-линзовые системы
- •Оптические системы с конденсором
- •Приемник излучения
- •Спектральная характеристика
- •Спектральная плотность напряжения шума
- •Тема 12. Структура эквивалентной схемы приемника излучения по сигналу, частотная передаточная функция, амплитудно-частотная характеристика, логарифмическая ачх фпу.
- •Шумы фотоприемного устройства и точки их приложения
- •Точки приложения шумов
- •Методы описания шума
- •Общий суммарный шум
- •Оценка диаметра входного зрачка фпу
- •Расчет дальности действия оэп
- •Распределение энергетической силы света в пространстве
- •Пространственная фильтрация
- •Функция веса оптической системы
- •Одномерная и многомерная фильтрация
- •Простейшие виды фильтров
- •Вероятностные характеристики обнаружения
- •Обнаружение методом непосредственного сравнения
- •Оптимальная фильтрация
- •Энергетический расчет эоп
- •Электронно-оптические ик-приборы ночного видения
- •Тема 17. Медицинские оптические приборы: эндоскопы, офтальмологические приборы. Эндоскоп
- •Точечный источник круглой формы и постоянной яркости. Распределение яркости описывается функцией
- •Излучатель в виде отрезка идеальной прямой линии постоянной яркости.
- •Отрезок прямой линии конечной ширины постоянной яркости.
- •Структура поля излучения
- •Реакция фотодетектора на падающий поток
- •Охлаждение приемников излучения
- •Чувствительность фпу как один из параметров, характеризующих его обнаружительную способность
- •Расчет фпу и уровня шумов
- •Московский государственный университет приборостроения и информатики
- •107996, Москва, ул. Стромынка, д. 20
Основные задачи и проблемы в развитии
К основным задачам, которые стоят перед ОЭС следует отнести и:
повышение точности в измерении угловых и линейных величин за счет уменьшения внутри приборных погрешностей, повышения качества современных деталей и узлов, снижение полосы пропускания светофильтров, инерционности некоторых узлов, повышения степени автоматизации, использования средств пространственной и спектральной селекции и др.
уменьшение вредного влияния атмосферы (ослабление излучения в атмосфере, турбулентности, рефракции)
автоматическая обработка оптической информации
К основным тенденциям в развитии следует отнести:
совершенствование параметров и характеристик отдельных элементов и устройств (электрооптические модуляторы, фотоприемные устройства, анализаторы изображения и ряд других узлов),
повышение эксплуатационной надежности элементов и приборов в целом, микроминиатюризация – снижение массы, уменьшение габаритов и энергопотребления как отдельных узлов, так и всего прибора.
Тема 2. Оптико-электронные системы: принципы и критерии классификации, назначение, достоинства и недостатки, области применения. Примеры ОЭС и их параметры. Понятие системы, виды систем. Понятие динамической и статической систем. Модели систем: понятие модели, виды моделей и их назначение.
Обобщенная схема оптико-электронной системы: назначение основных блоков и узлов, особенности в структуре построения. Понятия и назначения структурных, функциональных и принципиальных схем. Оптическая схема как функционально-знаковая модель.
Классификация оэс
Оптико-электронные системы разделяют на классы по различным признакам и в зависимости от цели, используя критерии классификации. Целью каждой классификации, как правило, является ограничение выбора числа моделей для описания ОЭС и выработка подходящего способа описания каждого класса.
К признакам или критериям классификации относятся: область спектра, ширина полосы длин волн, в которой система обладает необходимой чувствительностью, свойство излучения источника, решаемая задача (назначение), способ использования информации, тип источника облучения и др.
В соответствии с выбранными критериями ОЭС различают: системы, работающие в УФ, видимой и ИК областях спектра; спектральные (спектрометры) и интегральные, измерительные и следящие; автоматические и индикационные; активные, полуактивные и пассивные.
Информационные системы предназначены для сбора информации о распределении яркости объектов излучения в различных областях спектра, ее обработки, записи и воспроизведения (телевизоры, телевизионные системы, сканирующие радиометры, лазерные локаторы и т.п.)
Измерительные оптико-электронные системы служат для измерения параметров и физических, геометрических, энергетических характеристик излучающих объектов, системы привязки координат.
Следящие оптико-электронные системы предназначены для автоматического сопровождения объектов излучения, поддержания характеристик и параметров системы на заданном уровне и их измерения по компенсационной схеме (системы ориентации, стыковки, автоматического сопровождения).
Автоматические системы работают по программе и самонастраиваются.
Индикационные выдают информацию в виде пригодном для принятия решения.
Одной из областей широкого применения ОЭС в настоящее время является область научных исследований. Современная оптическая аппаратура обеспечивает измерения с очень высокой точностью и надежностью параметров как непрерывных, так и быстро протекающих процессов. Поэтому среди основных классов ОЭП следует отметить спектральные, фотометрические, интерференционные и поляризационные.
Спектральные приборы – предназначены для разложения сложного спектра излучения на монохроматические составляющие и для измерения их длины волны и интенсивности.
Фотометрические приборы – служат для исследования и измерения энергетических параметров потоков излучения, как сложного спектра, так и монохроматических. Эти приборы измеряют энергию, приносимую волной оптического диапазона, либо одну из величин, связанную с ней.
Интерференционные приборы предназначены для создания интерференционных картин и определения с их помощью одного или нескольких свойств вещества (либо объекта).
Поляризационные приборы – основаны на явлении поляризации света и служат для получения поляризованного излучения при изучении различных процессов в оптически прозрачных и непрозрачных средах (стекла, кристаллы, детали машин, сооружения).