Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра вычислительной техники и защиты информации

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

"ИЗУЧЕНИЕ ЛАЗЕРНОГО УСТРОЙСТВА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО РЕГИСТРАЦИЮ РАЗГОВОРОВ, ВЕДУЩИХСЯ В ПОМЕЩЕНИЯХ"

Выполнил:

Студент факультета ИРТ

группы ЗИ-219

Валеев А.Р.

Проверил:

доцент к.т.н.

Машкина И.В.

Уфа – 2005

1. Цель работы:

а). изучить работу лазера.

б). изучить эффект пе­редачи речевой информации с помощью отраженного от поверхности оконного стекла лазерного излучения.

в). изучить возможности противо­действия съему такой информации с помощью звукопоглощающих материа­лов и конструкций.

2. Краткая теория:

Разработано лазерное устройство, обеспечивающее эффективное обнаружение, подслушивание и регистрацию (перехват) разговоров, ведущихся в помещениях. Дальность действия устройства - 1000м. Устройство сконстру­ировано на основе гелий-неонового лазера, генерирующего электромагнитные колебания в видимой области спектра с (=632,8 нм) и в инфракрасной области спектра (=1150 и 3390 нм) (1000нм=1мкм). Прослушивание и перехват переговоров ведутся благодаря получению отраженного сигнала от обычного оконного стекла, представляющего собой своеобразную мембрану, которая колеблется со звуковой частотой, создавая фонограмму происходя­щего разговора.

Принципиальная схема гелий-неонового лазера:

Давление гелия в газоразрядной стеклянной трубке, диаметром несколько миллиметров и длиной от нескольких десятков сантиметров до 1,5 метра и более – 1, примерно равно 1 мм рт.ст., давление неона - 0,1 мм рт.ст. Трубка имеет катод – 2, накаливаемый низковольтным источни­ком питания, и цилиндрический пустотелый анод – 3. Между катодом и ано­дом на трубку подается напряжение 1-2,5 кВ. Разрядный ток в ней равен не­скольким десяткам миллиампер. Разрядная трубка гелий-неонового лазера помещается между зеркалами 4 и 5.

При нагретом катоде трубки и включенном анодном напряжении труб­ка светится и в ней отчетливо виден газоразрядный столб розового цвета. При правильной ориентации через оба зеркала (но в особенности через зеркало с большим значением коэффициента про­пускания) распространяются хорошо коллимированные интенсивные пучки монохроматического (красного) света с длиной волны 632,8 нм. Эти пучки возникают в результате генерации излучения гелий-неонового лазера.

При использовании лазерного излучения для прослушивания разгово­ров, ведущихся в помещениях, лазерный пучок используется для сканирова­ния (в режиме отражения) поверхности стекла, участки которого испытывают микроперемещения, сопровождающиеся распространением акустической волны.

Вероятная последователь­ность преобразований информации о звуковом поле:

Лазерный пучок падает на поверхность стекла. Плоская монохроматическая волна акустического поля помещения вызывает периодические, упругие деформации по­верхности стекла.

Из-за микродеформаций поверхности изменяется с часто­той звука угол падения (и соответственно угол отражения) сканирующего лазерного пучка – . Это изменение порождает изменение коэффициентов Френеля, зависящих от , а, следовательно, и от угловой частоты колебаний – . Далее, вследствие изменения коэффициентов Френеля, происходит изменение вектора напряженности электрического поля отраженного пучка – . Изменение амплитуды вектора напряженности электрического поля во времени означает вариацию интен­сивности отраженного пучка – . Поэтому следует, что изменение интенсивности отражен­ного лазерного пучка за счет изменения амплитуды несет информацию об акустическом поле помещения. Работа фотоумножителя связана с его реакцией на изменение входного потока света; поэтому в нем образуется переменное напряжение звуковой частоты – . Далее переменное напряжение звуковой частоты преобразуется в звуковое давление на выходе динамика – .