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 – .