Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов (4-е изд., 1999) (1095908), страница 21

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 21)

5.8) должна удовлетворять 108 условию А = по Б1пгт,т < ~пг — пл, /л в где и,, и,, и — показатели преломления окружающей среды, материала волокна и материала наружного покрытия; о, — угол при вершине входного пучка. Для улучтпения условий работы волокна на его торцовую поверхность часто наносит просветляющее покрытие. Если обозначить показатель преломления этого покрытия через и, то можно легко показать, что коэффициент пропускания волокна увеличивается при возрастании и, и отношения и,/па и при уменьшении и . Коэффициент пр опускания жгута оптических волокон можно рассчитать по формуле т, = А, т,г 11 — р) Б1 по л / А где А, — суммарная полезная площадь торцов волокон; Ар — общая площадь входного торца жгута, включающая и промежутки между волокнами; т,„— коэффициент пропускания волокна; р — коэффициент отражения на торцах волокна; сг„— апертурный угол на входе.

Для конических волокон отношение синусов апертурных углов на входе и выходе определяется отношением диаметров волокна, т.е. а)п о' /Б)п ох =Р/Р'. Высокий коэффициент пропускания, возможность просто осуществлять разложение изображения на элементы, а также передавать энергию с малыми потерями по криволинейному пути открыли широкие перспективы применения таких световодов. Примерами применения волоконных систем может служить перенос изображения с люминесцирующего экрана электронно-лучевой трубки или электронно- оптического преобразователя в любую произвольно взятую плоскость, причем здесь полностью устраняются ореолы и блики.

Особое значение имеет возможность перестройки углового поля прибора. Применяя различные варианты расположения входных и выходных окон волокон, можно реализовать любой нужный закон кодирования или декодирования сигналов, переход от одного вида развертки к другому, а также от двумерного представления пространства к одномерному и многое другое.

Используя конические волокна, можно добиться увеличения или уменьшения изображения. Большой интерес представляет совместное использование волоконной оптики и мозаичных приемников. 109 Рис. 5.9. Оптические компеисаторы 110 111 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов 5.6. Оптические компенсаторы Во многих ОЭП носителем полезной информации об исследуемом илн наблюдаемом объекте является амплитуда потока излучения, собираемого объективом, или изменения этой амплитуды.

В реальных условиях работы ОЭП полезный сигнал Ф может меняться не только при изменении контролируемых параметров объекта (рассогласования х), например его координат, но и по другим причинам, например, вследствие изменений яркости источника, прозрачности среды на пути от источника к объективу, пропускания оптики, чувствительности приемника и т.п. Поэтому одному и тому же сигналу Ф может соответствовать множество рассогласований хг Для достижения однозначной связи между рассогласованием х, и сигналом Ф,, необходимо, чтобы крутизна статической характеристики )в = г(Ф/с(х была постоянной. Эту задачу можно решить, введя в состав оптической системы компенсатор — устройство для компенсации сдвига изображения излучателя. Компенсатор располагается перед объективом или между объективом и анализатором.

Примеры некоторых компенсаторов приведены на рис. 5.9. Обычно компенсация сдвига изображения осуществляется изменением положения компенсатора (поворот, линейное смещение), что приводит к изменению направления или смещению лучей, образующих изображение излучателя. При этом независимо от значения Ф, изображение возвращается в исходное, нулевое положение.

Чем больше сдвиг, тем больше должен повернуться или сместиться компенсатор. Измеряя этот поворот или смещение а и зная масштаб преобразования «рассогласование на входе прибора ф) — сигнал на выходе индикатора рассогласования (а)», можно измерить сдвиг или рассогласование б.

Масштаб этого преобразования можно сделать достаточно большим, т.е. малым значениям )3 могут соответствовать большие значения а. Основными параметрами компенсатора, на основании которых можно оценить целесообразность его использования в ОЭП, являются крутизна)в = т)а/с(5 статической характеристики а =- Я) (для линейной зоны этой характеристики ее иногда называют масштабом преобразования), а также диапазон линейности статической характеристики. Величины а и Д необходимо представлять в одних и тех же единицах, например, для углоизмерительных приборов — в угловых. В табл.

5.1 даны формулы для вычисления параметров некоторых компенсаторов. Эти формулы могут служить для сравнения различных типов компенсаторов. Глава 5. Оптическая система оптико-электронного прибора В табл. 5.1 и на рис. 5.9 обозначено: А — анализатор; Д вЂ” угол рассогласования на входе оптической системы; а — угол поворота компенсатора; Ьр, — допуск на линейность статической характеристики; / ' — фокусное расстояние объектива системы; а — шаг винта; и — показатель преломления материала, из которого изготовлен оптический компенсатор; о — преломляющий угол клина; х — линейное смещение компенсатора; 5 = Г-1 (à — видимое увеличение телескопической линзы с фокусным расстоянием /'„); е — угол падения лучей на преломляющую грань клина; ЛĄ— методическая погрешность вычисления параметров компенсатора.

Ю.Г. Якушенкое. Теория и расчет оптико-злектронных приборов И ф о х ~ Ф~„ мэ с» тт с3 Ь ч Фт тт й сс. В у э лс. б И Ь еэ 62. ы чл ь| х Ы ~ и И~1 В 6 к о и а х Й3" о 8'о 3хй хи и о „уД ыо И„~ и х х И о х о щ П й о х П чэ ~ сэ: -. 4~- от Г ч л л б х «о а~ ча ет 1) х .и с» \ и» ~О от сл нл и - с» 'е сэ к х аль, И ы т о сс'. ч] то 'ч О ФЗ х ф х и ЦДот +~д Ф О о кк х сГ Ф чл Е' Глава 5. Оптическая система оптико-электронного прибора Ю,Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электроннмк приборов БЛ.

Бленды. Борьба с внешними и внутриприборными засветками в оптической системе Глава 5. Оптическая система оптико-электронного прибора Для борьбы с рассеянным излучением, возникающим при наличии так называемых боковых помех, находящихся за пределами углового поля ОЭП, используются оптические бленды. Часто яркость этого рассеянного излучения заметно превышает яркость фоновых помех, находящихся в угловом поле объектива. Иногда боковые помехи создают не только рассеянное излучение, но и яркие блики на оптических поверхностях, поверхностях оправ и приемнике излучения.

Простейшая бленда, установленная соосно оптической оси объектива, показана на рис. 5.10. Излучение от боковой помехи П проходит входное окно бленды, а затем рассеивается, отражается и поглощается на ее внутренней поверхности, которая должна хорошо поглощать это излучение. Рассеянная доля излучения через выходное окно бленды попадает в объектив и может попасть на приемник. Наи- меньший угол тр, образуемый идущими от я помехи лучами с оптической осью, называется углом засветки бленды. Одним из основных параметров блен- г ч ., ~вц, и к., У под которым понимают отношение освещенности от боковой помехи на входном окне бленды к освещенности рассеянного излучения на ее выходном окне. Значение К, зависит от угла засветки тр.

Поэтому значение тр,при которомК, достиРис. 5.10. Простейшая бленда гает заданного значения, называется уг- лом допустимой засветки [261. По конструкции бленды можно разделить на круговые, двойные, кольцевые и сотовые (рис. 5.11). Выбор типа бленды зависит от многих факторов: от требуемого значения К,,допустимых размеров и массы бленды, характеристик помех, углового поля объектива и др. Наиболее распространены круговые бленды.

Их внутренние цилиндрические поверхности имеют червов диффузно отражающее покрытие, а на полированные и оксидированные поверхности плоских диафрагм наносятся просветляющие покрытия для подавления зеркальной составляющей рассеянного излучения в направлении выходного окна бленды. 114 Лактя Рис. 5.11. Оптические бленды (сечеиия): а — круговая. б — двойные, в — кольцевая, г — сотовая Расстановка диафрагм внутри бленды проводится путем геометрических построений хода лучей, которые учитывают требуемое число отражений на боковых цилиндрических поверхностях. Круговые бленды обеспечивают К,= 5.10ь.

Двойные бленды позволяют получить самые большие значения коэффициента ослабления (К,< 10 ). Они состоят из двух частей: основной, которая непосредственно воспринимает излучение от боковой помехи, и дополнительной, защищающей выходное окно бленды от излучения, рассеянного и отраженного основной блендой. Эти части двойной бленды могут быть цилиндрическими, коническими, эллиптическими.

В узкопольных центрированных зеркальных объективах эффективно используются кольцевые бленды (К,< 10в). Внутри их корпуса симметрично продольной оси обычно размещаются круговые диафрагмы, огибающие кромок которых образуют усеченный конус с углом 2ш при вершине, равным угловому полю объектива. Такая конструкция не вносит переменного виньетирования по полю. Наименьшие размеры имеют сотовые бленды, представляющие собой систему трубчатых элементов, расположенных перед объективом параллельно его оптической оси.

Для них коэффициент Х, достигает примерно 10 ...10в. Сотовые бленды вносят переменное виньетирование пучков лучей от наблюдаемого объекта, что является их сутцественным недостатком, поэтому их применяют только для,очень узкопольных объективов. Кроме описанных бленд иногда в ОЭП используются складные бленды, что заметно усложняет конструкцию прибора, а также простейшие светозащитные козырьки.

Характеристики

Список файлов книги