63110 (695206), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

2) применение специальных средств «визуализации» невидимого
излучения (ЭОП, электронно-лучевых трубок и т. д.) пли приемни­ков УФ и ИК излучения;

использование специальных материалов для преломляющих
и отражающих элементов ОП;

применение УФ и ИК источников излучения;

изменение некоторых показателей качества например разреша­ющей способности и т. п.

В качестве материалов в УФ и ИК приборах используются раз­личные марки стекол и ряд кристаллов, многие из которых харак­теризуются низкой стойкостью к влаге и механическим воздействиям. Это-обстоятельство требует создания особых условий не только. При изготовлении из них оптических деталей, но и при сборке.

Безусловно, основной особенностью таких приборов является использование соответствующих спектральных диапазонов излуче­ния, что приводит к необходимости выбора пригодных для этой цели источников и приемников.

В качестве источников УФ и ИК излучения широкое распростра­нение получили обычные лампы накаливания, которые излучают электромагнитное излучение в широкой области спектра. Для ис­пользования УФ и И К областей спектра в этом случае применяются фильтры с различной шириной полосы пропускания, поглощающие излучение ненужных спектральных интервалов. В настоящее время широкое применение нашли источники (ОКГ, светодиоды), излу­чающие в узкой полосе спектра. Существующие ОКГ излучают и в УФ, и в ИК спектральных областях. Их излучение является моно­хроматическим, а угол расходимости (для газовых ОКГ) не пре­вышает нескольких угловых минут. Светодиоды имеют излучение от 0,5 до 0,9 мкм с полосой пропускания около 40-100 нм и углом расходимости около 35° (для плоского световода).

Чрезвычайно разнообразны и приемники УФ и ИК излучения. Здесь можно применять приемники с внешним и внутренним фотоэффектом. Из первых наибольшее распространение получили фотоэлектрические умножители, имеющие спектральную область чувствительности от 0,3 до 1,2 мкм, высокую чувствительность до 10 мкА/лм, малый темповой ток от 0,05 до 5 мкА и низкую инер­ционность до с, однако для использования их необходимы источники высокого напряжения до 1,7 кВ. Из приемников с вну­тренним фотоэффектом широкое распространение получили фоторезисторы на основе халькогенидов свинца; интерметаллические германиевые фоторезисторы, работающие эффективно до 60 мкм при охлаждении до -190 °С; германиевые и кремниевые фотодиоды ( мкм); фоторезисторы ( мк:) и др.

Фотодиоды часто объединяются в матрицы и линейки, имеющие свои схемы управления, например приборы с зарядовой связью (ПЗС). В настоящее время, поданным Д. Ф. Барба, разработаны монолитные ПЗС приемника на основе InSb (с использованием SiON в качестве изолятора). Имеются матрицы приемников с числом элементов 16х24, чувствительные элементы которых с площадью расположены с шагом 66 мкм. Плотность темпового тока при 77° К составляет 100 нА/ , спектральный диапазон — 3-5 мкм. В пер­спективе предполагается получение матриц с числом элементов 16 х64. Часто в ИК приборах используются электронно-оптические преобразователи ИК излучения в видимое.

Наличие соответствующих приемников излучения в составе при­бора позволяет осуществлять окончательную юстировку собранного OП с контролем параметров прибора при помощи собственных приемников.

Основные трудности проявляются в процессе предварительной сборки оптических и оптоэлектронных узлов прибора, когда тракт преобразования информации разорван. В этом случае обычно при­меняются два различных подхода к контролю качества юстировки: 1) с использованием видимого излучения; 2) юстировка в условиях, аналогичных условиям функционирования узлов, т.е. в УФ и ИК области спектра.

При осуществлении первого подхода узлы приборов юстируются с применением источников света, дающих видимое излучение. В ка­честве приемника излучения используется человеческий глаз. Опе­рационный контроль в процессе юстировки выполняется па тех же КЮП с использованием обычных методических приемов. При этом результаты выполнения котировочных операций (в частности, окон­чательное положение элементов прибора относительно котировочных баз) не соответствуют реальному их положению при нормальном функционировании ОП. Это определяется различием в длинах волн, применяемых при функционировании и юстировке , что влияет на показатель преломления. Например, при изготовлении силовой оптики из фтористого бария, имеющего (для =0,589 мкм), его показатель преломления для =2,0 мкм примет значение =1,4646, а для =6,0 мкм - 1,4440. Такое изменение n приведет при переходе от юстировки к функционирова­нию к изменению фокусного расстояния линзы на величину =2,7 мм (для =2 мкм) и =11,4 мм (для =6,0 мкм).
Эти значения получены для линзы с 30 мм и =50 мм.
Существенно зависит от разрешающая способность оптических
систем: например, для зрительных труб (при =1,2 мкм) критерий
Рэлея выглядит как β=300/D и как β=138/D (при =0,55 мкм),
т. е. β в ИК области ухудшается почти в 2,5 раза. Естественно, что
подобные изменения можно прогнозировать, но осуществление кот-
роля при таком подходе крайне неудобно.

Материалы, применяемые для ИК иди УФ областей, непрозрачны для видимой области, например кремний, имеющий n = 3,56 для =1 мкм. Понятно, что юстировка и контроль оптики, изготовленной из таких материалов, в видимой области спектра вообще невозможны.

Отсюда следует, что единственно приемлемым в настоящее время является контроль подобных ОП именно в той области спектра, для которой они предназначены. Этому во многом способствует, как указывалось выше, появление большого количества приемников излучения, предназначенных для УФ и ИК областей спектра.

Рассмотрим метод юстировки блока призм Дове для ближней ИК области. Необходимость в изготовлении крупных призм Дове из частей — призм Дове меньших размеров — диктуется экономическими и технологическими соображениями. Однако при склейке вследствие погрешности углов при основании и смещений частей на клею в поле зрения прибора получается несколько изобра­жений, так как из-за указанных погрешностей составная призма эквивалентна четырем зеркалам с отражающим" поверхностями, не параллельными оси пучка лучей. Контроль склейки призмы вы­полняется на установке, состоящей из зеркального коллиматора и зрительной трубы с ИК видиконом.

Часто в процессе юстировки используют оптоакустичиские уста­новки U§H, позволяющие преобразовать ИК излучение в звук, сила которого пропорциональна энергии излучения. Такие устрой­ства могут оказаться полезными при юстировке и центрировке опти­ческих систем в процессе предварительного ориентирования эле­ментов относительно энергетической оси пучка излучения, приня­того в качестве базы.

Известны визуализаторы ИК излучения ОКГ, которые могут применяться при центрировке оптических систем относительно заданных баз.

Широкое применение для «визуализации» ИК и УФ излучения получили жидкие кристаллы, которые изменяют окраску в за­висимости от интенсивности-излучения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Справочник конструктора оптико-механических приборов под редакцией Панова В.М., Машиностроение, 2000. - 742с.

2. Справочник технолога-оптика под редакцией М.А. Окатова, Политехника Санкт-Петербург, 2004. - 679 с.

3. Запрягаева Л.А., Свешникова И.С. Расчет и оптических систем. М. Логос, 2000. - 581 с.

4. Апенко М.И., Запрягаева Л.А., Свешникова И.С. Задачник по прикладной оптике, Высшая школа, 2003. - 591 с.

5. Прикладная оптика под редакцией Дубовика А.С Машиностроение, 2002. - 470 с.

6. Погарев Г.В. Юстировка оптических приборов Машиностроение, 2002. - 320 с.

7. Якушенков Ю.Г. Основы оптико-электронного приборостроения. ЭКСМО, 2007.- 270 с.

Характеристики

Список файлов реферата