Теоретические основы оптико-электронных приборов - Мирошников М.М.
Скачать (прямая ссылка):
в пределах от долей секунды до десятков секунд. Прибор позволяет различать объекты при разности температур около 1°С.
Эвапорография (регистрация путем испарения) ведет свое начало с опытов Д. Гер-шеля, который в 1840 г. использовал для этих целей тонкую фильтровальную бумагу, смоченную спиртом и закопченную со стороны, обращенной к объекту. В 1927 г. Черни в Берлине развил метод Гершеля, использовав вместо испарения спирта возгонку нафталина и камфары. Последующие работы Вилленберга, а
т-, п , г\г) о л также Черни и Молле
Рис. 9. Эвапорограф ЭВ-84 г
v F 4 позволили настолько
усовершенствовать эва-порографию, что во время второй мировой войны в Берлинском университете был создан первый прибор—эвапорограф EVA. В 1950 г. в Кембридже (США) построен аналогичный прибор фирмой «Бэрд ассошиэтс инкорпорейшн». Предполагалось использовать этот прибор для военных целей, но в 1956 г. он был использован в промышленности.
В Советском Союзе сотрудниками Государственного оптического института им. С. И. Вавилова Г. П. Фаерманом, В. Н. Синцовым и др. разработан эвапорограф ЭВ-84, внешний вид которого представлен на рис. 9.
В преобразователе теплового изображения Суга и Иосихара используется конденсация на мембрану не паров жидкости, а аэрозоля, частицы которого конденсируются на участках с более низкой температурой. Для рассматривания получившегося
24 [
1
§ 8. ОБЗОР И АНАЛИЗ ПОЛЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ЗА СЧЕТ СКАНИРОВАНИЯ
Обзор пространства в системах со сканированием узким полем осуществляется посредством вращения или качания зеркал, призм или объективов, а также движения диафрагм и щелей. При этом происходит перемещение поля зрения в пределах заданного поля обзора по определенному закону так, что след оптической оси прибора описывает в пространстве предметов круг, циклоиду или другую фигуру. После просмотра всех точек поля обзора движение повторяется.
Системы сканирования узким полем позволяют получить большую площадь обзора при достаточно малом мгновенном угле поля зрения, что увеличивает чувствительность прибора к излучению малоразмерных удаленных источников излучения, уменьшая влияние фона. Однако при заданном времени обзора в результате сканирования узким полем получаются короткие импульсы фототока, для усиления которых необходимо широкополосное усиление.
Обычно осмотр поля обзора осуществляется по заранее заданному закону и неизменной программе, однако в принципе возможно построение систем, в которых с большей подробностью осматриваются те области поля обзора, где вероятность появления объекта велика, и с меньшей подробностью — те, где вероятность мала. Если появление объекта в той или иной точке поля обзора равновероятно, задача выбора оптимального закона сканирования значительно усложняется.
Существует мнение, что эффективность сканирования может быть повышена за счет преднамеренного введения элемента случайности в процедуру обзора (случайный поиск). Это мнение основано на результатах исследования зрительного аппарата человека и животных, которые показывают, что регулярного обзора пространства в природе не осуществляется. Траектория движения глаз при просмотре объекта носит случайный характер, причем наибольшая площадь сканирования соответствует тем участкам поля обзора, где сосредоточено наибольшее количество информации. Пока не ясно, каким образом можно в полной мере воспроизвести в приборе реализуемый зрительными органами животных случайный поиск.
Однако есть все основания утверждать, что в ближайшее время на основе новейших достижений оптоэлектроники, волоконной оптики и телевизионной техники такие устройства будут созданы.
§ 9. РАСТРОВЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ ПОЛЯ ИЗЛУЧЕНИЯ
Сканирование большого пространства узким полем встречает серьезные препятствия, так как скорости сканирования ограничены инерционностью приемника, чувствительностью прибора и воз-
26
ясностями быстрого перемещения элементов оптической си-*°мы, осуществляющих сканирование.
С1^ В связи с этим приходится расширять мгновенное поле зре-системы, определяющее ширину сканирующего поля. Однако пои этом возникают две трудности: во-первых, размеры поля зрения начинают превышать допустимые ошибки измерения угловых ко<-одинат цели и точный отсчет их текущих значений, например по положению центра поля зрения прибора, становится невозможным; во-вторых, помехоустойчивость оптико-электронного при-б.-^а уменьшается, так как большее поле зрения улавливает соответственно бильшее излучение фона.
Указанные трудности удается в некоторой степени преодолевать, подвергая анализу изображение, создаваемое оптической системой прибора, с помощью специальных растров, называемых в разных случаях анализаторами, координаторами и модуляторами. Растр размещается в картинной плоскости оптической системы и перемещается относительно изображения поля излучения, поэтому на приемник, находящийся за растром, падает модулированное излучение, причем модуляция осуществляется так, что параметры модулированного сигнала (амплитуда, частота, фаза, длительность импульса и т. д.) зависят от положения и размеров источника излучения.
