Теория и расчет оптико-электронных приборов - Якушенков Ю.Г.
ISBN 5-88439-035-1
Скачать (прямая ссылка):
Условие атермализации можно записать в следующем виде:
-(1 + ав.АГ).^(^) +аоп.1)0о6щ=0. (5.17)
5*
131 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов
В табл. 5.7 приводятся данные о значениях Vя dD0/dT (для единичного эквивалентного фокусного расстояния) для ряда распространенных оптических материалов, используемых при проектировании ОЭП, работающих в диапазоне 8...12 мкм [2, 30, 38].
Таблица 5.7
Значення V и dDB/d.T для ряда материалов
Материал V dDJdTlW
NaCl 19 -95
CsI 234 -172
GaAs 107 66
Ge 864 126
CdTe 150 53
ZnS 23 31
ZnSe 58 34
AgCl 54 -92
KPC- 5 165 -229
IRG 100 105 20
В работе [38] описывается графо-аналитический метод выбора оптических материалов, основанный на одновременном обеспечении условий ахроматизации и атермализации оптической системы ОЭП.
Решая систему уравнений (5.15)— (5.17) и размещая на графике в ортогональной системе координат (V, yV) точки, соответствующие значениям V и yV, можно подобрать комбинацию материалов, обеспечивающую минимум хроматических аберраций и расфокусировки из-за изменения температуры. Например, для трехлинзовой системы наилучшего результата можно достичь в том случае, если для материалов, из которых изготовлены линзы, треугольник, образованный при соединении прямыми точек (V, уУ), будет иметь наибольшую площадь.
Контрольные вопросы
1. Какие параметры и характеристики передающей и приемной оптических систем ОЭП должны быть согласованы между собой?
2. Какие параметры объектива ОЭП оказывают заметное влияние на его разрешающую способность и почему?
3. Как можно уменьшить расходимость пучка лучей на выходе передающей оптической системы? Сравните различные способы уменьшения этой расходимости между собой.
4. Дайте сравнительную характеристику линзовых и зеркальных оптических систем ОЭП.
5. Сравните достоинства и недостатки схем, представленных на рис. 5.6 и 5.7.
132 Глава 5. Оптическая система оптико-электронного прибора
6. Назовите возможные способы уменьшения площади чувствительного слоя приемника излучении путем изменения конструкции оптической системы ОЭП и ее параметров.
7. Дайте сравнительную характеристику абсорбционных и интерференционных фильтров.
8. Какие параметры и характеристики интерференционного оптического фильтра зависят от места его расположения в оптической системе?
9. Какие параметры и характеристики оптических материалов следует учитывать в первую очередь при проектировании ОЭС, предназначенной для получения изображения земной поверхности в диапазоне 8...13 мкм и расположенной на борту космического летательного аппарата, например системы исследования природных ресурсов? Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов
Глава 6. ПРИЕМНИК ИЗЛУЧЕНИЯ КАК ЗВЕНО ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО ПРИБОРА
6.1. Краткая классификация приемников излучения, используемых в оптико-электронных приборах
Устройство, предназначенное для преобразования оптического сигнала в электрический, называют приемником оптического излучения (приемником излучения, фотоприемником). К приемникам оптического излучения часто относят устройства, преобразующие ИК или УФ излучение в видимое, например, электронно-оптические преобразователи, фотопленки различных видов и другие фоточувствительные материалы, а также фотоприемные устройства (ФПУ), в которых в единую конструкцию объединены собственно приемник (ПИ) и схема предварительной обработки электрического сигнала, например схема предварительного усиления.
Помимо преобразования одного вида энергии (оптической) в другой (электрическую) многие специальные приемники излучения и ФПУ выполняют в ОЭП и другие функции: преобразуют закон распределения освещенности (а не просто поток излучения) в соответствующий электрический сигнал, служат для анализа закона распределения освещенности в изображении, определения координат изображений и их отдельных зон, фильтрации полезного сигнала на фоне помех и т.д. Типичными ПИ такого типа являются электровакуумные передающие телевизионные трубки, а также их твердотельные аналоги, например ПЗС-матрицы. Некоторые из этих функций и особенностей таких ПИ будут описаны в последующих главах.
В данной главе рассматриваются наиболее общие свойства приемников, в первую очередь, как преобразователей энергии оптического
134 Глава 6. Приемник излучения как звено оптико-электронного прибора
излучения в электрический сигнал, важные для согласования приемника с другими звеньями ОЭП, а также для выполнения перечисленных выше функций.
Приемники излучения разделяются на два основных класса — фотоэлектрические (фотонные) и тепловые. Принцип действия фотоэлектрических ПИ основан на внешнем (фотоэлементы, фотоэлектронные умножители и др.) или внутреннем (фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы и др.) фотоэффекте. Все фотоэлектрические ' приемники являются селективными, т.е. их чувствительность зависит от частоты (или длины волны) излучения, падающего на приемник.
В тепловых ПИ энергия оптического излучения сначала преобразуется в тепловую, а лишь затем происходят изменения свойств приемника: возникает термоЭДС (термоэлементы), изменяется проводимость (болометры) или диэлектрическая постоянная (пироэлектрические ПИ), формируется чувствительный слой (эвапорографы) и т.д. Тепловые приемники неселективны.
