- •«Оптические и оптико-электронные системы»
- •Основные задачи и проблемы в развитии
- •Классификация оэс
- •Понятие системы
- •Обобщенная схема оптико-электронной системы
- •Параметры оптического излучения
- •Законы теплового излучения
- •Спектральный анализ оптических сигналов
- •Сложный периодический процесс
- •Спектр последовательности прямоугольных импульсов
- •Спектр прямоугольного импульса
- •Спектр непериодических сигналов
- •Спектр одиночного импульса
- •Единичный скачок
- •Единичный импульс
- •Оптические сканирующие системы по виду сканирующего элемента подразделяются на:
- •Сканирование плоским зеркалом
- •Сканирование оптическими клиньями
- •Сканирование отверстием
- •Тема 9. Электромеханические модуляторы: принципы работы и построения, форма сигнала и его свойства, особенности, достоинства, недостатки, основные параметры и погрешности.
- •Параметры и погрешности растровых модуляторов
- •Ошибки изготовления растра – модулятора излучения
- •Тема 10 . Оптические системы оэп. Назначение оптической системы. Линзовые, зеркальные и зеркально-линзовые системы в приемном и передающем трактах оэп Оптические системы оэп
- •Линзовые системы
- •Зеркальные системы
- •Зеркально-линзовые системы
- •Оптические системы с конденсором
- •Приемник излучения
- •Спектральная характеристика
- •Спектральная плотность напряжения шума
- •Тема 12. Структура эквивалентной схемы приемника излучения по сигналу, частотная передаточная функция, амплитудно-частотная характеристика, логарифмическая ачх фпу.
- •Шумы фотоприемного устройства и точки их приложения
- •Точки приложения шумов
- •Методы описания шума
- •Общий суммарный шум
- •Оценка диаметра входного зрачка фпу
- •Расчет дальности действия оэп
- •Распределение энергетической силы света в пространстве
- •Пространственная фильтрация
- •Функция веса оптической системы
- •Одномерная и многомерная фильтрация
- •Простейшие виды фильтров
- •Вероятностные характеристики обнаружения
- •Обнаружение методом непосредственного сравнения
- •Оптимальная фильтрация
- •Энергетический расчет эоп
- •Электронно-оптические ик-приборы ночного видения
- •Тема 17. Медицинские оптические приборы: эндоскопы, офтальмологические приборы. Эндоскоп
- •Точечный источник круглой формы и постоянной яркости. Распределение яркости описывается функцией
- •Излучатель в виде отрезка идеальной прямой линии постоянной яркости.
- •Отрезок прямой линии конечной ширины постоянной яркости.
- •Структура поля излучения
- •Реакция фотодетектора на падающий поток
- •Охлаждение приемников излучения
- •Чувствительность фпу как один из параметров, характеризующих его обнаружительную способность
- •Расчет фпу и уровня шумов
- •Московский государственный университет приборостроения и информатики
- •107996, Москва, ул. Стромынка, д. 20
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
______________________________
Московский государственный университет
приборостроения и информатики
Амурский В.Б., Гарипов В.К.,
Панина Н.В., Слепцов В.В.
«Оптические и оптико-электронные системы»
Учебное пособие
Москва 2006
Амурский В.Б., Гарипов В.К, Панина Н.В., Слепцов В.В. Оптические и оптико-электронные системы. Учеб. пособие. Москва.: МГУПИ, 2006. - с.
Учебное пособие по курсу «Оптические и оптико-электронные системы» предназначено для преподавателей, ведущих лекционные и практические занятия, а также студентов оптических и приборостроительных специальностей.
Рецензент: д.т.н., профессор, академик РАЭН Шкатов П.Н.
Научный редактор: д.т.н., профессор Слепцов В.В.
Рекомендуется к печати методической комиссией ф-та ПР
Печатается по решению редакционно-издательского совета МГУПИ
© МГУПИ, 2006
Тема 1. Предмет и задачи курса ОЭС. Содержание курса оптико-электронные системы, связь его с другими дисциплинами, роль отечественных ученых в становлении научной школы и отрасли промышленности, этапы становления, тенденция, перспективы и проблемы в развитии оптико-электронного приборостроения.
Из истории развития оптико-электронной техники:
1800 г. – Ньютон опыты по разложению белого света
1800 г – Гершель открывает ИК и тепловое излучение
Вторая половина XIX столетия - законы теплового излучения – Голицин Б. Б., Лебедев П.Н., В. Вин, П. Планк, А. Эйнштейн и др.
1839 г. – А. Беккерель – исследует образование фото – ЭДС на контактно-разнородных материалах
1875 г. – разрабатывается первый селеновый элемент
1886 г. – Герц обнаруживает внешний фотоэффект
1887г. – Столетов формулирует закон фотоэффекта и проводит фундаментальные исследования этого эффекта
1920 г. – создание ряда искусственных источников ИК и УФ диапазона волн
1930 г. – Тамм И.Е., Шубин С.И. – разрабатывают количественную теорию внешнего фотоэффекта
Инженер Кубецкий Л.А. – разрабатывает первый фотоэлектронный умножитель (ФЭУ)
Бутслов М.М. – проводит разработку первых много камерных ЭОП’ов
Трудами Вавилова С.И., Лебедева А.А., Слюсарева Г.Г., Тудоровского А.И., Макарова Д.А., Гребенщикова И.В., Вафиади В.Г., Лазарева Л.П., Мирошникова Н.М. – закладывается база будущей отрасли и научного направления
Вел. От. Война стимулирует разработку и развитие поисковых систем
1950 г. – Создание высокочувствительных фоторезисторов – Коломиец Б.Г. (СССР), П. Герлах (Германия), Т.С. Мосс (Англия)
1951 г. – В трудах Фабриканта В.А., Вудынского М.М., Бутаева закладываются основы теории молекулярного усиления, послужившие основой к созданию квантовых усилителей и генераторов
Конец 50-х методы ИК техники начинают интенсивно применяться для стабилизации положения космических кораблей, измерения температуры планет, проведения неразрушающего контроля, ранней диагностики в онкологии
1960 г. – Создание газовых лазеров (квантовых генераторов) в лабораториях Прохорова, Басова и Таунса
1962 г. – Создание полупроводниковых лазеров в СССР и за рубежом
Основные этапы становления ОЭП таким образом можно разбить на три этапа:
I – до начала 50-х годов этап создания элементной базы, освоения спектрального диапазона, накопление информации, осознание функциональных связей внутри системы
II – до конца 50-х годов этап осознания внутренних связей в системе, формирование и отработка структуры ОЭС, исследование области применения
III – начало 60-х и по настоящее время – этап становления отрасли как научного направления, применение квантовой электроники для целей ОЭС, развитие элементной базы и приборного парка