Московский Государственный Университет Приборостроения и Информатики
Кафедра «Приборы и информационно-измерительные системы»
Лабораторная работа
«Исследование характеристик оптико-механического модулирующего устройства»
Методическое пособие по лабораторному курсу «Оптико-электронные приборы и системы»
Выполнила
студентка 4 курса
группа ПР6-08-01
Глазкова Наталья
Москва 2011г.
Цель работы: Ознакомление с принципами действия оптико-механических модуляторов оптического излучения, требованиями к их конструкции, выяснение путей повышения качества модулирующих устройств.
Введение
Современные оптические приборы во многих случаях предопределяют прогресс в развитии больших и важных направлений науки, техники и производства.
По своей структуре в большинстве случаев это сложные автоматические оптико-электронные системы (ОЭС), имеющие оптические, механические, электронные и электромеханические устройства, каждое из которых имеет определенный круг задач. Широкое распространение таких приборов обусловлено рядом достоинств электромагнитного колебания ультрафиолетового, видимого и инфракрасного диапазонов, как источника и переносчика информации. К этим достоинствам следует отнести:
- электромагнитное излучение позволяет судить о процессах, происходящих как в микро-, так и в макромире;
- использование электромагнитной энергии, как носителя первичной информации позволяет свести до минимума воздействие экспериментатора на результат измерений;
- электромагнитное излучение как носитель информации обладает значительной емкостью и пропускной способностью, обусловленное тем, что информация об исследуемом объекте может содержаться в амплитуде, фазе и частоте электромагнитного колебания в необычайно широком диапазоне спектра; пространственная плотность излучения оптического диапазона выше плотности излучения радиодиапазона;
и ряд других достоинств.
Характерной особенностью современных оптических приборов является то, что по структуре и составу элементов они представляют собой ОЭС, в которой первичная информация поступает в виде электромагнитного излучения, а последующая обработка осуществляется как в оптических, так ив электронных устройствах.
Одним из основных узлов ОЭС является анализатор изображения или модулятор, преобразующий пространственное распределение освещенности в пространстве изображений во временную последовательность проходящего через него потока излучения. Если до анализатора изображения информация, содержащаяся в электромагнитном излучении, являлась функцией нескольких переменных (координат, длины волны, времени), то на выходе вся информация определяется параметрами потока излучения и может быть полностью описана функцией одной переменной (временной). То есть до анализатора изображения сигнал в ОЭС, необходимо считать многомерным, а после - одномерным.
Функции, выполняемые анализаторами изображения и модуляторами, а, следовательно, и требования предъявляемые к ним, зависят от типа ОЭС, в состав которых они входят.
Одной из функций анализатора (или модулятора) является формирование такой последовательности полезного сигнала, которая способствует его наилучшей фильтрации от помех в электронном тракте усиления и обработки сигнала, преобразует распределение освещенности в пространстве изображений или яркости в пространстве предметов в такую последовательность потока на выходе модулятора, в параметрах которого содержится информация об интенсивности излучения и координатах отдельных источников в пределах просматриваемого пространства.
Таким образом, модуляция оптического сигнала позволяет решить следующие задачи:
- преобразовать лучистый поток от различных участков исследуемого объекта в сигнал, являющийся функцией времени;
- определить угловые координаты излучающего объекта, отличающиеся по энергетическим характеристикам излучения от окружающего фона;
- отфильтровать сигналы, создаваемые малоразмерными объектами от сигналов протяженного фона, т.е. создать наилучшие условия для осуществления пространственной фильтрации. Целью работы является ознакомление студентов с принципами действия оптико-механических модуляторов оптического излучения, требованиями к их конструкции, выяснение путей повышения качества модулирующих устройств.