Оптико-электронные системы
Рис.15. ИК съемка местности на участке
слива в реку промышленных стоков.
Рис.16. Демонстрация эффекта, достигаемого синтезированием
(объединением) изображений, полученных в нескольких
спектральных диапазонах: А) 1-2 мкм: Б) 3,5-5,5 мкм;
В) 8-13 мкм; Г) – синтезированное изображение.
Рис.17. Некоторые примеры данных по учету
особенностей изменения ФЦО.
Рис.18. Изменение яркости одного и того же объекта
в разных условиях (пример модельного расчета)
Рис.19 Физическое и математическое моделирование в лазерной локации (ЭПР – эффективная поверхность рассеяния).
Оптические системы, формирующие изображения в ИК области спектра
В коротковолновой – УФ и видимой области спектра формирующая сигнал оптика ОЭП выполняется в виде системы линз –линзовых объективов. Успехи в развитии оптического материаловедения и технологии обработки материалов позволяют изготовить линзовые объективы и в ИК области спектра. Характерный пример – германиевые объективы, основной недостаток которых прежде всего высокая стоимость. С другой стороны, оптика в ИК диапазоне волн может быть чисто зеркальной. В этом случае она полностью ахроматична и может работать с очень высоким пропусканием на всех длинах волн Неудобство зеркальной оптики в том, что невозможно обеспечить большое поле из-за внеосевых геометрических аберраций. Увеличить поле можно путем введения преломляющих элементов, называемых корригирующими, т.е. применением зеркально-линзовых систем.
Коррекция ухудшает спектральное пропускание.
Наконец для широкоугольной по полю оптики применяется в основном преломляющие элементы. Введение асферических поверхностей позволяет существенно уменьшить число элементов в системах, предназначенных для решения конкретной задачи. Оптическое пропускание можно увеличить за счет просветления преломляющих поверхностей.
Зеркальные телескопические системы
Параболическое зеркало
З1
ПР
З1
(гиперб)
З2 (плоск)
Телескоп Ньютона
Телескоп Кассегрена
З2(гиперб)
П
р
З1 (парабола)
З2 (эллипт.)
З1 (парабола)
Пр
Телескоп Грегори
Телескоп Гершеля (без экранирования)
Пр
Осевой телескоп без экранирования
Пр-к
З2
З1(параб.)
З3
(эллипс)
Зеркально-линзовые телескопы
Телескоп Шмидта
З1 (сфера)
М1 (мениск)
Телескоп Максутова –Бауэра
З1(сфера)
М1(толст. мениск концентр. с З1)
Телескоп Манжена –корригирующий элемент непосредственно на зеркале
З1+М1
Телескоп Кассегрена с корригирующим элементом Максутова
З1
М1
З2
Т
елескоп
Кассегрена
с корригирующим
элементом
Манжена
З1
Телескоп с корригирующим элементом вблизи фокуса
З1
М
З2
Иммерсионная система Шмидта
ФП
Вспомогательная оптика
Обтекатели
Линза для спрямления поверхности изрбражения
Призмы
Делители
Линзы Рэлея и световыоды
/Линза Рэлея служит для перефокусировки изображения в новую более удобную плоскость. Применяется редко. Световод служит для переноса изображения без перефокусировки/. К вспомогательным элементам следует отнести бленды (рис.31).
Рис.31
Формирование изображения, аберрации
Попадая в ОЭС , излучение проходит внутри её ряд сред. Входная оптика – это та часть системы, которая собирает излучение и формирует изображение, анализируемое затем модулем пространственного разложения. Поэтому характеристики оптических компонентов являются одним из факторов, ограничивающих качество ОЭС по такому, например, параметру как обнаружение. Указанные ограничения связаны прежде всего с геометрическими и хроматическими аберрациями.
Хроматические аберрации
Для тонкой линзы с фокусным расстоянием f и показателем преломления n() и радиусами кривизны R и R для оптической силы
можно получить соотношение