Лекция 14. Оптические системы в фотометрии

· Оптические системы фотометрических приборов.

· Системы получения тепловизионного изображения

· Типы многоэлементных фоточувствительных систем

 

Оптическая система — совокупность оптических элементов (преломляющих, отражающих, дифракционных и т. п.), созданная для определённого формирования пучков световых лучей (в классической оптике), радиоволн (в радиооптике), заряженных частиц (в электронной и ионной оптике).

Оптическая схема — графическое представление процесса изменения света в оптической системе.

Оптический прибор — конструктивным образом оформленная для выполнения конкретной задачи оптическая система, состоящая, по крайней мере, из одного из базовых оптических элементов.

Угол a расхождения лучей, идущих от далекого предмета в оба глаза, пропорционален расстоянию b. между глазами (называемому базой) и обратно пропорционален расстоянию d до предмета (рис. 14.1):

Рис. 14.1. Рассматривание предмета обоими глазами дает возможность оценить расстояние до предмета. Угол a на рисунке изображен значительно большим, чем это имеет место в действительности при рассматривании протяженных предметов

 

Для облегчения рассматривания снимков употребляется прибор, называемый стереоскопом. Схема стереоскопа представлена на рис. 14.2.

 

.

Рис. 14.2. Схема стереоскопа

 

Для большинства фотонных приёмников излучения квантовая эффективность близка к единице, поэтому единственной возможностью повышения чувствительности без ухудшения разрешения является увеличение числа элементов матрицы. Блок – схема фокальной матрицы с электронной обработкой сигналов показана на рис. 14.3.

Рис.14.3. Блок-схема ИК матрицы с электронной обработкой сигналов

 

Матричные многоэлементные приёмники излучения на основе твёрдого раствора кадмий-ртуть-теллур. Охлаждаемые фотонные приёмники излучения на базе соединения Hg1-xCdxTe (КРТ) широко используются в ИК-системах «смотрящего» типа. Механизм их работы основан на принципе собственной фотопроводимости.

 

Матричные приёмники излучения (МПИ) на основе силицидов металлов и антимонида индия. Для работы в диапазоне 3 - 5 мкм широко используются многоэлементные приёмники излучения на базе барьеров Шоттки на основе силицидов металлов. Эти приёмники изготавливаются из кремния и металлов (Pt, Ge, Ir), которые, вступая в химическую реакцию, образуют силициды.

 

Матричные приёмники излучения на основе квантово-размерных эффектов. В последнее время создаются фоторезистивные матрицы для ИК области спектра на основе квантово-размерных эффектов – структуры на квантовых ямах, QWIP –структуры. Эти структуры созданы на основе эпитаксиальных слоев GaAs/AlGaAs.