Рефераты Влияние сpеды pаспpостpанения на точностные хаpактеpистики оптических измеpительных систем

Вернуться в Промышленные технологии

Влияние сpеды pаспpостpанения на точностные хаpактеpистики оптических измеpительных систем
Московский Государственный Авиационный Институткафедра 407Рефератна тему"Влияние среды распространения на точностные характеристики оптических измерительных систем"Написал: студент гр. 04-501Лебедев А.Г.Проверил: Петрухин Г.Д.Москва 1996 Рисунок 1Схема облучения слоя атмосферыДальность лазерной локации. Дальность действия лазерного локатора в условиях земной атмосферы ограничивается особенностями распространения оптических сигналов (зондирующих и отраженных) на трассе локации. Обычно атмосфера (особенно тропосфера) имеет локально неоднородную структуру (пыль, тепловые флуктуации ее параметров, загрязнения воздуха и т.п.), что приводит к поглощению и рассеянию, т.е. к ослаблению лазерного излучения при его распространении. В отличие от РЛС при работе ЛЛС в атмосфере поле на оси пучка первичного лазерного излучения при достаточно большом удалении от передатчика лазерного локатора почти полностью определяется рассеянной компонентой излучения. Кроме того, наличие неоднородностей среды вызывает значительную пространственную диффузию энергии лазерного излучения в направлении от оси излучения: лазерный пучок по мере удаления от источника излучения расплывается в пространстве. Это приводит к дополнительному ослаблению лазерного излучения на оси пучка, что, в свою очередь, обусловливает дополнительное уменьшение дальности действия, а также угловой точности и разрешающей способности лазерного локатора.Для приближенных расчетов оптические среды, в которых распространяется поток монохроматического (лазерного) излучения, считают однородными (изотропными). При этом зависимость ослабления от длины волны излучения в среде может иметь как селективный, так и не селективный характер.Рассмотрим основные закономерности ослабления лазерного излучения в оптической среде. Пусть пучок параллельных лучей монохроматического потока излучения на длине волны входит в слой однородной среды толщиной (протяженностью) l (Рисунок 1). Предполагая, что частицы среды ослабляют поток излучения независимо друг от друга, можно представить изменение (уменьшение) его величины при прохождении слоя среды толщиной dl соотношением Формула 1где - коэффициент ослабления потока монохроматического излучения, зависящий в общем случае от свойств среды и длины волны, км-1; dl - толщина элементарного слоя среды, км.При интегрировании Формула 1 по l для случая однородной оптической среды получим известное выражение закона Бугера: Формула 2где l - поток монохроматического излучения на выходе слоя среды.На основании Формулы 2 можно записать выражение закона Бугера через интенсивность излучения: Формула 3где J0 , Jl - интенсивности монохроматического излучения до и после прохождения слоя среды, Вт/стерад. Рисунок 2Зависимость спектрального коэффициента пропускания чистой атмосферы от длины волныСпектральный коэффициент прозрачности среды протяженностью 1 км (удельное пропускание) Произведение называют оптической толщиной слоя среды, а экспоненциальный множитель в выражении Формула 3 -спектральным коэффициентом пропускания (прозрачности) оптической среды. Зависимость Ta =f( ) для атмосферы имеет селективный характер (Рисунок 2).Таким образом, выражение Формула 3 принимает следующий вид: Рассмотрим основные факторы, определяющие величину ослабления (затухания) лазерного излучения в атмосфере Земли. Такими факторами являются селективное молекулярное поглощение и рассеяние, а также селективное рассеяние на частицах (аэрозолях). Как известно, атмосфера Земли представляет собой оптическую среду, состоящую из смеси газов и водяного пара со взвешенными в ней посторонними твердыми и жидкими частицами - аэрозолями (капельки воды, появляющиеся при конденсации водяного пара, пылинки, частицы дыма и т. п.), размер которых колеблется от 5-10-6 до 5-10-3см. Азот (78%) и кислород (21%) являются основными постоянными компонентами приземного слоя атмосферы. На долю других газов (углекислый газ, водород, озон, аргон, ксенон и др.) приходится менее одного процента объема. На оптические свойства (прозрачность) атмосферы в основном влияют вода в газовой и жидкой фазах, углекислый газ, озон, а также аэрозоли
Добавить в Одноклассники    

 

Rambler's Top100