Билет № 9

1. Фоны и динамика внешних условий.

Объекты и окружающий их фон образуют поле излучений, определяющих фоноцелевую обстановку (ФЦО), спектральные характеристики которой изменяются в пространстве и во времени.

Фоновые образования являются сложными нестационарными источниками, оптические характеристики которых зависят от многих факторов:

1.Условий освещения

2.Географического положения

3.Сезона года

4.Метеоусловий

5.Типа подстилающей поверхности и времени суток.

По этой причине адекватные результаты описания фонов могут быть получены только на основе статистического анализа экспериментальных данных с выделением дисперсии, коэффициентов корреляции, средних величин и прочее.

К примеру, с учетом излучения Солнца и естественных источников излучения на Земле в общем потоке радиации, воспринимаемой ОЭС в диапазоне длин волн мкм, днем доминирует отраженное излучение. Здесь, благодаря разнообразию отражательных свойств различных элементов окружающей среды, следует говорить о «пестром» фоне.

В области мкм преобладает собственное излучение объектов и фоновых образований. Здесь фон существенно более «спокойный».

2. Фотометрические (световые) величины

1.Световой поток. , где – коэффициент видности ( )

2.Светимость

3.Световая энергия

4.Сила света

5.Яркость

Билет № 10

1. Удельная эквивалентная мощность шумов фотоприёмника. Постоянная времени фотоприёмника.

У большинства фотодетекторов пропорциональна Поэтому возник независимый от площади критерий:

Характеризует величину сигнала единичной площади в единичной полосе. Величина обратная этому критерию называется способностью к обнаружению.

Постоянная времени – это время с начала воздействия прямоугольного светового импульса до момента, когда выходной сигнал детектора достигает значения 0,63 от своего максимального значения.

2.СО2-лазер. Цикл накачки.

Лазеры на углекислом газе являются наиболее распространёнными газовыми лазерами, разработке и совершенствованию которых уделяется большое внимание.

Достоинства:

1.Очень высокое КПД;

2.Способны генерировать большие мощности в непрерывном и в импульсном режиме

3.Спектр излучения совпадает с окном прозрачности атмосферы

Накачка:

При помощи электрической накачки молекулы азота возбуждаются и переходят в метастабильное состояние. После соударения с молекулами СО2, молекулы азота передают им свою энергию и возбуждает. Молекула углерода переходит в возбужденное состояние и излучает фотон на атомном уровне. Затем этот фотон сталкивается с атомами другой возбужденной молекулы CO2, которая уже испускает два фотона. Таким образом происходит селективное заполнение уровней 3 и 2.

Генерация излучения происходит на 10,6 и 9,6 мкм длине волны.

Билет № 11

1. Молекулярное поглощение излучения.

Молекулярное поглощение является результатом взаимодействия оптического излучения с атомами и молекулами среды (N₂, O₂, H₂, H₂O, CO₂, O₃, Ar и т. д.). Коэффициент поглощения зависит от типа и концентрации молекул газов. Изменение значения коэффициента поглощения для различных частот определяет спектр поглощения. Увеличение давления или температуры приводит к расширению спектральных линий поглощения при снижении наиболее высоких уровней энергии.

Для расчета молекулярного поглощения используют три метода расчета.

( ,

)

1.Теоретический. Расчёты осуществляются с разрешением по спектру длин волн для интервалов относительно мощными ЭВМ, в памяти которых заносится база спектроскопической информации.

2.Полуэмпирический. Суть метода заключается в упрощении реальной структуры спектра поглощения, отражающим характерные особенности различных газов. К примеру, для газов СО2, СО, НСl используется модель Эльзассера, где реальная полоса поглощения заменяется совокупностью равноудаленных линий поглощения одинаковой интенсивности. Так же существует модель Гуди, где реальная полоса поглощения заменяется набором линий, расположенных случайным образом.

3.Эмпирический. Аппроксимация функции следующим выражением: , где – это коэффициент интенсивности поглощения излучения в области ∆λ; эффективная поглощающая масса газа, определяемая интегрированием по оптической трассе L с учетом реальной стратификации поглотителя в атмосфере.