Метод оптической имитации динамических объектов, излучающих в инфракрасной области спектра

• Автор: Дмитриев, Евгений Ильич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Сосновый Бор
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ГЛАВА 1.
Методы имитации объектов, излучающих в инфракрасной
области спектра (аналитический обзор)
ГЛАВА 2.
Теплофизические процессы при воздействии лазерным
излучением на экран имитатора из различных материалов
2Л. Краевая задача теплопроводности для твердотельного экрана
при преобразовании лазерного излучения в тепловое
2.2. Исследование численными методами характеристик теплового
отклика при лазерном нагреве металлических мишеней
ГЛАВА 3.
Экспериментальные исследования характеристик источника
ИК - излучения с лазерной подсветкой
3.1. Экспериментальные исследования преобразования лазерного излучения в тепловое на металлических мишенях
3.2. Результаты экспериментальных исследований преобразования импульсного лазерного излучения в ИК - излучение в объемнопоглощающих материалах
ГЛАВА 4.
Разработка и исследование метода имитации дискретных динамических ИК - изображений
4.1. Описание имитатора и его узлов
4.2. Алгоритм имитации динамических объектов для испытаний оптико-электронных приборов
4.3. Исследование имитатора в динамическом режиме
ГЛАВА 5.
Практическое применение метода нагрева мишеней оптическим
излучением для метрологических задач
5Л. Метод определения облученности от мощных источников
оптического излучения
5.2. Определение теплофизических характеристик материалов
Заключение
Литература

Оптико - электронные приборы работающие в инфракрасной (ИК) области спектра, в настоящее время широко используются во многих областях науки и техники. Освоение космического пространства выдвинуло ряд новых областей применения инфракрасной техники. ИК - приборы применяются в космической навигации, для исследования поверхности и атмосферы Земли, других планет, для различных астрономических и астрофизических исследований, в системах космической связи. Непрерывно возрастающий объем космических исследований и благоприятные условия распространения инфракрасного излучения в космическом пространстве способствует все большему применению оптико - электронных приборов (ОЭП) ИК - диапазона в комплексе оборудования космических летательных аппаратов. Интенсивное освоение космоса становится экономически оправданным. Ценные результаты космонавтика приносит при исследовании природных ресурсов Земли, изучении географических процессов, прогнозе стихийных бедствий, в метереологии и ряде других научных и
народнохозяйственных направлений.
Оптико - электронные приборы, устанавливаемые на борту космического аппарата должны удовлетворять требованиям работы в условиях космического пространства. Проверка их работоспособности является завершающей стадией процесса разработки. Соответственно условиям применения ОЭП подвергаются определенным испытаниям. В реальных условиях на прибор воздействует большое количество
возмущающих факторов. В соответствии с видом воздействий испытания
разделяются на механические, климатические, электромагнитные, специальные, на надежность и т.д. Во многих случаях подобные испытания требуют создания специализированного оборудования, имитаторов того или иного воздействия, в том числе и оптической фоноцелевой обстановки (ФЦО), представляющей совокупность излучений фона и различных
где А - поглощательная способность мишени, qt- описывает временную структуру лазерного импульса, цг - пространственное распределение падающей на поверхность мощности лазерного излучения.
При воздействии лазерного излучения на металлы, когда основным эффектом является тепловое действие, монохроматичность играет второстепенную роль. В нашем случае это влияние выражается в различных поглощательных способностях материалов мишени. В табл. 2.1 приведены поглощательные способности ряда металлов на длинах волн излучения некоторых лазеров [91]. Как видно из табл. 2.1, поглощательная способность мишеней А с увеличением длины волны воздействующего лазерного излучения уменьшается.
Таблица 2
Металл Лазер; длина волны
Аг+; -500 нм Рубин; -700 нм N6; — ІМКМ С02; -10 мкм
А1 0,09 0,11 0,08 0,019
Си 0,56 0,17 0,10 0,015
№ 0,40 0,32 0,26 0,03
Ті 0,48 0,45 0,42 0,08
Та 0,65 0,50 0,18 0,044
При проведении расчетов различие длин волн сказывается на поглощенной доли лазерного излучения, которая непосредственно участвует в механизме теплового нагрева мишени:
Япогл А Япад
Существует минимальный размер пятна, который можно получить при фокусировке лазерного излучения. Предельным дифракционным размером пятна является радиус, соответствующий первому минимуму Бесселевой функции г5 =1,22 7Р/Т) (где Б и О- фокусное расстояние и диаметр