2. Активний оеп.

Загальні дані та умови.

Освітлювальний канал активного ОЕП з лазером направляє на об’єкт потік з кутом розходження 2θ і утворює в площині розташування об’єкту на відстані Ɩ км. круглу світлову пляму. Віддалений об’єкт є не первинним, а вторинним випромінювачем, котрий відбиває промені в зворотному напрямку. Прикладом такого активного ОЕП є лазерний далекомір.

Площа круглого перерізу пучка променів лазера на виході освітлювального каналу збільшена за допомогою телескопічної системи і складає А_s. Одночасно освітлювальний канал виконує функції приймального. Така оптична схема має спільну оптичну вісь і тому відноситься до класу коаксіальних освітлювально/приймальних оптичних каналів.

Для направлення прийнятого відбитого від об’єкту випромінювання на приймач між лазером і телескопічним розширювачем встановлений світлоділильний кубик. Розглядається випадок, коли світлова лазерна пляма повністю розміщується на об’єкті в центрі поля зору. Об’єктом при цьому є:

4. Плоский дифузний розсіювач.

В випадку, коли світлова пляма перевищує розміри плоского об’єкта, площа якого А₂, розглядаються такі типи об’єктів :

5. Дифузний розсіювач з плоскою поверхнею.

6. Катафотний (кооперативний) відбивач.

7. Дзеркальний відбивач.

Для всіх варіантів спектральний коефіцієнт відбиття об’єкта дорівнює Відомими також є:

• Довжина хвилі монохроматичного випромінювання лазера.

• Спектральна потужність Ф_λ постійного потоку або енергія його імпульсу Q_λ за 1 мкс.

• Площа вхідної зіниці об’єктиву приймально/освітлювальної системи ОЕП складає А_о.

• Оптична товщина t _λ оптичної системи в прямому ході променів.

• Коефіцієнт спектрального пропускання 1 см. товщини матеріалу оптичної системи τ_λ.

Cлід зазначити, що взагалі, не зважаючи на спільний об’єктив для обох каналів, площі А_s і А_о можуть бути різними, якщо лазерний пучок в прямому ході не повністю заповнює зіницю телескопічної системи.

3. Середовище поширення випромінювання.

Загальні дані та умови.

В якості середовища переважно розглядається аерозольна атмосфера, яка поглинає і розсіює випромінювання вздовж оптичної траси довжиною Ɩ км. В результаті розрахунку необхідно встановити спектральний та інтегральний коефіцієнти пропускання атмосфери в межах визначеної смуги довжин хвиль. Траса є горизонтальною і знаходиться на висоті h над рівнем моря.

Чиста (без аерозолей) атмосфера поглинає випромінювання за рахунок резонансного збудження переважно молекул H₂O і CO₂ . Впливом інших газів на молекулярне поглинання атмосферою припустимо знехтувати в зв’язку їх малості.

Заданими є наступні параметри, необхідні для розрахунку:

• Відносна вологість атмосфери RH %.

• Температура повітря Т⁰С.

• Номер вікна прозорості атмосфери в інфрачервоному діапазоні.

Аерозольна атмосфера ослаблює випромінювання через наявність в атмосфері дрібних твердих та рідинних часток різного природного походження. В залежності від співвідношення між довжиною хвилі і середнім розміром часток спостерігаються різні види розсіювання.

Для розрахунку пропускання аерозольної атмосфери необхідні такі дані:

• Стан атмосфери (серпанок, туман, дощ).

• Середній радіус r і кількість n крапель в 1 см³ (для туману).

• Метеорологічна видимість V (для серпанку і слабкого туману).

• Сила ξ , [см/с] і радіус крапель r_d , [см] дощу.

• Зазначене вище вікно прозорості атмосфери.

Загальна прозорість атмосфери визначається сумісним впливом як поглинання, так і розсіювання випромінювання.