ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Автоматизированная измерительная система для из "Оптика когерентного излучения " Важнейшим элементом УВИ является камера с матричным фотоприемником. Фотоприемник представляет собой матрицу полупроводниковых элементов, работающих на принципе зарядовой связи (ПЗС-матрица). Снимаемое с каждого элемента напряжение линейно зависит от его освещенности, то есть от интенсивности соответствующего участка падаю 1цего излучения. [c.207] Матрица имеет форму прямоугольника с длиной диагонали 8.8 мм и несет 7048560 элементов. Столь плотное расположение элементов матрицы и их малые размеры обеспечивают очень высокую разрешаюш ую способность - 50 линий на миллиметр. Это означает, что матрица может различать две линии в структуре изображения, расположенные на расстоянии 20 мкм друг от друга. Укажем для сравнения, что средняя толщина человеческого волоса - 50 мкм. [c.208] ПЗС-матрица выполнена на полупроводниковой подложке п-типа нанесением металлических электродов с изоляцией от полупроводника тонким слоем диэлектрика. [c.208] Принцип работы ПЗС-матрицы демонстрирует рис. 4.6.1. Если на электрод подается отрицательное напряжение, то на поверхности полупроводника формируется обедненный слой, в котором нет свободных зарядов, способных перемещаться. Фактически обедненный слой представляет собой потенциальную яму, в которой могут накапливаться неосновные носители заряда из числа носителей, возникающих под действием света. [c.208] Передача заряда осущестляется под действием приложенного к управляющим контактам напряжения трехфазного сигнала. Сначала, как показано на рис. 4.6.1,а, накапливаются дырки в потенциальной яме, созданной высоким отрицательным напряжением, приложенным к контакту 1. [c.208] Если теперь приложить высокое отрицательное напряжение к контакту 2, то потенциальная яма углубится в сторону этого контакта, и туда же переместятся дырки (рис. 4.6.1,6). Сразу же конфигурацию потенциальных ям приводят к виду, показанному на рис. 4.6.1,в. Затем следует новый цикл. При повторении циклов заряд последовательно перемещается и воспринимается как изменяющийся во времени сигнал, несущий информацию об интенсивности и пространственном распределении излучения. [c.208] Г енератор формирует сигналы оцифровки для АЦП, сигналы записи-чтения для блока памяти, импульсы переключения для устройства адресации. [c.209] Схема адресации и зправления опознает начало кадра, начало строки и, соответственно, управляет работой генератора и буфера. [c.209] Устройство работает в двух режимах режим записи сигнала в буфер и режим передачи содержимого в компьютер. [c.209] При помощи компьютера можно управлять такими параметрами изображения, как контрастность и яркость, изменяя опорное напряжение на АЦП и постоянную составляющую сигнала соответственно. [c.209] Полученная информация о видеосигнале хранится и обрабатывается в виде массива с размерностью, зависящей от выбранного формата ввода (количества точек по вертикали и по горизонтали), элементами которого являются целые числа от О до 255. Меньшие значения соответствуют темным, а большие- светлым областям изображения. [c.209] Автоматизированная измерительная система имеет развитое программное обеспечение (ПО). Пользователю предлагается обширное меню, включающее проведение целого ряда операций над структурой оптического изображения и вычислений его характеристик. Все управление работой УВИ и ходом операций осуществляется с клавиатуры ПК или манипулятором мышь . Все предлагаемые процедуры обработки изображений можно разбить на две группы. К первой относятся операции изменения яркости и контрастности изображений, а также проведение бинаризации и просмотр отдельных структурных фрагментов. Чаще всего указанные операции осуществляются на предварительной стадии обработки оптических полей. Ко второй группе относятся операции, обеспечивающие определение характеристик оптических полей. С их помощью определяются следующие характеристики. [c.210] Физический смысл функции Щг) - степень зависимости значения в двух точках, разделенных расстоянием г. Значение функции нормировано, то есть, ее максимум равен единице. Максимум этот достигается в точке г=0 (по определению), а также на таких значениях г, на которых поле не изменяется. Когда значение К убывает до величины, близкой к нулю, это означает, что на таких расстояниях значения поля не коррелируют, то есть, успевают измениться достаточно сильно. [c.211] Приведенный перечень измеряемых характеристик свидетельствует о том, что автоматизированная система измерений позволяет осуществлять многопараметрический анализ структуры световых полей со сложной пространственной структурой. Она была с успехом использована для исследования возмущений амплитудно-фазового профиля лазерных пучков при их распространении в турбулентной атмосфере. [c.211] Вернуться к основной статье