Оптическое устройство Советский патент 1993 года по МПК G01J1/04 

Изобретение относится к устройствам св толокационной техники и может быть использовано в метеорологических измерениях и оптической дальнометрии.

Известны оптические устройства, содержащие передатчик и приемник оптического излучения с о.бъективом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является оптическое устройство, содержащее передатчик и приемник оптического излучения с объективом.

Недостатком такого типа устройств является большой динамический диапазон сигнала, формируемого на фотодетекторе.

Цель изобретения - уменьшение ди. намического диапазона сигнала, формируемого на фотодетекторе.

Указанная цель достигается тем, что объектив выполнен в виде криволинейного треугольника, причем передатчик излучения установлен в вершине

криволинейного треугольника на геометрической оси симметрии данной оптической системы на расстоянии от вершины не меньшем половины диаметра сечения выходного пучка.

Схема устройства представлена на чертеже, где 1 - источник оптического излучения, способный формировать короткие световые импульсы, 2 объектив приемника оптического излучения , выполненный в виде криволинейного треугольника ABC, 3 - диафрагма, помещенная в фокусе объектива, фотодетектор.

Устройство работает следующим образом.

Излучаемая передатчиком энергия, рассеиваясь от лоцируемого объекта, будет попадать на приемную оптику. В момент времени t, когда рассеивающий объект находится в непосредственной близости от оптического устройства, только часть всей энергии,которая будет попадать на объектив, соберется на фотодетекторе, другая часть будет виньетироваться диафраг- , мой или же размером фотокатода, следовательно, будет работать лишь часть объектива, ограниченная треугольником A11,N( . По мере удаления рассеивающего объекта, в момент времени t происходит уменьшение освещенности объектива пропорционально квадрату расстояния между рассеивающим объектом и приемным объективом, В то же время по мере удаления рассеивающего объекта происходит увеличение доли энергии, попадающей на фотодетектор по сравнению с долей, которая виньетируется диафрагмой, т.е. фактически происходит увеличение рабочей площади объектива. В момент.времени t рабочая площадь будет ограничена треугольником AMjN и т.д. Увеличение рабочей площади объектива по мере удаления рассеивающего объекта вызовет компенсацию падения интенсивности светового потока, формируемого в главном фокусе объектива, т.е. вызовет уменьшение динамического диапазона светового потока, формируемого на фотодетекторе. Это облегчает режим работы фотодетектора и, как следствие, уменьшает нелинейные искажения при преобразовании световых сигналов в электрические, уменьшает дробовые шумы фотодетектора, что позволяет увеличить дальность локации, при этом возрастает КПД, приемной оптики и оптического устройства локатора в целом.