Предисловие | 3 |
Принятые условные обозначения | 5 |
|
Ч а с т ь I |
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ПРИБОРОВ ИНФРАКРАСНОЙ |
ТЕХНИКИ |
|
Глава I. Инфракрасное излучение. Основные понятия и законы | 7 |
1.1. Инфракрасный спектр | 7 |
1.2. Лучистая энергия. Энергетические и светотехнические величины | 12 |
1.2.1. Закон Ламберта | 16 |
1.2.2. Связь между энергетическими и светотехническими |
единицами измерений | 16 |
1.3. Основные законы ИК-излучения | 18 |
1.3.1. Закон Кирхгофа | 19 |
1.3.2. Закон Стефана-Больцмана | 20 |
1.3.3. Закон Вина | 22 |
1.3.4. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно |
чёрного тела. Закон Планка | 23 |
1.3.5. Излучение нечёрных тел | 26 |
1.4. Прохождение ИК-излучения через атмосферу | 32 |
1.4.1. Состав атмосферы. Ослабление лучистого потока в атмосфере | 32 |
1.4.2. Поглощение ИК-излучения газами атмосферы и водяными |
парами | 35 |
1.4.3. Ослабление ИК-излучения туманом и дождём | 38 |
1.4.4. Использование ИК-излучения в различных атмосферных |
условиях | 42 |
|
Глава II. Источники инфракрасного излучения | 44 |
2.1. Классификация источников ИК-излучения | 44 |
2.2. Источники температурного излучения | 45 |
2.2.1. Модели абсолютно чёрного тела | 45 |
2.2.2. Электрические лампы накаливания | 49 |
2.2.3. Штифтовая лампа Нернста | 50 |
2.2.4. Силитовый излучатель (глобар) | 51 |
2.2.5. Тёмные излучатели и термоизлучатели | 51 |
2.3. Электролюминесцентные и смешанные источники излучения | 53 |
2.3.1. Источники излучения с тлеющим разрядом | 54 |
2.3.2. Источники излучения с дуговым разрядом | 55 |
2.3.3. Импульсные газоразрядные лампы | 58 |
2.3.4. Электродосветные дуговые источники излучения | 60 |
2.4. Естественные источники ИК-излучения | 62 |
2.4.1. Солнце | 63 |
2.4.2. Земля и облака | 65 |
2.4.3. Луна и планеты | 67 |
2.4.4. Дневное и ночное небо | 68 |
2.5. Когерентные источники излучения | 69 |
2.5.1. Физические основы работы оптических квантовых приборов | 69 |
2.5.2. Генераторы на твёрдом теле | 75 |
2.5.3. Газовые оптические квантовые генераторы | 84 |
2.5.4. Полупроводниковые квантовые генераторы | 87 |
2.5.5. Характеристики квантовых генераторов | 93 |
2.5.6. Модуляция излучения | 99 |
|
Глава III. Приёмники и преобразователи инфракрасного излучения | 104 |
3.1. Определение и классификация приёмников ИК-излучения | 104 |
3.2. Неселективные тепловые приёмники излучения | 107 |
3.2.1. Оптико-акустические и пневматические приёмники | 111 |
3.3. Фотоэффект. Основные соотношения. Приёмники с внутренним и |
внешним фотоэффектом | 112 |
3.4. Электронно-оптические преобразователи изображения | 115 |
3.4.1. Устройство и принцип действия | 115 |
3.4.2. Характеристики | 119 |
3.4.3. Питание | 122 |
3.5. Фотоэлектронные умножители | 125 |
3.6. Приёмники с внутренним фотоэффектом | 126 |
3.6.1. Параметры и характеристики | 130 |
3.6.2. Устройство приёмников. Системы охлаждения | 140 |
3.7. Коэффициент использования излучений | 142 |
3.8. Оптические квантовые усилители | 145 |
|
Глава IV. Оптические материалы и оптические системы для |
инфракрасной области спектра | 147 |
4.1. Материалы для оптических систем ИК-приборов | 147 |
4.1.1. Стёкла и кварц | 148 |
4.1.2. Кристаллические материалы | 150 |
4.1.3. Пластмассы, прозрачные в ИК-области спектра | 154 |
4.1.4. Материалы для отражающих покрытий | 155 |
4.2. Фильтры ИК-области спектра | 157 |
4.2.1. Твёрдые поглощающие фильтры | 160 |
4.2.2. Непоглощающие фильтры | 161 |
4.2.3. Интерференционные и поляризационные фильтры | 161 |
4.3. Оптические системы ИК-области спектра | 162 |
4.3.1. Назначение, основные характеристики и классификация | 162 |
4.3.2. Линзовые оптические системы | 165 |
4.3.3. Отражательные оптические системы | 170 |
4.3.4. Комбинированные зеркально-линзовые оптические системы | 173 |
4.3.5. Волоконная оптика | 176 |
|
Ч а с т ь II |
ПРИМЕНЕНИЕ ИНФРАКРАСНОЙ ТЕХНИКИ |
|
Глава V. Спектроскопия | 181 |
5.1. ИК-спектроскопия. Основные понятия | 181 |
5.1.1. Диспергирующие элементы ИК-спектральных приборов | 184 |
5.2. Спектральные приборы для ИК-области спектра | 187 |
5.2.1. ИК-спектрометры ИКС-12 и ИКС-21 | 188 |
5.2.2. ИК-спектрофотометр ИКС-14 | 192 |
|
Глава VI. Наблюдение и фотографирование в инфракрасных лучах. |
Радиометрия | 196 |
6.1. Фотографирование в ИК-лучах оптическими фотокамерами | 196 |
6.2. Фотографирование при помощи электронно-оптического |
преобразователя | 199 |
6.3. Специальные ИК-фотокамеры | 200 |
6.4. Эвапорографы и радиометры | 202 |
6.5. Приборы ночного видения. Электронно-оптические ИК-приборы | 207 |
|
Глава VII. Обнаружение и локация. Управление автоматическими |
объектами | 212 |
7.1. Принципы построения ИК-приборов обнаружения и теплопеленгации | 212 |
7.1.1. Структурные схемы теплопеленгационных приборов | 212 |
7.1.2. Анализаторы поля зрения | 214 |
7.1.3. Координаторы | 217 |
7.2. Обзорные (сканирующие) теплопеленгаторы | 229 |
7.3. ИК-приборы автоматического управления | 239 |
7.3.1. Структурная схема объекта управления | 239 |
7.3.2. Следящие тепловые головки | 244 |
7.4. ИК-локаторы и дальномеры | 248 |
|
Глава VIII. Инфракрасная техника в космических исследованиях | 256 |
8.1. Приборы для космической навигации | 257 |
8.2. Приборы для астрофизических и метеорологических исследований | 263 |
8.3. Приборы обнаружения и локации космических объектов | 271 |
8.4. Системы космической связи | 273 |
|
Глава IX. Расчёт основных параметров инфракрасных приборов | 275 |
9.1. Мгновенное поле зрения и разрешающая способность | 275 |
9.2. Точность пеленгации | 279 |
9.3. Расчёт приёмно-усилительного тракта теплопеленгационных |
приборов | 281 |
9.3.1. Подбор входного сопротивления усилителя и нагрузки |
приёмника | 281 |
9.3.2. Расчёт коэффициента усиления усилителя фототоков | 283 |
9.4. Чувствительность и дальность действия | 284 |
9.4.1. Чувствительность и дальность приборов пассивного действия | 285 |
9.4.2. Дальность действия активных ИК-приборов | 287 |
9.5. Избирательность (селективность) | 289 |
|
Глава X. Испытания и настройка приборов инфракрасной техники | 293 |
10.1. Общие сведения | 293 |
10.2. Испытания фотоэлектрических приёмников | 294 |
10.3. Испытания электронно-оптических преобразователей | 298 |
10.4. Настройка приёмно-регистрирующей системы и динамические |
испытания теплопеленгационных приборов | 301 |
|
Литература | 304 |