WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 | 3 |

«ИСТОЧНИКИ И ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ Санкт-Петербург 2000 Ишанин Г. Г., Мальцева Н.К., Мусяков В. Л. Источники и приемники излучения / Методические ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство общего и профессионального образования РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ИНСТИТУТ ТОЧНОЙ МЕХАНИКИ И ОПТИКИ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Кафедра оптико-электронных приборов и систем

ИСТОЧНИКИ И ПРИЕМНИКИ

ИЗЛУЧЕНИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

Санкт-Петербург 2000 Ишанин Г. Г., Мальцева Н.К., Мусяков В. Л. Источники и приемники излучения / Методические указания к лабораторным работам.

- СПб: ИТМО, 2000. - 124 с.

Одобрено на заседании кафедры ОЭПиС 16 ноября 2000 г., протокол № 3.

Утверждено к печати УМК по изданию учебной литературы ""2000 г., протокол №.

Методические указания предназначены для студентов инженерно-физического факультета, факультетов оптико-информационных систем и технологий, точной механики и технологий и вечернего и заочного обучения.

©Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики (технический университет)

ВВЕДЕНИЕ

В настоящем издание вошли исправленные и дополненные описания лабораторных работ по курсу "Источники и приемники излучения", содержащиеся в учебных пособиях "Ишанин Г.Г., Мусяков В.Л.

Лабораторные работы "Источники лучистой энергии и распространение излучения в оптических средах". - Л.: ЛИТМО, 1978", "Ишанин Г.Г., Мусяков В.Л. Методические указания к лабораторным работам по курсу "Приемники лучистой энергии". - Л.: ЛИТМО, 1979", а также в учебном пособии "Андреев А.Л., Мусяков В.Л., Стрелков А.Р., Ярышев С.Н. Источники и приемники излучения / Методические указания к лабораторным работам. - СПб: ИТМО, 1998." Описания лабораторных работ, составленные А.Л. Андреевым, А.Р. Стрелковым и С.Н. Ярышевым, отмечены знаком "*".

Перед выполнением работы необходимо ознакомиться с соответствующим разделом курса лекций и основными теоретическими положениями, а также с методикой проведения работы.





Содержание отчета о проделанной работе, контрольные вопросы и литература для подготовки приведены после описания каждой работы. Краткое описание используемой аппаратуры, правила оформления отчета и методика расчета погрешности измерения приведены в приложениях.

Каждый студент оформляет отчет индивидуально.

Лабораторная работа

"ИЗУЧЕНИЕ ПРОХОЖДЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ

ЧЕРЕЗ ОПТИЧЕСКИЕ СРЕДЫ (СВЕТОФИЛЬТРЫ)"

Цели работы изучить спектральные характеристики светофильтров;

ознакомиться с принципами действия различных светофильтров;

изучить устройство спектрофотометра;

определить спектральные характеристики светофильтров.

Краткие теоретические сведения Оптические фильтры широко используются в квантовой электронике, астрофизических исследованиях, пирометрии, военном деле, химии, биологии и медицине. Они являются неотъемлемой частью любого оптического прибора, начиная с фотоаппарата и кончая многоканальным спектрофотометром.

По физическому принципу действия фильтры можно разделить на отражающие, поглощающие (абсорбционные), интерференционные, дифракционные, рассеивающие (дисперсионные).

В общем случае оптический фильтр (светофильтр) - это устройство, которое в результате взаимодействия с излучением изменяет его спектральный состав.

Спектральные свойства фильтра описываются функцией f(), то есть зависимостью коэффициента отражения или коэффициента пропускания от длины волны. Эта зависимость называется спектральной характеристикой фильтра.

По типу спектральной характеристики фильтры разделяются на полосовые и отрезающие с длинноволновой или коротковолновой границей.

Спектральные характеристики полосовых фильтров описываются следующими параметрами (рис. 1):

1) длиной волны 0 = max, соответствующей максимальному коэффициенту пропускания (отражения) фильтра;

2) величиной максимального коэффициента пропускания (отражения) fmax (в процентах);

Рис. 1. Спектральная характеристика полосового фильтра 3) полушириной полосы пропускания (отражения) 0,5 =, то есть шириной спектрального интервала, на границах которого коэффициент пропускания (отражения) равен половине максимального (в долях 0);

4) шириной полосы пропускания (отражения) 0,1 на уровне 0,1fmax ;

5) контрастностью () = fmax / f ;

6) величиной относительного интегрального фона, то есть отношением пропущенного (отраженного) потока вне полосы пропускания (отражения) ко всему потоку, пропущенному (отраженному) фильтром;

7) коэффициентом добротности, равным отношению потока, пропускаемого (отражаемого) фильтром в спектральном интервале, соответствующем 0,5, к потоку с постоянным спектральным распределением, падающему на фильтр в этом интервале:

Спектральные характеристики отрезающих фильтров описываются следующими параметрами (рис. 2):

1) максимальным коэффициентом пропускания (отражения) fmax ;

2) средним коэффициентом пропускания (отражения) fср в заданном диапазоне длин волн к…д, где к f=60%, а д задается техническим заданием;





3) длиной волны гр, определяющей положение границы пропускания (отражения), для которой коэффициент пропускания (отражения) фильтра составляет 10% от максимального (fгр = 0,1fmax);

Рис. 2. Спектральная характеристика отрезающего фильтра 4) величиной коэффициента пропускания (отражения) fф в нерабочем диапазоне спектра (указывается в области 0,85гр или 1,15гр ;

5) интегральным фоном;

6) крутизной коротковолнового или длинноволнового фронта кривой пропускания (отражения):

По величине полуширины полосы пропускания полосовые фильтры делятся на узкополосные ( 0,010) и широкополосные ( 0,010).

Интегральный коэффициент пропускания (отражения) фильтра для данного источника излучения определяется формулой:

где Ф - пропущенный или отраженный поток; Ф0 - падающий поток;

Ме - спектральная плотность энергетической светимости источника.

Отражающие фильтры. Отражающие фильтры могут быть основаны на методе остаточных лучей, многократном отражении от диэлектрических зеркал, полном внутреннем отражении (ПВО).

Метод остаточных лучей базируется на последовательном избирательном отражении в области аномальной дисперсии от нескольких кристаллических пластинок.

В области прозрачности коэффициент отражения для нормально падающего на пластинку излучения мал и равен где n - показатель преломления пластинки. В области сильного поглощения коэффициент отражения сильно возрастает и зависит от коэффициента экстинкции :

Отношение величин потоков отраженного излучения в этих областях после N-кратного отражения составит:

где Фотн - отношение потоков после одного отражения. После достаточно большого числа отражений остается лишь спектральная область, прилежащая к максимуму отражения. Достоинством метода является возможность получения больших интенсивностей в области фильтрации. К недостаткам относятся малая контрастность, громоздкость и трудность выделения любой заданной области (положение максимума отражения определяется материалом пластинок). Используемые материалы: окислы (кварц, ZnO, сапфир, TiO2), фториды, хлориды, бромиды, йодиды (рис. 3).

При незначительном поглощении в тонких диэлектрических пленках, составляющих интерференционные фильтры, спектральный состав отраженного излучения является дополнительным к пропущенному, что позволяет получить отражающие фильтры. Положение полосы отражения определяется формулой:

где 0 - длина волны, для которой оптическая толщина чередующихся слоев с высоким и низким n равна 0/4. Достоинствами фильтров с многократным отражением от диэлектрических зеркал являются высокая контрастность и возможность изготовления зеркал на непрозрачных подложках.

При полном внутреннем отражении (на гипотенузной грани прямоугольной призмы) энергии падающей и отраженной волны равны. Однако в менее плотной среде за гранью призмы мгновенное электромагнитное поле отлично от нуля. Часть излучения проникает в эту среду на расстояние, примерно равное длине волны излучения, а затем возвращается обратно. Фильтр поэтому представляет собой две прямоугольные призмы, сложенные гипотенузными гранями так, чтобы между ними оставалась воздушная прослойка. Излучение с длиной волны, большей воздушного промежутка, проходит через призмы и зазор, а коротковолновое излучение отражается от гипотенузной грани (рис. 4).

Достоинствами этих фильтров являются высокое пропускание и малый фон, а недостатками - малая крутизна (рис. 5).

Поглощающие фильтры. В поглощающих (абсорбционных) фильтрах начальная спектральная плотность потока излучения Ф после прохождения слоя толщиной l согласно закону Бугера-Ламберта убывает экспоненциально:

где a'() - спектральный натуральный показатель поглощения; a'() = Рис. 5. Коэффициенты отражения и пропускания фильтра ПВО Спектральный натуральный показатель поглощения не зависит от величины падающего потока (при не очень больших потоках) и зависит от длины волны. При малых концентрациях поглощающих центров коэффициент поглощения одной частицы не зависит от их концентрации N (закон Беера - для растворов, газов и паров). Тогда где a'0() - спектральный натуральный молярный показатель поглощения (если N - в молях на литр), а закон поглощения (БугераЛамберта-Беера) Спектральная характеристика абсорбционного фильтра описывается спектральным коэффициентом пропускания или оптической плотностью где а() и a0() - спектральный и спектральный молярный показатели поглощения (десятичные); а() = 0,4343 а'(); a0() = 0,4343 a'0(). По физическому смыслу а() и [a0() N] - оптическая плотность слоя единичной толщины.

Оптическая плотность поглощающей смеси) или нескольких слоев равна а суммарный коэффициент пропускания Такой метод расчета неприменим для атмосферы, где наблюдается взаимное влияние компонентов.

Поглощающие фильтры по агрегатному состоянию делятся на твердые, жидкостные и газовые. Жидкостные и газовые применяются очень редко. Кристаллические твердые фильтры из германия, кремния, окислов и щелочно-галоидных соединений являются длинноволновыми отрезающими фильтрами (рис. 6).

Рис. 6. Границы прозрачности фторидов:

В своем большинстве кристаллические фильтры гигроскопичны и непрочны. Крутизна фронта кривой пропускания у кристаллических фильтров невелика. Положение границы пропускания определяется собственными частотами колебаний кристаллической решетки (чем выше частота, тем в более коротковолновой области лежит граница) и зависит от температуры (рис. 7).

Стеклянные фильтры менее хрупки и гигроскопичны, более технологичны и стойки к воздействию агрессивных сред, чем кристаллические. В стекло вводятся красители в молекулярном (окислы и соли хрома, никеля, железа и т. п.) или коллоидном (соединения меди, золота, кадмия) состоянии. Силикатные стеклянные фильтры являются длинноволновыми отрезающими в средней и коротковолновыми в дальней инфракрасных областях (рис. 8).

Кроме кристаллов и стекла могут применяться также оптическая керамика (иртраны CaF2, MgF2, ZnS, ZnSe, MgO) и пластмассы (полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат).

Интерференционные фильтры. В качестве интерференционых используются многослойные диэлектрические фильтры. Интерференционные явления при прохождении излучения через ряд подобранных пленок приводят к изменению его коэффициентов пропускания для различных длин волн.

Интерференционный фильтр состоит из нескольких компонентов, каждый из которых содержит совокупность тонких пленок и называется "системой". Системы делятся на основные (формирующие полосу пропускания) и дополнительные (для устранения вторичных полос пропускания основной системы). Материалами служат фториды, сульфиды, селениды, окислы (SiF2, SiO, CeO2, ZnS, Sb2O3 и др.). Интерференционные фильтры с оптической толщиной слоев, равной 0/4, называют четвертьволновыми. По спектральным характеристикам они делятся на узкополосные и отрезающие.

Рис. 9. Спектральная характеристика элементарного узкополосного интерференционного фильтра Элементарный узкополосный фильтр (рис. 9) характеризуется следующими параметрами (кроме общих, рассмотренных ранее):

1) величиной коэффициента пропускания ф в нерабочих областях спектра (фон) для 0,850,5к и 1,150,5д, где 0,5к и 0,5д длины волн на коротко- и длинноволновой границах рабочей полосы, при которых коэффициент пропускания составляет 0,5max ;

2) длинами волн кп и дп, соответствующими 10% пропускания на вторичных коротко- и длинноволновой полосах пропускания.

Составной узкополосный и полосовой фильтр характеризуется следующими параметрами (кроме указанных для элементарного узкополосного фильтра):

1) длиной волны ср, соответствующей центру полосы пропускания:

2) средней величиной коэффициента пропускания в рабочей области.

Отрезающий фильтр характеризуется (кроме общих параметров):

1) крутизной коротковолнового фронта кривой пропускания:

2) длиной волны кп, соответствующей 10% пропускания на фронте вторичной коротковолновой полосы.

Простейший интерференционный фильтр состоит из тонкой пленки прозрачного диэлектрика, покрытого с обеих сторон полупрозрачным металлическим слоем, и аналогичен интерферометру ФабриПеро. В результате интерференции максимальное пропускание соответствует длине волны, для которой оптическая толщина диэлектрика кратна половине длины волны:

где = 4nl n 2 sin 2 / + 0 ; 0 - фазовый сдвиг при отражении на полупрозрачном слое; 0 и 0 - коэффициенты пропускания и отражения полупрозрачных слоев; l - толщина подложки; n - показатель преломления подложки; - угол падения лучей.

Для получения высокой добротности используются многослойные фильтры с чередованием слоев с низким и высоким показателем преломления, обозначающиеся следующим образом: О - элементарный отрезающий; N.O - отрезающий из N элементарных фильтров типа О; Уk - элементарный узкополосный с оптической толщиной подложки k/2, где k - целое число (k = 1 не указывается); N0(УkL-…УkL) - узкополосный из N фильтров типа Уk с L слоев в каждом (при одинаковых элементарных фильтрах система обозначается NУk); П1, П2, П3 - полосовые фильтры с различным чередованием слоев. Пример обозначения: 2.О(13.11)-16-31 - отрезающий фильтр из двух 13- и 11-слойных элементарных, изготовленный из германия и моноокиси кремния. Слои наносятся на подложку из раствора или испарением в вакууме.

При работе фильтров в сходящихся или наклонных пучках происходит изменение разности хода интерферирующих лучей, в результате чего гр, max и ср смещаются в коротковолновую область, пропускание уменьшается, полуширина полосы увеличивается.

Составные фильтры конструктивно состоят из элементарного на отдельной подложке и отрезающего коротковолнового (пропускание в длинноволновой области устраняется поглощающей подложкой, селективным приемником оптического излучения, методом остаточных лучей).

При негерметичной конструкции производится установка защитной пластины и подложек покрытиями внутрь через тонкие прокладки в металлическую оправу с прижимным кольцом.

При герметичной конструкции наружные подложки устанавливаются в оправу на эпоксидном клее К-300-61.

Дисперсионные фильтры. Действие дисперсионных фильтров основано на том, что если при дисперсии dn/d 0 разность показателей преломления среды и неоднородностей в ней n равна 0 для некоторой = 0, то рассеяние носит резко селективный характер.

Это означает, что система "кристаллический порошок - жидкость" или "кристаллический порошок - воздух" прозрачна для длины волны, при которой показатели преломления кристалла и жидкости или кристалла и воздуха совпадают.

Излучение с другими длинами волн рассеивается из-за разности показателей преломления (рис. 10). Это явление носит название эффекта Христиансена.

Рис. 10. Кривые дисперсии (1, 2) и полоса пропускания Подбор материалов для изготовления дисперсионных фильтров производится по известным кривым дисперсии веществ. Показатель преломления претерпевает сильное изменение вблизи полосы поглощения. Справа и слева от нее он плавно уменьшается с ростом длины волны, а при подходе со стороны коротких длин волн резко снижается, становясь меньше единицы (рис. 11). Форма кривой дисперсии, величина показателя преломления, число полос поглощения определяются структурой материала: типом связи между атомами, классом симметрии решетки, атомным весом.

На ширину полосы пропускания дисперсионного фильтра влияют размеры неоднородностей (чем они меньше, тем шире полоса), а также угол пересечения дисперсионных кривых (рис. 10). Полуширина полос растет с увеличением длины волны, но их отношение к длине волны максимального пропускания почти постоянно и равно 0,1…0,2.

Выбор отрезающего коротковолнового фильтра к ПОИ ИК излучения. Выбор сводится к определению оптимальной гр для получения максимального электрического сигнала с ПОИ при заданных спектральных характеристиках излучения цели и фона.

Методика определения гр сводится к следующему:

1) по справочнику берут световую характеристику ПОИ I = = f(); крутизна ее максимальна при малых потоках;

2) строят зависимость дифференциальной интегральной чувствительности ПОИ от потока:

3) строят зависимость потока фона ф и потока объекта с от гр (рис. 12):

как правило, поток объекта изменяется слабо;

4) на графике с = f(гр) строят Sинт = f(ф) = f[ф(гр)];

5) перемножая координаты графиков Sинт = f[ф(гр)] и с = = f(гр), строят Iс = f(гр) и по максимуму этой функции определяют гр.оптим.

Устройство спектрофотометра СФ- Спектрофотометр служит для измерения коэффициента пропускания исследуемого образца, равного отношению потока излучения Ф, прошедшего через измеряемый образец, к потоку излучения Ф0, падающему на образец (или прошедшему через контрольный образец, коэффициент пропускания которого принимается за единицу, например, воздух), и выражаемого формулой В монохроматический поток излучения поочередно вводятся контрольный и измеряемый образцы. При введении контрольного образца стрелка измерительного прибора устанавливается на деление 100% регулировкой ширины щели. При введении измеряемого образца величина коэффициента пропускания отсчитывается по шкале, отградуированной в процентах.

Оптическая схема - автоколлимационная (рис. 13). Излучение от источника 1 при установке рычага конденсора в положение "Н" (лампа накаливания - для работы в области от 340 до 1100 нм) или 1' при установке рычага в положение "Д" (дейтериевая лампа - для работы в области от 186 до 350 нм) падает на поворачивающийся конденсор 2, который направляет его на зеркало 3 и создает изображение источника в плоскости линзы 4, расположенной перед входной щелью 5. Затем излучение попадает на зеркальный объектив 6, после которого параллельным пучком направляется на призму 7.

Пройдя призму под углом, близким к углу наименьшего отклонения, и отразившись от ее алюминированной грани, диспергированный пучок фокусируется объективом на выходной щели 8, расположенной над входной щелью 5. При вращении призмы с помощью рукоятки "ДЛИНЫ ВОЛН" монохроматическое излучение различных длин волн проходит после щели 8 через линзу 9, расположенную над линзой 4, контрольный 14 или измеряемые 15 образцы, устанавливаемые рукояткой, фиксирующейся в четырех положениях, линзу 10 и с помощью поворотного зеркала 11 собирается на фотокатоде фотоэлемента 12 при установке переключателя зеркала в положение "К" (с кислородно-цезиевым фотокатодом - для измерений в области от до1100 нм) или 13 при установке переключателя зеркала в положение "Ф" (с сурьмяно-цезиевым фотокатодом и кварцевым окном - для измерений в области от 186 до 350 нм). Ширина щелей регулируется рукояткой "ЩЕЛЬ".

Органы управления монохроматора описаны в приложении.

1. Подготовка спектрофотометра к работе.

1.1. Установить источник и приемник излучения для спектрального диапазона измерений от 600 до 1100 нм.

1.2. Поставить рукоятку шторки фотоэлементов в положение "ЗАКР".

1.3. Рукояткой "ЩЕЛЬ" установить ширину щели 0,1 мм.

1.4. Рукоятку "КОМПЕНСАЦИЯ" установить в положение "0".

1.5. Включить тумблер "СЕТЬ" и проверить зажигание индикаторных ламп "СЕТЬ" и "Н".

1.6. Установить рукоятку "ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ" в положение "1".

1.7. Установить рукоятку "ОТСЧЕТ" в положение "1".

2. Измерение полосы пропускания интерференционного фильтра.

2.1. Измерить коэффициент пропускания фильтра в диапазоне от 580 до 610 нм с шагом 2 нм и от 610 до 1100 нм с шагом, равным оцифрованным делениям шкалы длин волн:

2.1.1. Установить стрелку измерительного прибора на "0" рукояткой "НУЛЬ".

2.1.2. Открыть фотоэлемент, поставив рукоятку шторки в положение "ОТКР".

2.1.3. Откалибровать измерительный прибор на "100%":

б) установить на пути излучения контрольный образец (воздух) перемещением рукоятки образцов в положение "2";

в) установить стрелку измерительного прибора на "100%" рукояткой "ЩЕЛЬ".

2.1.4. Измерить коэффициент пропускания на установленной длине волны:

а) ввести в поток излучения интерференционный фильтр, переместив рукоятку образцов в положение "1";

б) снять отсчет по шкале измерительного прибора и занести его в табл. 1.

2.1.5. Повторить пп. 2.1.3, 2.1.4 для всех заданных длин волн.

2.2. Повторить измерения (п. 2.1) 5 раз.

2.3. Установить рукоятку шторки в положение "ЗАКР".

3. Измерение пропускания абсорбционного фильтра.

3.1. Измерить коэффициент пропускания фильтра в диапазоне от 520 до 620 нм с шагом 10 нм и от 620 до 1100 нм с шагом 100 нм:

3.1.1. Выполнить пп. 2.1.1…2.1.2.

3.1.2. Выполнить п. 2.1.3.

3.1.3. Измерить коэффициент пропускания на установленной длине волны:

а) ввести в поток излучения интерференционный фильтр, переместив рукоятку образцов в положение "3";

б) снять отсчет по шкале измерительного прибора и занести его в табл. 1.

3.1.4. Повторить пп. 3.1.2, 3.1.3 для всех заданных длин волн.

3.2. Выполнить пп. 2.2, 2.3.

4. Расчет параметров фильтров.

4.1. Рассчитать и обозначить на графике параметры абсорбционного фильтра.

4.2. Рассчитать и обозначить на графике параметры интерференционного фильтра.

1. Краткие сведения о классификации, характеристиках и параметрах фильтров.

2. Оптическая схема спектрофотометра и ее описание.

3. Таблица с результатами измерений и вычислений.

4. Расчет погрешности измерений (обработка одной строки из таблицы).

5. Рассчитанные по графикам параметры исследованных фильтров.

По заданию преподавателя:

6. Задавшись энергетической характеристикой фототока приемника оптического излучения и спектральными характеристиками объекта и фона, определить оптимальную гр.

7. Построить спектральную характеристику германиевого фотодиода в сочетании с исследованным интерференционным фильтром.

1. Классификация, характеристики и параметры фильтров.

2. Принцип действия отражающих фильтров.

3. Принцип действия поглощающих фильтров.

4. Принцип действия интерференционных фильтров.

5. Методика выбора отрезающего коротковолнового фильтра к ПОИ.

6. Устройство спектрофотометра.

7. Определение спектральных характеристик фильтров.

1. Борисевич Н.А. и др. Инфракрасные фильтры. Минск: Наука и техника, 1971. - 228 с.

2. Тарасов К.И. Спектральные приборы. Л.: Машиностроение, 1968.

3. Крылова Т.Н. Интерференционные покрытия. Л.: Машиностроение, 1973.

4. ОСТ 3-854-72. Фильтры оптические интерференционные.

"ИССЛЕДОВАНИЕ ИСТОЧНИКА

С ЗАДАННЫМ СПЕКТРАЛЬНЫМ СОСТАВОМ"

изучить принцип действия источника заданного спектрального состава (ИЗСС);

изучить разновидности, принципы расчета и изготовления масок;

измерить спектральное распределение энергетической светимости ИЗСС без маски, как функцию от положения щели;

для ориентации маски по спектру относительно микрометренной подвижки снять реперную точку на отсчетной шкале микрометра для длины волны 0,6328 мкм (гелий-неоновый лазер);

рассчитать линейную дисперсию ИЗСС и сориентировать ее с учетом снятой реперной точки для длины волны 0,6328 мкм относительно отсчета по микрометру;

рассчитать и построить спектральное распределение энергетической светимости ИЗСС без маски;

рассчитать маску для произвольно заданного спектрального распределения энергетической светимости ИЗСС и построить ее.

Краткие теоретические сведения Источник инфракрасного излучения с заданным спектральным составом разработан и изготовлен на кафедре оптико-электронных приборов и систем ИТМО и предназначен для исследования в лабораторных условиях различного типа тепловизоров, теплопеленгаторов и головок самонаведения. Он позволяет получить модулированное инфракрасное излучение заданного спектрального состава и мощности, имитирующее реальные объекты. Необходимость в такой установке вызывается трудностью и дороговизной использования реальных объектов при паспортизации таких приборов. В схеме ИЗСС использована идея "обратного монохроматора" (рис. 14).

ИЗСС включает в себя протяженный источник со сплошным спектром излучения 1 и монохроматор, состоящий из маски 2, расположенной в фокальной плоскости зеркального объектива 4, плоских зеркал 3 и 6, диспергирующей призмы 5 и выходной щели, расположенной в фокальной плоскости зеркального объектива 7.

Если маска в виде подвижной входной щели находится в положении В, то выходная щель выделит из спектра, изображаемого в ее плоскости, длину волны i. Когда входная щель переместится в положение А, спектр сместится относительно выходной щели и она выделит длину волны i-1. Когда же входная щель окажется в положении С, выходная щель выделит длину волны i+1.

Если убрать маску, то в выходную щель попадут все длины волн от i-1 до i+1, но каждая длина волны будет приходить от определенной точки протяженного источника. Чтобы исключить из излучения выходной щели длину волны i, достаточно закрыть точку В протяженного источника непрозрачным экраном. Для получения заданного спектрального состава излучения выходной щели вместо щелевой маски ставится фигурная маска с соответствующим профилем по высоте, срезающая излучение определенных длин волн в требуемой мере (рис. 15).

Для оценки длины протяженного источника, необходимой для получения заданного спектрального интервала, можно воспользоваться формулой где n1 и n2 - показатели преломления призмы для длин волн, ограничивающих рабочий спектральный интервал;n - средний показатель преломления для этих длин волн; f'об - фокусное расстояние объектива монохроматора, находящегося перед протяженным источником; преломляющий угол призмы.

В ИЗСС используется призма из LiF c преломляющим углом = 50° для спектрального интервала 1…5,5 мкм с линейной протяженностью указанного интервала l = = 13,7 мм. В качестве протяженного источника применяется нихромовая ленточка с температурой от 600 до 1000 °С в охлаждаемом водой корпусе.

Погрешность получения заданного спектрального состава зависит от погрешности снятия спектрального распределения энергетической светимости ИЗСС без маски (при перемещении вдоль протяженного источника) и от точности изготовления самой маски.

Установив на выходную щель ПОИ и перемещая щелевую маску, легко получить зависимость выходного сигнала ПОИ от положения маски Ul(l). Однако она не дает возможности построить маску для получения того или иного заданного спектрального состава излучения, имитирующего излучение реального объекта, прошедшее через атмосферу, так как обычно излучение объекта задается в зависимости от длины волны (рис. 16).

Рис. 16. Спектр излучения объекта после прохождения Поэтому необходимо получить спектральное распределение энергетической светимости на выходной щели ИЗСС М() и найти соответствие между положением щелевой маски l и выделяемой на выходной щели длиной волны.

Спектральная плотность энергетической светимости (СПЭС) на выходной щели:

где Ф - монохроматический поток излучения, прошедший через выходную щель; A - площадь засвеченного участка щели; - спектральный интервал, выделяемый выходной щелью.

Площадь засвеченного участка щели:

где ащ - ширина щели; hщ - высота засвеченного участка щели.

Спектральный интервал, выделяемый выходной щелью:

где d / dl - линейная дисперсия монохроматора.

Из определения абсолютной спектральной чувствительности ПОИ:

где U - сигнал с ПОИ, вызванный монохроматическим потоком излучения Ф.

По определению относительной спектральной чувствительности:

где S.max - максимальная спектральная чувствительность ПОИ; S.отн относительная спектральная чувствительность ПОИ.

В соответствии с известной формулой связи интегральной и спектральной чувствительности:

где Sинт - интегральная чувствительность ПОИ к излучению эталонного источника; - коэффициент использования излучения эталонного источника данным ПОИ.

Таким образом, выражение для СПЭС на выходной щели примет вид:

Лабораторная установка состоит из осветителя 1 (рис. 17), включающего фотометрическую лампу 2 с ленточным телом накала при температуре 2856 К и объектив 3, механизма перемещения щелевой маски, содержащего микрометрическую головку 4, неподвижные направляющие 5 для рамки с ПОИ (фоторезистором) 15 и горизонтальной щелью высотой 2 мм и подвижные направляющие 6 с пружиной для рамки со щелевой маской 7, монохроматора 8 с призмой из LiF, оптическая схема которого изображена на рис. 14 и который содержит зеркальный объектив с фокусным расстоянием 180 мм, модулятора 9, состоящего из двигателя 10 и модулирующего диска 11, блока питания 12 лампы и модулятора, ПОИ 13 (фоторезистора ФСАс интегральной вольтовой чувствительностью к излучению лампы 1500 В/Вт и коэффициентом использования излучения лампы ???), устанавливаемого на выходную щель, измерительного усилителя 14, гелий-неонового лазера 16 типа ЛГ-78 и блока питания лазера 17 и блока питания ПОИ 18 и регистрирующего прибора 19.

1. Измерение спектрального распределения энергетической светимости ИЗСС как функции от положения щелевой маски.

1.1. Снять ПОИ с выходной щели и снять кожух с ИЗСС.

1.2. Включить лампу ИЗСС тумблером на блоке питания лампы и модулятора.

1.3. Установить размер выходной щели в соответствии с указаниями лаборанта или значениями, приведенными на лабораторной установке.

1.4. Вставить щелевую маску в подвижные направляющие.

1.5. Вращая микрометрическую головку и перемещая, таким образом, щелевую маску, убедиться, что изображение щелевой маски в виде спектра перемещается по выходной щели (при этом надо следить, чтобы модулирующий диск не перекрывал излучение).

1.6. Надеть кожух ИЗСС, установить ПОИ на выходную щель и подключить его к измерительному усилителю и блоку питания ПОИ.

1.7. Включить измерительный усилитель и блок питания ПОИ.

1.8. Включить питание модулятора тумблером на блоке питания лампы и модулятора.

1.9. Вращая микрометрическую головку по часовой стрелке, добиться минимального регистрируемого сигнала на регистрирующем приборе при крайнем левом положении щелевой маски. Вращая головку против часовой стрелки, перемещать щелевую маску с шагом, равным ширине щели, и снимать напряжение по регистрирующему прибору. Измерения произвести 5 раз. Результаты занести в табл. 2.

2. Определение реперной точки.

2.1. Снять ПОИ с выходной щели и отключить его от измерительного усилителя.

2.2. Снять кожух ИЗСС.

2.3. Установить ширину выходной щели в соответствии с указаниями лаборанта или значениями, приведенными на лабораторной установке.

2.4. Вынуть рамку со щелевой маской, вставить рамку с ПОИ в подвижные направляющие и подключить ПОИ к измерительному усилителю и блоку питания ПОИ.

2.5. Включить блок питания лазера.

2.6. Навести луч лазера на выходную щель и перемещая лазер по высоте и разворачивая его, добиться четкого изображения в плоскости горизонтальной щели ПОИ.

2.7. Вставить рамку со щелевой маской и, вращая микрометрическую головку, добиться попадания излучения лазера на щель ПОИ и появления сигнала на регистрирующем приборе.

2.8. Определить реперную точку для длины волны излучения гелий-неонового лазера 0,6328 мкм:

а) сместить щель, вращая микрометрическую головку против часовой стрелки до исчезновения сигнала;

б) вращая головку по часовой стрелке, добиться максимального сигнала и остановить вращение, как только начнется уменьшение сигнала; повторить измерения 5 раз и занести результаты в табл. 3;

По часовой стрелке Против часовой стрелки Реперная точка в) сместить щель вращением микрометрической головки по часовой стрелке до исчезновения сигнала;

г) вращая головку против часовой стрелки, добиться максимального сигнала и остановить вращение, как только начнется уменьшение сигнала; повторить измерения 5 раз и занести результаты в табл. 3.

3. Расчет зависимости выходного сигнала ПОИ от положения щелевой маски.

Рассчитать среднее значение выходного сигнала ПОИ для каждого положения щелевой маски и записать результаты в табл. 2.

4. Расчет значения реперной точки.

Рассчитать значение реперной точки и записать результаты в табл. 3.

5. Расчет линейной дисперсии ИЗСС.

5.1. Занести в табл. 5 значения и n из табл. 4.

реп 5.2. Рассчитать для каждой длины волны значения и занести их в табл. 5.

6. Расчет привязки длин волн к отсчетам микрометрической головки.

Для привязки длин волн к отсчетам микрометрической головки следует рассчитать для каждой длины волны значения и занести их в табл. 5.

7. Расчет СПЭС на выходной щели ИЗСС.

7.1. Занести в табл. 6 значения l, = f(l), d/dl = f() из табл. 5, из рис. 18 и U = Ul(), где Ul - значения из табл. 2.

S.отн 7.2. Рассчитать для каждой длины волны СПЭС по формуле и занести результаты в табл. 6.

Рис. 18. Относительная спектральная характеристика чувствительности ФСА- 8. Расчет маски для имитации излучения объекта (по указанию преподавателя).

8.1. Занести в табл. 7 значения l, и М из табл. 6.

8.2. Задаться спектральным распределением энергетической светимости объекта М.об (по указанию преподавателя) и занести его значения в табл. 7.

8.3. Рассчитать коэффициент, учитывающий необходимое ослабление излучения ИЗСС на различных длинах волн и занести значения в табл. 7.

8.4. Рассчитать высоту щелевой маски при ее фиксированной ширине где h0 - высота щелевой маски при измерении СПЭС на выходной щели ИЗСС, и занести результаты в табл. 7.

1. Краткие сведения о назначении ИЗСС, принципе действия и схеме ИЗСС, типах масок.

2. Схема и описание лабораторной установки.

3. Таблицы с результатами измерений и вычислений.

4. Методика расчета СПЭС на выходной щели ИЗСС.

5. Графики относительной спектральной чувствительности ПОИ, зависимостей d/dl = f(), U = f() и U = f(l) на одном графике с двумя осями абсцисс, спектрального распределения энергетической светимости на выходной щели ИЗСС.

6. Методика построения масок.

7. Эскиз маски.

1. Назначение и принцип действия ИЗСС.

2. Методика измерения СПЭС на выходной щели ИЗСС.

3. Методика определения реперной точки.

4. Методика расчета спектрального распределения энергетической светимости на выходной щели ИЗСС.

5. Методика построения масок и типы масок.

1.Источники и приемники излучения: Учебное пособие для студентов оптических специальностей вузов / Г.Г. Ишанин, Э.Д. Панков, А.Л. Андреев, Г.В. Польщиков. - СПб: Политехника, 1991.

2.Г.Г. Ишанин. Источник инфракрасного излучения с заданным спектральным составом // Труды ЛИТМО, вып. 76, 1974.

"ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДИКАТРИС ИЗЛУЧЕНИЯ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗЛУЧАЮЩИХ ДИОДОВ"*

изучить устройство и принцип действия полупроводниковых излучающих диодов (ПИД);

дать практические навыки по экспериментальному определению индикатрис источников излучения;

изучить физические и конструктивные факторы, влияющие на индикатрисы излучения ПИД;

закрепить лекционный материал по курсу "Источники и приемники излучения".

Краткие теоретические сведения Принцип действия ПИД (светодиодов) основан на явлении электролюминесценции при протекании тока в структурах с p-nпереходом. ПИД преобразуют электрическую энергию в энергию излучения. При протекании тока через p-n-переход значительная часть неосновных носителей заряда рекомбинирует, излучая при этом фотоны. Вводимые в исходный материал при создании p-n-перехода примеси являются активаторами люминесценции.

Основными параметрами ПИД являются квантовая эффективность, мощность излучения (яркость), время нарастания и спада импульса излучения, угол излучения. К основным характеристикам ПИД относятся спектральная характеристика излучения, яркостная характеристика, вольт-амперная характеристика, индикатриса излучения.

Спектр электролюминесценции определяется шириной запрещенной зоны исходного полупроводникового материала и механизмом рекомбинации.

Квантовая эффективность это отношение числа испускаемых квантов к количеству прошедших через p-n-переход электронов.

Внутренняя квантовая эффективность определяется коэффициентом инжекции в область эффективной люминесценции и соотношением скоростей излучательной и безызлучательной рекомбинации.

Внешняя квантовая эффективность зависит также от формы кристалла с p-n-переходом, конструкции ПИД и от поглощения излучения при его выводе из кристалла.

Индикатриса излучения (диаграмма направленности излучения) источника излучения L(,) или I(,) это распределение яркости или силы излучения источника в пространстве или плоскости (рис. 19).

Угол излучения пид угол между направлениями, где относительная сила излучения ПИД превышает уровень 0,5 (рис. 19).

Рис. 19. Индикатриса силы излучения ПИД Индикатриса излучения ПИД, в основном, определяется его материалом и конструкцией (рис. 20).

а - отражательный ПИД; б - плоский ПИД; в - полусферический ПИД; 1 - контакты; 2 - параболическая поверхность;

Значительную концентрацию потока излучения вдоль какоголибо направления удается получить лишь за счет использования дополнительных внешних фокусирующих элементов или отражающих покрытий, нанесенных на кристалл (рис. 20, а).

Потери излучения в ПИД плоской конструкции (рис. 20, б) обусловлены тем, что на границе "кристалл - воздух" имеет место полное внутреннее отражение той части потока, угол падения которой на границу сред превышает критический.

Описание лабораторной установки Установка (рис. 21) состоит из фотоприемной головки 1 с фотодиодом 2, расположенным в фокальной плоскости объектива 3, и набора испытываемых ПИД 4, устанавливаемых на поворотном устройстве 5.

Питание на ПИД 4 подается от блока питания 8, встроенного в персональную ЭВМ 7. Излучение ПИД модулируется напряжением питания с частотой 50 Гц. Сигнал от фотодиода поступает через аналого-цифровой преобразователь 6 в ПЭВМ 7.

1. Вставить загрузочную дискету в дисковод.

2. Включить ПЭВМ выключателем слева на задней стенке системного блока и монитор выключателем на передней стенке монитора (должны загореться 2 красные лампочки на клавиатуре, а на экране появиться символ "]" ).

3. Загрузить программу выполнения лабораторной работы:

[RUN LS], [RETURN].

4. Прочитать указания на экране монитора и в дальнейшем выполнять все инструкции, появляющиеся на экране.

5. После начальной информации следует осуществить прогрев установки в течение 2...3 минут.

6. После окончания прогрева нажать любую клавишу и провести калибровку системы, следуя указаниям, появляющимся на экране. Для этого необходимо установить поворотный столик с ПИД таким образом, чтобы оптические оси фотоприемной головки и ПИД примерно совпадали. Для изменения величины сигнала следует использовать потенциометр на правой стенке системного блока ПЭВМ. При правильной калибровке появится сообщение о готовности системы к работе.

7. Ввести шаг изменения угла поворота ПИД и количество серий измерений, которые задаются преподавателем.

8. Определить индикатрису излучения ПИД, разворачивая его в вертикальной плоскости.

8.1. Развернуть поворотное устройство в положение "-90°" с помощью маховичка привода, установив отметку "9" лимба против неподвижного индекса.

8.2. Нажать клавишу [RETURN]. Очередное показание величины угла поворота будет высвечиваться на экране монитора рядом с курсором.

8.3. Развернуть поворотное устройство на указанную на экране величину и нажать клавишу [RETURN]. Повторять эти действия до окончания первой серии измерений.

8.4. После проведения последнего измерения первой серии (при угле +90°) следует вернуть поворотное устройство в исходное положение (-90°).

8.5. Повторить п.п. 8.1-8.4 заданное число раз.

9. Установить поворотное устройство в нулевое положение, отпустить стопорный винт на оправе ПИД, повернуть оправу с ПИД вокруг горизонтальной оси на 90° в любую сторону и зажать стопорный винт.

10. Определить индикатрису излучения ПИД во второй плоскости, повторив п.п. 8.1-8.4 заданное число раз.

11. Получить результаты измерений в обеих плоскостях в табличной и графической формах.

Примечание. При появлении на экране сообщения "CAN NOT CONTINUE ERROR" следует обратиться к преподавателю.

1. Краткие теоретические сведения (принцип действия, конструкции, основные параметры и характеристики ПИД).

2. Схема лабораторной установки и ее описание.

3. Таблицы с результатами измерений.

4. Графики индикатрис излучения ПИД в двух плоскостях.

5. Выводы по работе.

Основные параметры и характеристики ПИД.

Измерение и построение индикатрис излучения ПИД.

Факторы, влияющие на вид индикатрисы излучения ПИД.

Источники и приемники излучения: Учебное пособие для студентов оптических специальностей вузов. - СПб.: Политехника, 1991.

"ИССЛЕДОВАНИЕ УГЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПРИЕМНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО

изучить угловые характеристики чувствительности приемников оптического излучения (ПОИ) на основе внутреннего фотоэффекта фотоэлектрических полупроводниковых приемников (ФЭПП);

научиться согласовывать угловую характеристику чувствительности ПОИ с апертурным углом оптической системы;

ознакомиться с конструкцией некоторых типов ПОИ;

закрепить лекционный материал по курсу "Источники и приемники излучения".

Краткие теоретические сведения Угловая (апертурная) характеристика чувствительности ПОИ S(,) это зависимость чувствительности ПОИ от угла падения лучей на его входное окно.

С увеличением угла падения чувствительность ПОИ уменьшается. Это вызывается несколькими причинами.

В некоторых ПОИ фоточувствительный элемент (ФЧЭ) удален от входного окна ПОИ (рис. 22), что приводит к потерям части потока при косом падении лучей.

Рис. 22. Конструкция фоторезистора в металлическом корпусе:

1 - изолирующая подложка; 2 - ФЧЭ; 3 - входное окно;

При больших углах падения значительно увеличиваются потери потока за счет отражения от входного окна и ФЧЭ, так как, согласно закону Френеля, спектральный коэффициент отражения на границе "воздух - стекло":

где и ' углы падения и преломления, соответственно.

Кроме того, при наклонном падении пучка лучей действующее входное окно ПОИ уменьшается пропорционально косинусу угла падения (рис. 23).

Рис. 23. Уменьшение действующего входного окна ПОИ Указанные обстоятельства приводят к зависимости чувствительности ПОИ от угла падения лучей. Типичная угловая характеристика чувствительности ПОИ представлена на рис. 24.

Рис. 24. Угловая характеристика чувствительности ПОИ При расчете потока излучения, преобразуемого ПОИ в электрический сигнал (с учетом его угловой характеристики чувствительности), пользуются следующей формулой:

где во коэффициент пропускания входного окна ПОИ; 0 поток излучения, падающий на входное окно ПОИ; угол падения лучей на входное окно ПОИ; max максимальный угол падения лучей на входное окно ПОИ; Sотн() относительная угловая характеристика чувствительности ПОИ; Аа апертурный коэффициент ПОИ;

Угловая характеристика чувствительности ПОИ дает возможность согласовать ПОИ с его оптической системой (рис. 25).

Рис. 25. Согласование ПОИ с оптической системой Если объектив ПОИ проектирует бесконечно удаленный источник излучения на входное окно ПОИ и облученность входного зрачка объектива во всех точках одинакова, то поток излучения, преобразуемый ПОИ в электрический сигнал, будет равен:

где коэффициент пропускания объектива и входного окна ПОИ;

Евх облученность входного зрачка объектива; Авх площадь входного зрачка объектива; 'А задний апертурный угол объектива;

Обычно стремятся к тому, чтобы 'А 0,5.

Описание лабораторной установки Установка (рис. 26) состоит из коллиматора 1 с полупроводниковым излучающим диодом (ПИД) 2, расположенным в фокальной плоскости объектива коллиматора 3, и набора испытываемых ПОИ 4, устанавливаемых на поворотном устройстве 5.

Питание на ПИД 2 подается от блока питания 6, встроенного в персональную ЭВМ 7. Излучение ПИД на основе арсенида галлия модулируется напряжением питания с частотой 50 Гц. Сигнал от ПОИ поступает через аналого-цифровой преобразователь 8 в ПЭВМ 7.

1. Вставить загрузочную дискету в дисковод.

2. Включить ПЭВМ выключателем слева на задней стенке системного блока и монитор выключателем на передней стенке монитора (должны загореться 2 красные лампочки на клавиатуре, а на экране появиться символ "]" и курсор).

3. Загрузить программу выполнения лабораторной работы:

[RUN LF] (или [RUN LRIAB]), [RETURN].

4. Прочитать указания на экране монитора и в дальнейшем выполнять все инструкции, появляющиеся на экране.

5. После начальной информации следует осуществить прогрев установки в течение 2...3 минут.

6. После окончания прогрева нажать любую клавишу и провести калибровку системы, следуя указаниям, появляющимся на экране. Для этого необходимо установить поворотный столик с ПОИ таким образом, чтобы оптические оси коллиматора и ПОИ примерно совпадали. Для изменения величины сигнала следует использовать потенциометр на правой стенке системного блока ПЭВМ. При правильной калибровке появится сообщение о готовности системы к работе.

7. Ввести шаг изменения угла поворота ПОИ и количество серий измерений, которые задаются преподавателем.

8. Определить угловую характеристику чувствительности ПОИ, разворачивая его в вертикальной плоскости.

8.1. Развернуть поворотное устройство в положение "-90°" с помощью маховичка привода, установив отметку "9" лимба против неподвижного индекса.

8.2. Нажать клавишу [RETURN]. Очередное показание величины угла поворота будет высвечиваться на экране монитора рядом с курсором.

8.3. Развернуть поворотное устройство на указанную на экране величину и нажать клавишу [RETURN]. Повторять эти действия до окончания первой серии измерений.

8.4. После проведения последнего измерения первой серии (при угле +90°) следует вернуть поворотное устройство в исходное положение (-90°).

8.5. Повторить п.п. 8.1-8.4 заданное число раз.

9. Установить поворотное устройство в нулевое положение, отпустить стопорный винт на оправе ПОИ, повернуть оправу с ПОИ вокруг горизонтальной оси на 90° в любую сторону и зажать стопорный винт.

10. Определить угловую характеристику чувствительности ПОИ во второй плоскости, повторив п.п. 8.1-8.4 заданное число раз.

11. Получить результаты измерений в обеих плоскостях в табличной и графической формах.

Примечание. При появлении на экране сообщения "CAN NOT CONTINUE ERROR" следует обратиться к преподавателю.

1. Краткие теоретические сведения (угловая характеристика чувствительности ПОИ, апертурный коэффициент ПОИ, конструкция ФЭПП).

2. Схема лабораторной установки и ее описание.

3. Таблицы с результатами измерений.

4. Графики угловых характеристик чувствительности ПОИ в двух плоскостях.

5. Выводы по работе.

1. Конструкции ФЭПП.

2. Угловая характеристика чувствительности, апертурный коэффициент ПОИ и влияющие на них факторы.

3. Измерение и построение угловых характеристик чувствительности ПОИ.

1. Источники и приемники излучения: Учебное пособие для студентов оптических специальностей вузов. - СПб.: Политехника, 1991.

2. Гридин А.С., Панков Э.Д. Апертурные характеристики фотоприемников // Изв. вузов СССР. Сер. Приборостроение. - 1968. - Т.XI, №1.

"ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРОГА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

закрепить лекционный материал по курсу "Источники и приемники излучения", раздел "Приемники излучения", темы "Чёрное тело и его модели", "Параметры и характеристики приемников излучения" и "Тепловые приемники излучения";

изучить устройство, принцип действия, основные параметры и схемы включения болометров;

изучить устройство и принцип действия источника калибровочного излучения типа "черное тело";

ознакомиться с работой измерительной аппаратуры;

измерить порог чувствительности болометра с помощью "черного тела";

исследовать зависимость порога чувствительности болометра от частоты модуляции потока излучения и от ширины полосы частот усилительного тракта.

Краткие теоретические сведения Болометр - это тепловой приемник оптического излучения, принцип действия которого основан на изменении сопротивления чувствительного слоя при нагреве его под воздействием падающего потока излучения.

Чувствительный слой болометра представляет собой тонкую металлическую или полупроводниковую пленку, являющуюся фактически терморезистором. Обычно болометр состоит из двух термочувствительных резисторов такого типа. Один из них является приемным и подвергается воздействию потока излучения, а второй (компенсационный) служит для компенсации влияния изменения температуры внешней среды на величину сигнала, снимаемого с основного терморезистора.

Изменение сопротивления чувствительного слоя болометра при его нагревании зависит от температурного коэффициента сопротивления (ТКС), который определяется выражением:

где R - сопротивление чувствительного слоя болометра при температуре T.

У полупроводниковых материалов ТКС отрицателен, а его абсолютная величина больше, чем у металлов. Поэтому полупроводниковые болометры по сравнению с металлическими обладают большей чувствительностью. Сигналы, снимаемые с выхода болометра, как правило, малы и перед их дальнейшим использованием должны предварительно усиливаться.

На вход усилителя болометры включаются либо по мостовой схеме (рис. 27), либо по схеме, в которой компенсационный элемент играет роль нагрузочного сопротивления. Сигнал, поступающий на вход усилителя, пропорционален изменению температуры [1].

Интегральная чувствительность болометра определяется отношением изменения напряжения, вызванного падающим на него потоком излучения, к величине этого потока.

Порог чувствительности Фп - это среднее квадратическое значение первой гармоники действующего на приемник излучения модулированного потока излучения с заданным спектральным распределением, при котором среднее квадратическое значение первой гармоники напряжения (тока) фотосигнала равно среднему квадратическому значению напряжения (тока) шума в заданной полосе частот на частоте модуляции потока излучения.

В данной лабораторной работе сделаем допущение, что болометр - неселективный приёмник, то есть его спектральная чувствительность не зависит от длины волны в достаточно широком спектральном интервале, поэтому порог чувствительности болометров определяется уровнем его внутренних шумов (теплового и токового), а также внешним шумом (радиационным) [1]. У металлических болометров преобладает тепловой, а у полупроводниковых - токовый шум.

Токовый шум (избыточный, 1/fм - шум) объединяет несколько видов шума, которые отдельно рассчитать трудно. Он зависит от состояния поверхности и технологии изготовления фоточувствительного слоя, от качества контактов и токов утечки.

Дисперсия токового шума определяется выражением:

где Аm = 10-13…10-9; R - сопротивление болометра; f - ширина полосы пропускания измерительной системы; f - частота модуляции потока излучения; I - ток, протекающий через болометр.

Рис. 27. Мостовая схема включения болометрического приемника ИК - излучение, падающее на рабочий фоточувствительный элемент (ФЧЭ) болометра; Rd - сопротивление необлучаемого (компенсационного) ФЧЭ болометра; (Rd - Rd) - сопротивление облучаемого (рабочего) ФЧЭ болометра; R1, R3 - сопротивления в плечах моста; R3 - балансировочное сопротивление; Uп - напряжение Тепловой шум вызывается хаотическим тепловым движением свободных электронов в самом ПИ и имеет равномерный спектр.

Дисперсия теплового шума:

где К - постоянная Больцмана; К=1,38051023 Дж/К; Т - термодинамическая температура болометра.

Радиационный шум обусловлен флуктуациями потока излучения и потоков, возникающих при теплообмене чувствительного элемента болометра с окружающей средой. Дисперсия напряжения радиационного шума при тепловом источнике излучения с учетом инерционности болометра [1]:

где (Фр) - дисперсия суммарного потока излучения теплового источника; SU - вольтовая чувствительность болометра; Тоб - термодинамическая температура объектов, излучение от которых попадает на чувствительную площадку болометра; Тб - термодинамическая температура болометра; Фб - собственный поток излучения болометра.

Суммарная дисперсия напряжения шума:

Для исследования в лабораторной установке используется полупроводниковый болометр БСГ- 2 [2].

Характеристики полупроводникового болометра БСГ- Габаритные размеры чувствительного элемента, мммм _2,5 0,5.

Интегральная чувствительность, В/Вт 500…3000.

Удельный порог чувствительности, Вт/(смГц1/2) _ 510-10.

Сопротивление, Ом (1,73…4)106.

Частота модуляции, Гц 10.

Постоянная времени, мс 13…20.

Рабочий ток, мкА _ 20.

В болометре БСГ-2 чувствительный элемент выполнен в виде тонкого (0,03...0,05 мм) слоя германия, легированного сурьмой.

Чувствительный элемент покрыт поглощающим покрытием, получающимся в результате термического испарения чистого золота в атмосфере азота с последующим осаждением золота на пленку нитроклетчатки. Толщина поглощающего покрытия - от 10 до 30 мкм.

Чувствительный элемент помещен в герметичный корпус с входным окном из кристалла KRS-5 (рис. 28).

Измерения порога чувствительности производятся по эталонным источникам. В фотометрии принято в качестве эталонных источников использовать "черное тело" (ЧТ). ЧТ или полный излучатель это тепловой источник излучения, который для всех длин волн и при всех температурах имеет коэффициент поглощения (,Т), равный 1 [2].

Рис. 28. Конструкция полупроводникового болометра Энергетическая светимость ЧТ определяется законом СтефанаБольцмана:

где Ме° - энергетическая светимость ЧТ; Т - термодинамическая температура ЧТ; - постоянная Стефана - Больцмана; = = 5,6710-12 Вт/(смК4).

Распределение мощности излучения ЧТ по спектру описывается законом Планка:

где Ме, - спектральная плотность энергетической светимости (СПЭС) ЧТ; С1, С2 - постоянные Планка; С1 = 3,74 Втсм-12 ; С2 = = 1,433104 мкмК.

Коэффициент теплового излучения - степень приближения излучения реального тела при данной температуре к излучению черного тела. Для ЧТ:

Черных тел в природе не существует. Однако можно выполнить различные модели источников температурного излучения, излучение которых с достаточной для практических целей точностью приближается к излучению черного тела.

Такие источники излучения находят своё применение в качестве образцовых ИК излучателей для градуировки приемников ИК излучения, определения чувствительности приборов ИК техники, градуировки приборов ИК спектроскопии.

В качестве модели ЧТ может быть использована любая непрозрачная замкнутая полость с равномерно нагретыми стенками, имеющая небольшое отверстие для выхода излучения. Геометрическая форма полости существенного значения не имеет и выбирается в зависимости от конструкции ЧТ. Важно лишь, чтобы температура полости поддерживалась постоянной и площадь излучающего отверстия была намного меньше площади внутренней поверхности полости.

Рис. 29. Формы полостей, используемых в различных моделях ЧТ (на рисунке глубина каждой из излучающий полостей обозначена Степень совершенства модели, то есть её приближения к ЧТ, характеризуется эффективным коэффициентом теплового излучения эф, представляющим собой отношение потока излучения е, исходящего из отверстия модели, к потоку излучения е0 ЧТ при той же температуре.

Методика определения чувствительности болометра Методика определения порога чувствительности болометра основана на использовании двух эталонных излучателей - моделей ЧТ (рис. 30).

Рис. 30. Схема лабораторной установки:

1- модель ЧТ; 2 - заслонка; 3 - термостабилизированная диафрагма с температурой Тд ; 4 - модулятор; 5 - экран; 6 - болометр;

В случае, когда заслонка 2 находится в положении I, на чувствительный элемент болометра попадает поток излучения от ЧТ 1, ограниченный диафрагмой 3. Если заслонка находится в положении II, то она вместе с диафрагмой образует второе ЧТ с температурой Т = Т2.

Температура чувствительного элемента болометра будет определяться суммарным потоком излучения, попадающим на его чувствительную площадку, и собственным потоком излучения болометра (теплообмен).

При фиксированном положении заслонки напряжение на выходе измерительного усилителя Uвых будет определяться приращением потока излучения Фпр, попадающего на болометр, интегральной чувствительностью SU и коэффициентом усиления измерительного усилителя Ку:

где Фпр - определяется разностью принимаемых потоков излучения для случая, когда диск модулятора не перекрывает диафрагму 3, и случая, когда диск перекрывает последнюю.

Учитывая всё это, определим напряжение на выходе измерительного усилителя для двух случаев:

А) заслонка в положении I:

где: Ку - коэффициент усиления измерительного усилителя; SU интегральная чувствительность ПОИ; Aпр - площадь фоточувствительной площадки ПОИ; 1 - коэффициент теплового излучения ЧТ; постоянная Стефана-Больцмана; T1 - температура ЧТ; Aд - площадь диафрагмы; Фпрчт - поток, падающий на чувствительную площадку ПОИ от ЧТ; Фпр.к.з. - поток, падающий на чувствительную площадку ПОИ от кольцевой зоны, образованной отверстием диафрагмы и отверстием экрана; Фпр.ф. - поток, падающий на чувствительную площадку ПОИ от фона; Фм - поток, падающий на чувствительную площадку ПОИ от дисков модулятора; Физл - поток, излучаемый самим ПОИ в окружающую среду; Ме - энергетическая светимость самого ПОИ; Ее - облученность.

Б) заслонка в положении II:

где l - расстояние от выходного отверстия термостабилизированной диафрагмы до плоскости чувствительной площадки ПОИ.

ЗАМЕЧАНИЕ: при определении Uв1 было сделано допущение, что в пределах рабочего диапазона длин волн приемник является неселективным (коэффициент использования для принимаемых потоков равен 1).

Учитывая выражения для случаев A) и Б), находим:

Тогда для интегральной чувствительности системы "ПОИ - измерительный усилитель" можем записать:

Порог чувствительности системы "ПОИ - измерительный усилитель", приведенный к единичной полосе частот, можно определить по формуле:

где U ш.с - среднее квадратическое значение (СКЗ) напряжения шумов системы "ПОИ -измерительный усилитель".

В случае, когда шумы измерительного усилителя пренебрежимо малы по сравнению с шумами ПОИ, можно считать, что Фпор.с приблизительно равен Фпор.пои. Окончательно для порогового потока ПОИ, приведенного к единичной полосе частот, имеем:

С учетом выражения для Sc получим:

Заметим, что для определения порога чувствительности болометра (Фпор.пои) по заданной методике необходимо измерить только напряжение на выходе измерительного усилителя при двух положениях заслонки 2 и произвести серию измерений напряжения шума.

Далее необходимо найти СКЗ шума и при известных Апр, Ад, 1, T1, 2, T2, l, f можно рассчитать Фпор.пои.

Описание лабораторной установки Схема лабораторной установки приведена на рис. 31. На схеме приняты следующие условные обозначения: ЧТ - модель черного тела с температурой излучающей полости Т = 423 К (ЧТ №1); ЭТ - электронный термометр; БРТ - блок регулировки температуры ТСД; З – заслонка; М – модулятор; Э – экран; Б – болометр; БПБ – блок питания болометра; ГОН - оптронный генератор опорных напряжений; Д – двигатель; ПУ – предварительный усилитель; УП - усилитель– преобразователь; О - осциллограф С1-83; ЦВ - цифровой вольтметр ВЦ15-16; ТСД - термостабилизированная диафрагма.

Блок регулирования температуры поддерживает постоянную температуру первого черного тела, равную 150 °С или 423 К. Контроль температуры ЧТ №2 (диафрагма плюс заслонка) ведется по цифровому индикатору на электронном термометре. Излучение ЧТ №1 проходит через ТСД (когда заслонка открыта) и поступает на модулятор. Заслонка и ТСД имеют температуру, равную температуре диафрагмы (температура снимается по электронному термометру).

Модулятор приводится во вращение электродвигателем, который запитан от УП. Излучение модулируется с частотой, которую можно ступенчато менять. Через оптронный ГОН на УП поступает опорный сигнал. Модулируемое излучение поступает на исследуемый болометр, питание на который подается от БПБ. Сигнал болометра усиливается ПУ, питание на который подается от УП. Усиленный сигнал идет на синхронный детектор в УП, а преобразованный сигнал детектора поступает на О и ЦВ. Чувствительная площадка болометра имеет размеры 2,50,5 мм, диаметр диафрагмы - 4 мм.

Температура черных тел снимается по индикатору ЭТ. Расстояние от выходного отверстия ТСД до плоскости чувствительной площадки ПОИ измеряется на установке, f устанавливается соответствующим переключателем на лицевой панели УП (целесообразно взять f = 1 Гц).

1.Включить блок регулирования температуры, поставив 2 тумблера в положение "Вкл". Включить ЭТ, нажав 2 кнопки "Сеть". Включить УП, нажав кнопку "Сеть".

РИС. 2.Установить переключателем "Температура статирования" на блоке регулирования температуры значение "150 С" и проконтролировать его достижение по ЭТ.

3.Установить полосу пропускания УП f = 1 Гц соответствующим переключателем на лицевой панели.

4.Подать питание на болометр, включив тумблер на блоке питания болометра. Закрыть фотоприемник и измерить мгновенное значение уровня шума установки Uш.с. Измерения производить, нажимая кнопку "Пуск" на ЦВ. Кнопку нажимать с интервалом времени, не превышающим 5 постоянных времени ЦВ, снять 50 отсчетов и занести их в табл. 8.

5.Открыть чувствительную площадку ПОИ, снять крышку, снять по 30 отсчетов напряжения на выходе УП (по ЦВ) Uвых1 и Uвых2, соответственно, при открытой и закрытой заслонке 2 (рис. 30). Занести результаты измерений в табл. 9. При снятии отсчетов учитывать ослабление УП.

6.Измерить расстояние l от ТCД до плоскости чувствительной площадки ПОИ.

1.Найти средние квадратические значения напряжения шума.

2.Найти среднее значение напряжений 1 и 2.

3.Рассчитать порог чувствительности исследуемого болометра Фпор.пои, при этом принять 1 = 2 = 0,99.

4. Оценить погрешность измерения порога чувствительности болометра.

5.Сделать выводы по работе.

1.Теоретическая часть (краткие сведения о ЧТ, болометре и его пороге чувствительности).

2.Схема и описание установки.

3.Таблицы с результатами измерений и расчетов.

4.Расчет погрешности измерений.

5.Выводы по результатам измерений.

1.Принцип действия модели ЧТ.

2.Устройство, принцип действия болометров.

3.Основные параметры болометров.

4.Порог чувствительности болометров и факторы, влияющие на его величину.

1. Ишанин Г.Г., Панков Э.Д., Андреев А.Л., Польщиков Г.В. Источники и приемники излучения: Учебное пособие для студентов оптических специальностей вузов. - СПб.: Политехника, 1991. - 240 с.

2. Криксунов Л.З. Справочник по основам ИК-техники. - М.: Советское радио, 1978.

"ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Целью работы являются освоение методики снятия вольтамперных характеристик, приобретение навыков выбора оптимального режима работы фотодиода в оптико-электронных приборах и системах.

Краткое описание аппаратных и программных Лабораторная установка реализована в виде специального модуля на печатной плате, расположенной в корпусе персонального компьютера (ПК) и подключенной через стандартный разъем к его системной шине.

Структурная схема лабораторного комплекса показана на рис. 32.

Аппаратные средства лабораторного модуля Рис. 32. Структурная схема лабораторного комплекса В составе лабораторного модуля имеется: программноуправляемый источник оптического излучения VD1 - полупроводниковый излучающий диод (ПИД) марки АЛ107Б, подключенный через ограничительное сопротивление Rо к выходу цифроаналогового преобразователя ЦАП1. Изменение тока, протекающего через ПИД, а следовательно, и потока излучения, обеспечивается программой путем передачи управляющего кода на вход ЦАП1. На выходе ЦАП1 формируется регулируемое напряжение питания ПИД.

Аналогичным образом (с помощью ЦАП2) осуществляется управление напряжением питания фотодиода VD2 марки ФД256.

Измерение напряжения непосредственно на фотодиоде обеспечивается с помощью аналого-цифрового преобразователя АЦП, выход которого через интерфейсную схему также связан с системной шиной ПК.

Специальная управляющая программа позволяет выполнять все необходимые измерения в ходе эксперимента как в "ручном", так и в автоматическом режимах.

Первый этап работы выполняется в "ручном" режиме. Он заключается в исследовании "поведения" фотодиода при постоянной величине нагрузочного сопротивления Rн и при изменении полярности и величины напряжения питания.

Для двух-трех значений потока излучения, которые следует согласовать с преподавателем или лаборантом, снимите зависимости напряжения на фотодиоде от напряжения источника питания (с учетом полярности) в диапазоне Uп = -6... +1 В. При известной величине сопротивления нагрузочного резистора (Rн = = 32 кОм) рассчитайте значения тока, протекающего через фотодиод при каждом значении выбранного напряжения питания. Результаты измерений оформите в виде табл. 10.

Примечания:

1. Шаг задания напряжений источника питания не обязательно должен быть одинаковым. Его следует выбирать с таким расчетом, чтобы было легко построить график Iд = f(Uд). Учитывая характер кривой, следует уменьшить шаг задания напряжений (например, до 0,1...0,2 В), когда напряжение на фотодиоде близко к нулю (от -1 до +1 В).

2. Последовательность задания напряжений источника питания может быть любой, то есть в ходе эксперимента могут быть получены дополнительные (промежуточные) точки, позволяющие уточнить ход зависимости.

3. Минимальное число точек измерения, при каждом значении потока - 10, но при необходимости число точек может быть увеличено путем повторного задания (после десяти измерений) того же значения потока.

Закончив первый этап работы, обратитесь к преподавателю или лаборанту.

После проверки правильности выполнения первого этапа работы следует перейти к следующему этапу, нажав клавиши [2], [5], [ENTER].

Второй этап начинается с наблюдения за процессом снятия семейства вольт-амперных характеристик в автоматическом режиме.

При этом программным путем обеспечивается изменение величины потока и напряжения источника, измерение напряжения на фотодиоде и расчет силы тока, протекающего через нагрузку. После завершения процесса формирования вольт-амперных характеристик следует перейти к более детальному их исследованию в фотодиодном или фотогальваническом режиме (переход к тому или иному режиму осуществляется в соответствии с меню, отображаемым в нижней части экрана).

В ф о т о д и о д н о м р е ж и м е, наблюдая на экране семейство вольт-амперных характеристик, выберите сначала напряжение источника (и введите его значение), а затем введите сопротивление нагрузки по постоянному току, при которых линия нагрузки будет пересекать хотя бы 2 - 3 вольт-амперные характеристики в области токов насыщения. Пользуясь вариантами представленного меню, Вы можете многократно изменять параметры схемы (Uп и Rн) до тех пор, пока не получите такой вид линии нагрузки, при котором обеспечивается максимальная вольтовая чувствительность для заданного Фmax. При этом следует действовать сознательно, а не путем случайного подбора, т.е. заранее рассчитывая оптимальное значение Rн, при котором вторая точка линии нагрузки должна располагаться в желаемом месте на оси Iд. При необходимости можно очистить изображение семейства вольт-амперных характеристик от предыдущих построений. Для этого нужно нажать клавишу [Enter].

После завершения серии экспериментов запишите оптимально выбранные параметры Uп и Rн. Расчитайте соответствующее им значение вольтовой чувствительности Не выходя из фотодиодного режима, обратитесь к преподавателю или лаборанту, чтобы ввести режим продолжения. После разрешения преподавателя нажмите клавиши [2], [5], [ENTER].

Исследование фотодиодного режима заканчивается построением линии нагрузки по переменному току. Для этого в режиме продолжения необходимо:

- ввести напряжение источника питания (конкретное значение рекомендуется согласовать с преподавателем);

- ввести значение сопротивления нагрузки по постоянному току (следует иметь ввиду, что обычно сопротивление по постоянному току в схемах с дроссельной или трансформаторной нагрузкой не более 1 кОм. Это - активное сопротивление обмотки дросселя или трансформатора);

- в соответствии с заданной величиной постоянной составляющей потока излучения (задает преподаватель), пользуясь вольтамперными характеристиками, ввести значение постоянной составляющей фототока;

- ввести сопротивление нагрузки по переменному току (обычно стремятся обеспечить Rн~ Rн, т.е. следует задавать величину Rн~ в несколько десятков килоом);

На экране воспроизводится нагрузочная характеристика по переменному току (в случае модулированного потока). При необходимости повторите эксперимент. Запишите параметры, соответствующие окончательному результату. Рассчитайте вольтовую чувствительность для данного случая.

Полностью закончив исследование фотодиодного режима, перейдите (с помощью меню) к исследованию ф о т о г а л ь в а н и ч е с к о г о режима.

Наблюдая на экране семейство вольт-амперных характеристик, введите 2 - 3 раза сопротивление нагрузки по постоянному току Rн.

Определите вольтовую чувствительность для выбранных значений Rн. Подумайте, как должна выглядеть линия нагрузки в фотогальваническом режиме в случае использования модулированного потока и нагрузки, разделенной по постоянному и переменному токам.

В дальнейшем рекомендуется провести дополнительные исследования по своей инициативе, с целью более глубокого освоения данной темы и подготовки ответов на вопросы, приведенные в конце описания.

Объем и содержание теоретического раздела отчета формируется по усмотрению студента. Он может включать краткие теоретические сведения о фотодиодах и возможных режимах работы; структуру аппаратных средств лабораторного модуля и др. Однако, следует иметь ввиду, что при защите работы разрешается пользоваться только собственным отчетом, и сведения, которые в нем содержатся, могут быть полезными при обдумывании ответов.

Основную часть отчета составляют результаты проведенных исследований и расчетов. К ним относятся:

- таблицы, содержащие данные, полученные на первом этапе, а также графики вольт-амперных характеристик, соответствующие этому этапу ("ручной" режим);

параметры, выбранные при исследовании фотодиодного режима работы фотодиода (по постоянному и переменному токам) и соответствующие им рассчитанные значения вольтовой чувствительности;

параметры, выбранные при исследовании фотогальванического режима и соответствующие им рассчитанные значения вольтовой чувствительности.

1. Объясните все полученные Вами результаты.

2. Объясните физику работы фотодиода в фотодиодном и фотогальваническом режимах.

3. Каковы преимущества и недостатки каждого из них?

4. В каком из режимов (и почему) легче добиться линейной световой характеристики?

5. Из каких соображений, пользуясь вольт-амперной характеристикой, следует выбирать напряжение питания и величину сопротивления нагрузки?

6. Что дает разделение нагрузки по постоянному и переменному токам?

7. Объясните устройство аппаратных средств установки.

8. Каким образом строится линия нагрузки на вольт-амперных характеристиках? Из каких соображений следует выбирать Uп и Rн?

9. Как с помощью вольт-амперных характеристик и построенной линии нагрузки рассчитывается вольтовая чувствительность фотоприемного контура?

Источники и приемники излучения: Учебное пособие для студентов оптических специальностей вузов / Г.Г. Ишанин, Э.Д. Панков, А.Л. Андреев, Г.В. Польщиков. - СПб: Политехника, 1991 (с. 112Лабораторная работа

"ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ФОТОДИОДОВ"

закрепить лекционный материал по курсу "Источники и приемники излучения" (раздел "Приемники оптического излучения", темы "Параметры и характеристики приемников оптического излучения", "Приемники оптического излучения на внутреннем фотоэффекте");

дать практические навыки по экспериментальному измерению спектральной характеристики чувствительности приемников оптического излучения (ПОИ);

ознакомиться с устройством и работой монохроматора, измерительного усилителя и осциллографа.

Краткие теоретические сведения Спектральная (монохроматическая ) чувствительность ПОИ S - это чувствительность ПОИ к монохроматическому излучению:

где dC - электрический сигнал, вызываемый падающим на ПОИ монохроматическим потоком dФ или монохроматической облученностью ПОИ dE.

Спектральная характеристика чувствительности ПОИ S() это зависимость спектральной чувствительности ПОИ от длины волны излучения. Она может быть абсолютной и относительной.

Абсолютная спектральная характеристика чувствительности ПОИ Sабс() - это зависимость спектральной чувствительности ПОИ, измеренной в абсолютных единицах спектральной чувствительности, от длины волны излучения. Единицами спектральной чувствительности, в зависимости от вида электрического сигнала (фототок или напряжение фотосигнала) и системы фотометрических величин (энергетической или световой), могут быть А/Вт, В/Вт, А/лм, В/лм, А/лк и т.д.

Относительная спектральная характеристика чувствительности ПОИ Sотн() - это зависимость спектральной чувствительности ПОИ, отнесенной к ее максимальному значению, от длины волны излучения.



Pages:   || 2 | 3 |
 
Похожие работы:

«ПЛАН ИЗДАНИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ УРАЛЬСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ НА 2011 ГОД Одобрено редакционно-издательским советом УрГУПС 19 января 2011 г. СОДЕРЖАНИЕ Факультет экономики и управления стр. 3 – 38 Электротехнический факультет стр. 39 – 54 Электромеханический факультет стр. 55 – 67 Механический факультет стр. 68 – 84 Строительный факультет стр. 85 – 94 Факультет управления процессами перевозок стр. 95 – 114 Институт заочного образования стр. 115 – 116 2...»

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ А.К.Порцевский ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Учебное пособие по курсу лекций для студентов специальности 0902 “Технология и комплексная механизация подземной разработки месторождений полезных ископаемых” Москва - 1998 г. Введение 2 Общая добыча угля в СССР в период расцвета достигала 700 млн.т в год. Крупнейшие месторождения находятся:...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ А.М. Ефимов ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ И МЕХАНИЗМЫ ИХ ФОРМИРОВАНИЯ Учебное пособие Санкт-Петербург 2008 1 Ефимов А.М. Оптические свойства материалов и механизмы их формирования. – СПб: СПбГУИТМО., 2008. – 103 с. Настоящее издание представляет собой учебное пособие к образовательному модулю ОПД.Ф.07 Оптическое...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Кафедра АПП и АСУ ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ по Автоматизации производственных процессов Методические указания по выполнению раздела Автоматизация в дипломном проекте для студентов технологических специальностей направлений 260300 Технология сырья и продуктов животного происхождения и 260500 Технология продовольственных продуктов специального назначения и общественного питания дневной и заочной форм...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Псковский государственный университет А.В. Стрикунов, И.П. Войку ПРОГРАММА И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРЕДДИПЛОМНОЙ ПРАКТИКЕ Для студентов специальности Управление инновациями Рекомендовано кафедрой Менеджмент организации Псков Издательство ПсковГУ 2012 УДК 338.2 ББК 65.29 С 85 Рекомендовано кафедрой Менеджмент организации Рецензенты: – В.В. Шевельков, канд. техн. наук, декан механикомашиностроительного факультета Псковского государственного...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики А.А. Бобцов, В.В. Шиегин Банки и базы данных. Основы работы с MS Access. Часть 1 (для пользователей) Учебное пособие Санкт-Петербург 2005 УДК 681.3 Бобцов А.А., Шиегин В.В. Банки и базы данных. Основы работы с MS Access. Часть 1 (для пользователей). Учебное пособие. – СПб., 2005. - 93 с. Рецензенты: Л.С. Лисицына,...»

«Редакционно-издательский отдел Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., 49 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ Игнатьев А.И., Киселев С.С., Никоноров Н.В., Сидоров А. И., Рохмин А.С. МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕГРАЛЬНОЙ и ВОЛОКОННОЙ ОПТИКИ Учебное...»

«ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра коммунальной гигиены и гигиены детей и подростков ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ДЕТСКОЙ ОДЕЖДЕ (учебно-методическое пособие для студентов педиатрического факультета) Иркутск, 2010 Гигиенические требования к детской одежде: Учебно-методическое пособие/ Погорелова И.Г., Попов И.П., Макарова Л.И.- Иркутск: Изд-во ИГМУ, 2010 г. Учебно-методическое пособие подготовили под редакцией зав. кафедрой профессора Игнатьевой Л.П. сотрудники кафедры...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский государственный университет им. А.М. Горького ИОНЦ Бизнес-информатика математико-механический факультет кафедра математической экономики УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС Имитационное моделирование Методические указания Автор: доцент кафедры математической экономики Д.А. Березин Екатеринбург 2008 Методические указания по изучению дисциплины Имитационное моделирование...»

«Федеральное агентство по образованию ХИМИЯ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПРОГРАММА РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ З АДАЧ И КОНТРОЛ ЬНЫЕ ЗАДАНИЯ Для студентов-заочников инженерно-технических (нехимических) специальностей высших учебных заведений ПСКОВ - 2008г. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Наука стала производительной силой нашего общества. Без применения достижений науки, и в частности химии, невозможно развитие современной промышленности и социалистического сельского хозяйства. Химия, являясь одной из фундаментальных...»

«Тематика, методические указания и содержание практических занятий по курсу трудового права 1. Понятие, предмет, метод, система и принципы трудового права (2 часа) Вопросы, подлежащие рассмотрению на занятии: 1. Понятие труда и предмет трудового права. 2. Сфера действия законодательства о труде. 3. Метод правового регулирования трудовых отношений. 4. Функции, принципы и задачи трудового права. 5. Отграничение трудового права от смежных отраслей. 6. Понятие системы трудового права. Понятие...»

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра физической химии А. В. Блохин ФИЗИЧЕСКАЯ И КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ Учебно–методическое пособие для студентов 2–го курса географического факультета специальности I 51.01.01. “Геология и разведка полезных ископаемых”. МИНСК 2002 Автор–составитель Блохин А.В., кандидат химических наук. Рецензенты: кандидат химических наук Г.С. Петров; кандидат химических наук Л.А. Мечковский. Утверждено на заседании Ученого совета химического факультета...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра электромеханики и ТОЭ Методические указания для выполнения домашних заданий по теоретической электротехнике Утверждено на заседании кафедры Электромеханика и ТОЭ 7 декабря 2009 г., протокол № Утверждено на учебно-издательском совете ДонГТУ, протокол № от.20 г. Донецк – 2009 УДК 621.3.01. (071) М54 Методические указания для выполнения домашних заданий по теоретической электротехнике – Донецк: ДонНТУ,...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановский государственный энергетический университет имени В.И.Ленина Л.Б. Маслов, Н.А. Сабанеев ПРАКТИКУМ ПО КУРСУ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИКИ НА БАЗЕ СОВРЕМЕННЫХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ЧИСЛЕННОГО АНАЛИЗА (ANSYS) Учебно-методическое пособие Иваново 2009 УДК 621.01 М 31 МАСЛОВ Л.Б., САБАНЕЕВ Н.А. Практикум по курсу вычислительной механики на базе современных программных средств...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Владивостокский государственный университет экономики и сервиса ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ Учебная программа курса по специальности 020400 Психология Владивосток Издательство ВГУЭС 2005 ББК 65.56 Учебная программа по дисциплине Психофизиология составлена в соответствии с требованиями государственного стандарта России. Предназначена для студентов специальности 020400 Психология. Составитель: Калиниченко С. Г., д-р. мед. наук, доцент кафедры психологии...»

«Министерство образования и науки Украины Севастопольский национальный технический университет ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВА НА МОРСКОМ ФЛОТЕ Методические указания к самостоятельной работе студентов по дисциплине Эксплуатация СЭУ специальности 7.100302– Эксплуатация судовых энергетических установок всех форм обучения Севастополь Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) УДК 629.12.03.(075.8) Повышение эффективности использования...»

«Министерство образования и науки Российской федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Амурский государственный университет Кафедра автоматизации производственных процессов и электротехники УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Теоретическая механика Основной образовательной программы по направлению подготовки 160400.65 Проектирование, производство и эксплуатация ракет и ракетно-космических комплексов специализация Ракетные...»

«Министерство образования и науки Самарской области Министерство имущественных отношений Самарской области Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Тольяттинский индустриально-педагогический колледж (ГБОУ СПО ТИПК) МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ ПО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЮ для студентов специальностей 190631 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта 051001 Профессиональное обучение (отрасль –...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский государственный университет им. А.М. Горького ИОНЦ Физика в биологии и медицине Биологический факультет Кафедра физиологии и биохимии растений УМКД ФОТОСИНТЕЗ Методические указания к изучению дисциплины Екатеринбург 2008 Введение Методические указания к изучению дисциплины Фотосинтез составлены с целью оптимизации временных затрат студентов в процессе освоения данного...»

«Итоги конкурса работ талантливых студентов, аспирантов и молодых ученых МГУ имени М.В.Ломоносова, учрежденного О.В. Дерипаска, за 2012 г. В соответствии с приказом № 1317 от 26 декабря 2012 года О подведении итогов конкурса работ талантливых студентов, аспирантов и молодых ученых МГУ имени М.В.Ломоносова, учрежденного О.В. Дерипаска, за 2012 г. победителями стали: 1. Цикл статей Регулирование активности ДНК-связывающих ферментов АГАПКИНА Юлия Юрьевна, старший научный сотрудник химического...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.