Светоэнергетический расчет

На данном этапе определим освещенность, создаваемую оптической системой в плоскости приемника излучения и сделаем вывод о правильности выбора данного источника и приемника излучения.

Для начала рассчитаем коэффициент пропускания оптических элементов оптико-электронного устройства регистрации магнитных полей рассеяния (рис. 3.1). Отражение на преломляющих поверхностях можно учесть, воспользовавшись формулами Френеля:

Для границ раздела оптических сред в магнитооптическом устройстве коэффициенты пропускания будут равны:

стекло К8-воздух

стекло ОК1-воздух

стекло БФ16-воздух

Коэффициент пропускания магнитной пленки феррит-граната с учетом просветления подложки и нанесения зеркального покрытия .

Коэффициенты пропускания поляризатора и анализатора:

Потери в толще оптических материалов. Суммируя все толщины, получаем l = 0,034 м. Тогда .

Суммарный коэффициент пропускания находится перемножением вычисленных составляющих:

Из паспортных данных источника света известна его сила света

Определим потом излучения от источника на коллиматорную линзу:

Где Ω – телесный угол, определяется как

Рис.3.11. Определение телесного угла

.

Тогда поток

С учетом потерь на оптических элементах можно считать, что поток излучения, падающего на приемник излучения, составит

,

где = 300 см^-1 – коэффициент поглощения магнитной пленки феррит-граната; h = 4 мкм – толщина магнитной пленки феррит-граната; Δ = 0.001 – коэффициент, учитывающий неполноту погасания в системе поляризатор – магнитной пленки феррит-граната – анализатор; - (закон Малюса) определяет интенсивность света, прошедшего через систему поляризатор – анализатор, развернутые на угол 2 F (F = 8 град – угол поворота плоскости поляризации).

.

Площадь рабочей области приемника излучения составляет

м²,

а =10,2 мм, b=8.3 мм – размер активной области матрицы ФПЗС.

Тогда освещенность, создаваемая на матрице ФПЗС, составит

лк.

По паспортным данным, минимальный порог освещенности для данного приемника излучения составляет 0,01 лк, поэтому выбранная элементная база обеспечивает работоспособность устройства регистрации магнитных полей рассеяния.