Типовые оптические сигналы

Тема 18. Оптические сигналы и их свойства. Свойства поля излучения, яркость источника излучения. Оптические сигналы их аналитическое представление, параметры, характеристики. Спектральное представление одномерных и многомерных оптических сигналов, понятие пространственной частоты, пространственно-частотные и фазо-частотные характеристики. Типовые сигналы и их свойства (единичный скачок, дельта функция, одиночный импульс). Случайный процесс, его описание, понятие случайного оптического сигнала. Понятие дисперсии и корреляционной функции сигнала, способы их оценки.

В каждом случае применения ОЭП имеется свое распределение яркости в пространстве предметов. Наиболее часто встречающиеся на практике распределения, при этом рассматривается только интегральная яркость.

Идеальный точечный источник. Вся энергия излучения сосредоточена в идеальной геометрической точки с координатами (x₀, y₀). Тогда распределение яркости опишется δ-функцией:

Спектр Фурье равен:

.

Амплитудная и фазовая характеристики спектра имеют вид:

;

.

Таким образом, во всей области пространственных частот амплитуда одинакова и равна L₀.

Рис.1. Идеальный точечный источник и его спектр

Количество информации, которое может быть получено от точечного источника, определится суммой:

Так как , следовательно, для идентификации формы яркостного профиля источника достаточно располагать одной точкой отсчета:

,

где ρ - отношение квадрата величины потока Ф на единичном входном зрачке к дисперсии его фотонных флуктуаций - приблизительно это отношение равно среднему числу фотонов N, попадающему на входной зрачок в единицу времени.

Если функция плотности вероятности нахождения точечного источника в точке с координатами (x, y) равна W(x, y), то

,

где - минимальные ошибки, с которыми могут быть измерены координаты источника (определяются способом измерения, по критерию Рэлея).

ρ₀ - конечное расстояние, на котором два идеальных точечных источника могут быть различимы в силу дифракции.

Если функция W(x, y) подчинена нормальному закону

, то

.

Суммарное количество информации:

.

Дата добавления: 2014-01-05