Основы работы приемников излучения и селекция инфракрасных сигналов

Для обнаружения и намерения электромагнитного излучения оптического диапазона применяются приборы, основанные на преобразовании энергии излучения в другие ее виды. Эта приборы называются приемниками оптического излучения.

Приемники оптического излучения характеризуются следующими параметрами.

1. Порог чувствительности (измеряется в ) – минимальный поток излучения, который может быть обнаружен приемником излучения. Существование порога обусловлено шумами приемника. Обычно порогом чувствительности называется поток излучения (выражается в или для видимой области спектра), который вызывает на выходе приемника излучения сигнал, равный среднему квадратичному значению собственных шумов приемника.

Поскольку собственные шумы приемников имеют широкий частотный спектр, то при определении порога чувствительности его относят к единичному интервалу частот (1 Гц).

2. Коэффициент преобразования или чувствительность является коэффициентом , связывающим поток излучения , падающий на приемник излучения, с величиной сигнала , возникающего на выходе приемника излучения:

Если – полный поток излучения, то называется интегральным коэффициентом преобразования или просто чувствительностью; если – поток монохроматического излучения длиной волны , то называется спектральным коэффициентом преобразования или спектральной чувствительностью. Величины и определяются:

· природой вещества приемного элемента приемника излучения;

· характером взаимодействия излучения с веществом;

· конструкцией приемника излучения.

При практическом применении приемников излучения большое значение имеет сохранение линейной связи в широком диапазоне мощностей ; однако у многих видов приемников она соблюдается лишь в ограниченном диапазоне , а для некоторых видов, например фотоэмульсии, характер связи более сложный.

На выходе из большинства приемников излучения возникает электрический сигнал; поэтому величину выражают в или .

Поскольку зависит от спектрального состава излучения источника, то для сравнения различных приемников излучения применяются стандартные источники света. Так, для приемников инфракрасной области спектра применяют искусственное абсолютно черное тело с температурой или , а для приемников видной области спектра – вольфрамовую лампу накаливания с цветовой температурой (стандартный источник типа А).

3. Постоянная времени – время, за которое сигнал на выходе приемника оптического лучения нарастает до определенного уровня (этот параметр служит мерой способности приемника регистрировать оптические сигналы малой дальности). Выражается в секундах.