ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет оптических систем из "Приборы и методы анализа в ближней инфракрасной области" Световой поток, собранный оптической системой излучателя, отфильтрованный, прошедший через исследуемую среду и спроецированный на приемник, должен быть такой интенсивности, чтобы отношение полезный сигнал/шум на выходе приемника было достаточным для уверенной регистрации выходной величины. [c.95] Пригодность выбранной оптической системы оценивают с помощью энергетического расчета, при котором уточняют схему и состав элементов оптической системы. Поэтому, как правило, геометрическому расчету хода лучей в оптической системе предшествует предварительный энергетический расчет. Если выбранная оптическая система обеспечивает требуемые энергетические соотношения, то проводят габаритный расчет системы и определяют величины аберраций. При этом окончательно уточняют конструкцию системы. [c.96] В заключение проводят поверочный энергетический расчет оптической системы ИК-анализатора, в результате которого определяют уровень полезного сигнала на выходе приемника. [c.96] Предварительный энергетический расчет удобно вести по методике, изложенной в книге [6]. При этом следует учитывать, что в ИК-анализаторах весь световой поток, прошедший оптическую систему, должен попадать на фотоприемник, причем падающий на приемник световой поток должен обладать определенной интенсивностью, чтобы с достаточной для практики точностью не учитывать фоновых излучений оптических элементов и фотоприемника. [c.96] При предварительном энергетическом расчете определяют диаметр входного зрачка Озр, вх оптической системы и апертурный угол и, при которых полезный сигнал на выходе фотоприемника не ниже заданного минимального значения. [c.96] Значением /ф, мин определяется уровень минимального полезного сигнала на выходе приемника. Полезный сигнал на выходе фотоприемника (называемый иногда реакцией приемника) должен быть достаточным для уверенной работы регистрирующего устройства анализатора с учетом шумов на его входе, т. е. отношение полезного сигнала к шуму должно быть не ниже такого значения, при котором схема начинает работать устойчиво. Минимальное значение этого отношения определяется заданной точностью регистрации. [c.96] При тех частотах сигнала и полосах пропускания усилителей, которые используются в ИК-анализаторах, уверенная регистрация обеспечивается уже при отношении сигнал/шум на выходе усилителя, равном единице. При повышенных требованиях к точности анализа отношение (С/с/ /ш)вых необходимо повышать до 3—5. [c.96] Шумовые характеристики фоторезисторов приводятся в их паспорте для определенных значений /о и А/. Если же условия работы фоторезисторов не совпадают с условиями измерения их шумовых характеристик, то последние можно пересчитать для реальных значений / и А/ [26, с. 228]. [c.97] Минимальное значение полезного сигнала на фотоприемнике, а также характеристики выбранных источника и приемника излучения являются исходными данными для дальнейшего расчета оптической системы. [c.98] Если расчетные значения диаметра входного зрачка и апертурного угла неприемлемы для практического исполнения системы, то уточняется выбор либо самой оптической системы, т. е, ее схема и элементы, либо элементов измерительной схемы, например излучателя, приемника или усилителя фототека, и в соответствии с этим корректируется предварительный энергетический расчет. [c.98] Габаритный расчет дает значения геометрических размеров всей оптической системы и ее элементов, а также уточненные значения диаметра входного зрачка и переднего апертурного угла. Методы расчета и соответствующие расчетные формулы достаточно отработаны [4, 6]. Можно также воспользоваться методами автоматического расчета [27], особенно если имеются готовые стандартные программы. [c.98] Аберрационный расчет оптических систем ИК-анализаторов проводят, как уже указывалось, при повышенных требованиях к их точности. С достаточной для практики точностью величины аберраций можно определить по формулам (3.14) — (3.19). Влияние аберраций на точность измерения можно оценить, воспользовавшись графоаналитическим способом оценки распределения энергии в аберрационном кружке оптической системы [28]. Для расчете аберраций все шире используют автоматические методы [4, 27]. [c.98] Ловерочный энергетический расчет проводят по той же методи ке и по тем же формулам, что и предварительный [6]. При пове рочном расчете определяют уровень полезного сигнала на выход приемника, исходя уже не из априорно взятых, а определенны расчетным или опытным путем характеристик излучателя, фото приемника и усилителя фототока. [c.98] Для проведения расчета должны быть уточнены коэффициенть пропускания всех оптических элементов системы, включая коэф фициент пропускания кюветы с растворителем. Если полоса про пускания используемого в анализаторе светофильтра отличаегс от полосы пропускания фотометра, на котором определялось изме нение сигнала АС/шк, это изменение следует также уточнить дл применяемого при анализе светофильтра. [c.98] Найденные при габаритном расчете значения диаметра вход ного зрачка и переднего апертурного угла системы при повероч ном энергетическом расчете должны служить уже исходным данными. [c.98] Вернуться к основной статье