Оптического диапазона

Оптическое и развертывающее устройства. Для передачи колебательного движения подвижной части ОГ, для записи на носителе и для визуального наблюдения на экране служит оптическое устройство. Упрощенная схема такого устройства для одного канала изображена на 7.9. Луч света от источника Л, проходя через систему линз и призм, попадает на миниатюрное зер-

8.21. Оптическое устройство светолучевого осциллографа

В качестве примера необычного датчика считывания рассмотрим описанный в работе [Л. 349] дискретный датчик для измерения силы. Работа этого датчика основана на способности некоторых прозрачных материалов, помещенных в специальное оптическое устройство — полярископ, вращать плоскость поляризации света под дей-

8.21. Оптическое устройство светолучевого осциллографа

2) регистрирующего органа («мышка»), который должен совмещаться с кодируемой точкой; таким органом может быть либо визир (оптическое устройство типа линзы с перекрестием), либо датчик емкостного или индуктивного типа;

от лампочки через оптическое устройство направляется на заркальце гальванометра, и при отклонении зеркальца на некоторый угол отраженное световое пятно («зайчик») перемещается по отсчетному приспособлению (шкале).

накаливания / проходит через оптическое устройство 2, содержащее

На 17.3 изображена принципиальная схема \ етройства электро" механического светолучевого осциллографа. Основные его элементы: измерительный механизм — вибратор (гальванометр специальной конструкции), на подвижной части которого укреплено зеркало 1; оптическое устройство (2, 3, 7); лентопротяжный механизм, перемещающий светочувствительную пленку б (на рисунке не показан); устройство для визуального наблюдения исследуемых кривых (4, 5); отметчик времени (на рисунке не показан). Оптическое устройство создает, направляет и фокусирует световой луч. 17.3,

щую оптику. Зеркальное оптическое устройство представляет собой экранирующую решетку, поперечные планки которой профилированы (клиновидные тела с параболоидными боковыми поверхностями). Решетки обеспечивают достаточные значения защитных углов в обеих плоскостях у = 15—30° и рациональные КСС. На 61.12 показаны потолочные люминесцентные СВ с зеркальными отражателями и экранирующими решетками. Такие СВ с двумя лампами ЭЛЛ мощностью по 58 Вт, имеющие КСС типа Д-3, и с четырьмя лампами по 18 Вт, имеющие КСС типов Д-2 и Л (в двух плоскостях), изображены на 61.12, а, б. Эти СВ применяются для общего освещения офисов с персональными компьютерами.

Оптическое устройство восьмивибраторного осциллографа для наблюдения и фотозаписи показано на ' 80.

Возможность создания устройств этого класса стала реальной в результате создания лазерной техники. Как известно, лазер является генератором электромагнитного излучения оптического диапазона длин волн, в который входят инфракрасные, видимые и ультрафиолетовые волны. Это излучение качественно отличается от излучения других источников, например нагретых тел. Лазерное излучение характеризуется высокой степенью временной и пространственной'когерентности, монохроматичностью, малой расходимостью (острой ;направленностью) луча, большой плотностью энергии. Лазерный луч можно перемещать непрерывно или дискретно в пространстве (сканирование луча посредством дефлекторов), модулировать, включать и выключать. •;•:,,.••

В некоторых волновых системах, например, в кристаллах на волнах оптического диапазона, имеет место явление, называемое аномальной дисперсией. Оно 'проявляется в том, что для некоторого частотного интервала коэффициент фазы (3 уменьшается с ростом частоты. При этом групповая скорость, вычисленная для узкополосного колебания с центральной частотой Wo, будет отрицательна, хотя фазовые скорости каждой из спектральных составляющих положительны.

Тонкая диэлектрическая пленка на диэлектрической подложке с меньшим показателем преломления представляет собой диэлектрический волновод оптического диапазона, предназначенный для соединения активных элементов.

Еще большие возможности открываются при использовании световодов — волноводов оптического диапазона частот. Наиболее перспективным вариантом световода является прозрачная нить из специальных сортов диэлектриков высокого качества. Световые волны распространяются вдоль нити согласно явлению полного внутреннего отражения, известному из курса физики. «Информационная емкость» светового диапазона огромна. Практическое использование его пока еще затруднено из-за необходимости совершенствовать лазеры, разработку и изготовление усилителей, модуляторов, демодуляторов волн этого диапазона.

По чувствительности к различным диапазонам электромагнитного излучения бывают СПИ (ТВ системы) видимого диапазона, инфракрасного (тепловые)л рентгеновские, спектрозональные (когда передача ведется с помощью нескольких передающих трубок, чувствительных к различным участкам оптического диапазона, для выявления максимальных сведений об объекте) и т. п.

Под преобразователем свет — сигнал понимается совокупность устройств, осуществляющих преобразование энергии электромагнитных волн оптического диапазона (чаще видимого) в электрический сигнал. Основными показателями преобразователей свет — сигнал являются чувствительность, разрешающая способность, характеристика передачи уровней и спектральная характеристика.

длин волн оптического диапазона и не воспринимается глазом, на инжекционные излучатели распространяется термин «светодиоды». Светодиоды обладают высокой эффективностью излучения, достигающей 30%, и значительной долговечностью, превышающей 10 000 ч. Практически решена проблема изготовления интегральных матриц с высоким разрешением и тем самым обеспечена возможность микроминиатюризации передающего блока.

Наоборот, квантовые усилители СВЧ в перевозбужденном режиме могут работать в качестве квантовых генераторов. Сначала были созданы (в 1954 г.) именно квантовые генераторы СВЧ-диапазона. Квантовые генераторы оптического диапазона были созданы в 1960 г. Генерация СВЧ-колебаний осуществляется также с

При подаче на р—я-переход прямого напряжения возникает интенсивная инжекция через него неосновных носителей заряда: электронов в р-область и дырок в n-область. Инжектированные неосновные носители заряда рекомбинируют с основными носителями данной области полупроводника; их концентрация быстро падает по мере удаления от р—я-пере-хода в глубь полупроводника. При встрече электрона с дыркой происходит процесс рекомбинации зарядов и высвобождение энергии в виде излучения оптического диапазона волн. У большинства полупроводников энергия, выделяющаяся при рекомбинации, отдается кристаллической решетке, т. е. превращается в конечном итоге в тепло. У полупроводников, выполненных на основе карбида кремния (SiC), галлия (Ga), мышьяка (As)-, и других материалов, энергия рекомбинации выделяется в виде кван-

передачи и обработки оптической информации. Область исследований интегральной оптики включает распространение, преобразование и усиление электромагнитного излучения оптического диапазона в диэлектрических тонкопленочных волноводах и волоконных световодах. Основным элементом интегральной оптики является объемный или поверхностный оптический микроволновод. Простейший симметричный объемный оптический микроволновод представляет собой локализованную по одной или двум пространственным измерениям область с показателем преломления, превышающим показатель преломления окружающей оптической среды. Такая оптически более плотная область есть не что иное, как канал или несущий слой диэлектрического волновода.

Фотоэлектрическими называют приборы для преобразования лучистой энергии в электрическую энергию. Обратное преобразование энергии осуществляют излучающие приборы. Фотоэлектрические приборы широко используются в качестве приемников электромагнитных излучений оптического диапазона: