MINOS – метод моделирования и минимизации интегральных паразитных излучений оптических трактов ИК-систем | Конструктивная кибернетика

MINOS – метод моделирования и минимизации интегральных паразитных излучений оптических трактов оптико-электронных систем ИК-диапазона


Назначение | Возможности | Описание | Преимущества | Примеры | Публикации | Связаться

Назначение

Разработанный метод позволяет с высокой точностью и достоверностью моделировать внешние и внутренние паразитные засветки в оптических трактах оптико-электронных систем инфракрасного диапазона 3-5 и 8-14 мкм.

ВВЕРХ

Возможности

Предлагаемая методика позволяет комплексно решить вопрос анализа внутренних и внешних паразитных засветок в оптических трактах оптико-электронных систем:

  • Рассчитать абсолютные значения паразитного потока попадающего на приёмник;

  • оценить пространственное распределение потока по поверхности приёмника;

  • проанализировать вклад каждого из элементов оптического тракта в суммарный паразитный поток приходящий на приёмник излучения.

Кроме того, описываемый метод имеет возможность минимизировать величину паразитного потока приходящего на приёмник от оптической системы. Минимизация достигается посредством поиска оптимальной комбинации коэффициентов теплового излучения и отражательных характеристик оправ и конструктивных элементов оптического тракта.

ВВЕРХ

Описание

Расчётная модель базируется на вычислительном ядре САПР Zemax и учитывает излучение и многократные переотражения от линз, оправ и иных конструктивных элементов оптических трактов. Модель оперирует реальными материалами и покрытиями, настраивается на конкретную конструктивную схему и параметры анализируемого оптического тракта (возможен прямой импорт схем из широко распространённых конструкторских САПР).

Модель внутренних паразитных излучений оптических трактов оптико-электронных систем ИК-диапазона оперирует следующими объектами:

  • источники паразитного излучения;

  • среда распространения излучения;

  • приёмники излучения.

В качестве источников паразитного излучения задаются:

  • оптические элементы (линзы, зеркала, киноформные элементы);

  • элементы оправ оптических элементов;

  • иные конструктивные элементы оптического тракта;

  • источники паразитного излучения.

Ведущими характеристиками источников и условий распространения излучения являются:

  • конкретная конструктивная схема анализируемого оптического тракта;

  • температура оптического тракта (в общем случае – пространственное распределение температуры);

  • коэффициенты поглощения/отражения/рассеивания материалов оптических элементов, элементов оправ, иных конструктивных элементов оптического тракта;

  • энергетическая яркость источников паразитного излучения.

Конфигурация приёмников излучения определяется набором параметров:

  • формат приёмника – количество элементов по столбцу и строке;

  • шаг решётки массива сенсоров;

  • размер элемента сенсора;

  • форма фоточувствительной площадки сенсора;

  • размер фоточувствительной площадки сенсора;

  • коэффициент отражения от поверхности приёмника.

Модель формирует численные оценки следующих величин:

  • абсолютных (выраженных в Вт/м2) значений паразитного потока попадающего на приёмник;

  • пространственного распределения потока по поверхности приёмника;

  • относительного вклада каждого из элементов оптического тракта в суммарный паразитный поток.

В режиме минимизации паразитного потока, модель формирует численные оценки необходимых коэффициентов теплового излучения и отражательных характеристик оправ и конструктивных элементов оптического тракта.

ВВЕРХ

Преимущества

  • Экономия времени и стоимости разработки;

  • Различные модели создаются при помощи одного инструмента;

  • Оперативная и качественная поддержка со стороны разработчика;

  • Физически ясно интерпретируемые результаты;

  • Возможность решения обратных задач.

ВВЕРХ

Примеры

  • Излучение плоской пластины;

  • Расчёт интегрального паразитного потока от объектива для диапазона 3-5 мкм;

  • Расчёт пространственного распределения интенсивности паразитного потока по плоскости матричного приёмника излучения;

  • Анализ вклада каждого из элементов оптического тракта в суммарный паразитный поток;

  • Анализ соотношения величин опорного и паразитного потоков на входе в приёмник излучения.

  • Минимизация паразитного потока в объективе, предназначенном для работы в диапазоне 8-14 мкм.

ВВЕРХ

Публикации

Макаренко А.В., Правдивцев А.В. Анализ влияния свойств поверхности оправ на величину теплового излучения оптических систем. // IX Международная конференция «Прикладная оптика-2010». / Сборник докладов.– Санкт-Петербург, ИТМО, 2010.
Abstract | Thesis | Full Text

Макаренко А.В., Правдивцев А.В., Юдин А.Н. Метод оценивания внутреннего паразитного излучения оптических трактов инфракрасных систем. // Электромагнитные волны и электронные системы. 12, 2009.
Abstract | Thesis | Full Text

Дополнительно: полный список публикаций группы «Конструктивная Кибернетика».

ВВЕРХ