Энергетический расчет ОЭП (схема с коллиматором)
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
(ЧитГУ)
Кафедра физики и техники связи
Курсовой проект
по дисциплине
Оптоэлектронные и квантовые приборы и устройства
Энергетический расчет ОЭП (схема с коллиматором)
Чита 2011
Содержание
Введение
. Исходные данные на проект
. Расчет потока излучения, падающего на фоточувствительный элемент ПОИ
. Расчет интегральной чувствительности ПОИ к излучению ИИ
. Расчет амплитуды переменной составляющей сигнала и величины постоянной составляющей тока на выходе ПОИ
. Расчет напряжения и тока шума ПОИ в заданной полосе частот электронного тракта
. Расчет порога чувствительности и обнаружительной способности ПОИ по отношению к излучению заданного ИИ
. Расчет основных составляющих шумовой погрешности ОЭП и отношения сигнал/шум в заданной полосе частот электронного тракта
. Сводные результаты расчетов
Заключение
Список использованных источников
Введение
Преимущества применения волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) очевидны. В основе оптоволоконных технологий лежит принцип использования света как основного источника информации.
Построение ВОЛС в современном виде стало возможно благодаря колоссальному прорыву в развитии полупроводниковой оптоэлектроники начиная с 60-х гг. прошлого века.
Линии ВОЛС используют для передачи данных кабель с оптическим кварцевым стеклом - внутри которого, переносится световой сигнал с помощью оптико-электронных устройств. Достоинством оптических линий связи является высокая пропускная способность (10 Гигабит/с и выше), малые потери и защищенность данных от воздействия электромагнитного поля.
Термином "оптоэлектронные приборы" обобщаются приборы и устройства, содержащие излучатели и приемники, взаимодействующие друг с другом. Приборы, в которых выполняется лишь один вид преобразования, - излучатели, индикаторы, фотоприемники, и другие рассматривают отдельно как элементы оптоэлектронных приборов и систем.
Оптико-электронные приборы играют важную роль в жизни современного общества. Они используются в системах волоконной оптической связи, обработки и хранения информации, оптической локации и мониторинга окружающей среды, ориентации и навигации космических летательных аппаратов; управления и контроля различными технологическими процессами; в видео- и аудиотехнике (лазерные проигрыватели, лазерные диски, лазерные принтеры) в лазерных и оптико-электронных медицинских приборах и т.д. XXI век - это век оптико-электронники.
Данный курсовой проект посвящен расчету потока излучения, поступающего на приемник оптического излучения для схемы коллимационной ОЭП.
В процессе выполнения курсового проекта надлежит выполнить следующее:
1.Рассчитать поток излучения, падающий на фоточувствительный элемент ПОИ при заданных параметрах оптической системы ОЭП.
2.Рассчитать интегральную токовую или вольтовую чувствительность заданного ПОИ к излучению заданного ИИ в энергетических величинах (А/Вт, В/Вт).
.Рассчитать амплитуду переменной составляющей сигнала и величину постоянной составляющей тока на выходе ПОИ.
4.Рассчитать напряжение или ток шума ПОИ в заданной полосе частот электронного тракта.
5.Рассчитать порог чувствительности или обнаружительную способность ПОИ по отношению к излучению заданного ТТ на основании имеющихся справочных данных.
.Рассчитать основные составляющие шумовой погрешности и отношение сигнал/шум в заданной полосе частот электронного тракта.
1. Исходные данные на проектирование
В курсовом проекте рассматривается оптическая система прибора, который состоит из коллиматора и приемного устройства (рисунок 1). Коллиматор состоит из объектива Об1, и расположенного в его фокальной плоскости источника излучения (ИИ). Излучение источника модулируется, например, по цепи питания (внутренняя модуляция) или за счет внешних модуляторов. Приемное устройство состоит из объектива Об2 и ПОИ.
Для упрощения расчетов коэффициент пропускания среды и оптической системы для всех вариантов считаем не зависящим от длины волны: .
Частоту модуляции потока излучения заданного ИИ и эффективную шумовую полосу частот электронного тракта приемного устройства считать равными: для тепловых ПОИ =12 Гц и =2 Гц, для ПОИ на основе фотоэффекта =1000 Гц и =200 Гц.
Исходные данные на проект:
1.Источник излучения: излучающий диод ИК-диапазона арсенидогаллиевый мезаэпитаксиальный АЛ115А;
2.Приемник оптического излучения: ФД-28КП;
3.Переднее фокусное расстояние коллиматора: =150 мм;
.Диаметры выходного зрачка объектива коллиматора: =60 мм;
.Заднее фокусное расстояние приемного устройства: =100 мм;
.Диаметр входного зрачка объектива приемного устройства: =50 мм;
.Расстояние между ИИ и приемным устройством: = 6 м;
.Площадь излучающей поверхности: =3 мм2.
Рисунок 1 - Схема коллиматора и приемного устройства: ИИ - источник излучения; Об1, Об2 - объективы коллиматора и приемного устройства; ПОИ - приемник оптического излучения; , - переднее и заднее фокусные расстояния объективов коллиматора и приемного устройства соот?/p>