Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Модуляцією в оптико-електронних приладах (ОЕП ) називають зміну одного із пара­метрів потоку випромінювання ( амплітуда, напруга ) по заданому закону. Процес модуля­ції оптичного випромінювання полягає в дії на сигнал несучої інформації спеціальним при­строєм — модулятором. Модуляцію використовують для того, щоб придати корисному сиг­налу деякі характерні ознаки, що забезпечують відділення сигналу від перешкод (фільтра­цію побічного фону, турбулентність атмосфери та інше). За допомогою модуляції можна різко підвищити перешкодостійкість, покращити умови підсилення корисного сигналу.

Для збільшення перешкодостійкості автоматичних систем, збільшення об’ємів інфор­мації, що передається, спрощення обробки інформації і в кінцевому рахунку підвищення чутливості і точності приладу, застосовуються модулятори світлових потоків, що поступа­ють на фотоприймачі. Модуляція може бути забезпечена в приймальному каналі оптичної системи і в джерелі випромінювання.

Розрізняють чотири основних види модуляції: амплітудну, частотну, фазову, поляри­заційну, а також існує багато типів модуляцій як похідні від цих основних видів. Основні способи модуляції можуть здійснюватись різними типами модуляторів. Найбільше розпов­сюдження при вирішенні задач інженерної геодезії отримали різні конструкції оптико-меха — нічних модуляторів — рис. 2.54, оптико-механічні поляризаційні модулятори — рис. 2.55, мо­дулятори на основі явища порушення повного внутрішнього відбиття — рис. 2.56 .

Рис. 2.55. Оптико-механічні поляризаційні модулятори

На рис. 2.54 позначені: 1 — модуляційні растри; 2 — лінійний привід; 3 — привід кругово­го руху; 4 — модуляційна призма; 5 — діафрагма поля зору; 6 — лімб з отворами.

На рис. 2.55 позначені: 1 — поляризатор; 2 — лінзи; 3 — соленоїд; 4 — магнітооптична пластинка; 5 — аналізатор; 6 — магнітоактивний сердечник.

В модуляторі рис. 2.55а рівняння зміни інтенсивності вихідного випромінювання має вид

I =l0 COS2 ([З — у/), (2.77)

де: /3 — кут між поляризатором і аналізатором;

(Р — у/) — кут повороту площини поляризації.

вид

Ф = 0ocos2(a + <pasincot), (2.78)

де: Ф0 — світловий потік, що попадає на аналізатор;

а — кут між електричним вектором Е випромінювання, що падає на модулятор, і напрямком пропускання аналізатора;

<рд — амплітуда; о) — частота коливань; t — час.

На рис. 2.56 позначені: 1 — призми; 2- пьєзоприводи.

Часто оптико-механічні модулятори виконуються у вигляді дисків (растрів) з тією чи іншою конфігурацією прозорих і непрозорих ділянок, які при обертанні навкруги осі диску модулюють світловий потік. На рис. 2.57 показані відповідні типи модуляторів: а) амплітуд­ний; 6) частотний; в) фазовий.

(І) О)

Перевага механічних модуляторів полягає в простоті виготовлення, можливості змі­ни параметрів модуляції за рахунок зміни форми і числа вирізів. Недоліками є значні габа­рити і вага. Різні комбінації елементів растрів дають, наприклад, амплітудно-частотну, ім­пульсно-частотну, амплітудно-фазову, частотно-фазову та іншу модуляцію.

Другий вид модуляції — внутрішній — виконується в самому джерелі випромінювання (наприклад, ОКГ) зміною режиму накачування шляхом застосування змінного струму з змі — нюванною амплітудою. Цього ж ефекту можна досягти введенням електричного або магні­тооптичного елемента, в якому використовується явище двопромінезаломлення (напри­клад, чарунки Керра, Покельса). Аналогічно використовуються інтерференційні і дифрак­ційні модулятори.

Оптико-механічні поляризаційні модулятори виготовляють з кристалевої пластинки, яка визначає область спектральної прозорості. Звично застосовують кварцеві пластинки, що мають прозорість в діапазоні довжин хвиль Л = 0,2 н — 0,4 мкм. Для модуляції лінійно — поляризованого світла застосовують бікварцевий модулятор рис 2.58 а. Цей модулятор складається із двох кварцевих пластин склеєних по діаметру. Оптичні осі кристалів орієн­товані перпендикулярно до поверхні модулятора. Шляхом обертання вліво або вправо, або лінійного переміщення ці пластини поперемінно вводять в хід променя, що визиває

коливання електричного вектора випромінювання Е з амплітудою сра =<рь. Властивості

кварцю, тобто його велике питоме обертання дозволяє модулювати випромінювання практично з любою амплітудою. Лінійно поляризоване світло можна модулювати обертан­ням поляризатора чи напівхвильової пластинки.

сі

Товщина пластинки повинна дорівнювати А/2, де А — довжина хвилі випроміню­вання поляризованого світла. Оптичні осі пластин орієнтовані під кутом /? до межі їх роз­ділу (рис. 2.586.).

Для модуляції світлових потоків в двох взаємоортогональних площинах використову­ються модулятори повного внутрішнього відбиття (рис. 2.59). В цих модуляторах, завдяки зміні зазору Л між двома відбиваючими гранями призм повного внутрішнього відбиття від 0 до А, де А — довжина хвилі падаючого на модулятор випромінювання, коефіцієнт від­биття змінюється від 0 до 1 при умові, що кут падіння випромінювання на передню грань <р) arcsin п~1, де п — показник заломлення матеріалу призм. В якості таких призм викорис­товують прямокутні призми, у яких випромінювання падає нормально на катетну грань. Виконання цих умов дозволяє отримати на виході модулятора два світлових потоки Фгор і

Фверт, при цьому є можливість регулювати їх інтенсивності від 0 до Фтах для обох світлових потоків.

Рис. 2.59. Модулятор
повного внутрішнього відбиття

Комментарии запрещены.