Передача изображения пучком волокон.
Совокупность волокон образует волоконно-оптические пучки, или жгуты. Различают жгуты с регулярной и нерегулярной укладками, при этом первые используются для передачи изображения, вторые — для освещения объектов.
Основными оптическими характеристиками жгутов являются светопропускание, разрешающая способность, числовая апертура, частотно-контрастная характеристика, межэлементная неравномерность (микроструктурный шум) оптических параметров по полю, возникающая из-за мозаичности структуры любого пучка световодов, и дефектность, выражающаяся в локальной частичной потере светопропускания (отдельных волокон или группы).
Разрешающая способность неподвижного пучка волокон. Поливолоконные детали состоят из многих световедущих сердцевин, разделенных светоизолирующими прослойками. Разрешающая способность пучка моноволокон в основном зависит от их диаметра и минимального расстояния — периода, или шага, между их центрами.
Моноволокна в пучке могут быть уложены так, что линии, соединяющие их центры, образуют квадрат (квадратная укладка), или так, что центры световедущих сердцевин лежат в вершинах равносторонних треугольников (гексагональная укладка). Последний тип укладки более рационален с точки зрения как устойчивости положения волокон в пучке, так и минимизации потерь элементов изображения. Площадь нерабочего пространства между волокнами в этом случае равна 9% площади сечения пучка, тогда как при квадратной укладке она составляет 21,5%.
|
|
|
Излучение, падающее на входной торец любой элементарной сердцевины, независимо от распределения освещенности по площади торца, равномерно распределяется по выходному торцу световедущей сердцевины вследствие действия эффекта симметризации пучка лучей по ее сечению. Поэтому разрешающая способность пучка волокон, измеряемая числом линий на миллиметр, зависит от шага (периода) укладки волокон и в соответствии с теоремой Котельникова равна:
,
где Ш — шаг (период) структуры укладки волокон, равный минимальному расстоянию между их центрами.
Если обозначить (где Dc ( D — диаметр сердцевины, δ — толщина оболочки), то для квадратной укладки Ш = D и, следовательно, ― наивысшая пространственная частота, которую может передать неподвижный пучок волокон с постоянным диаметром при однородной квадратной укладке. При гексагональной укладке волокон в пучке увеличивается число элементарных световедущих сердцевин, приходящихся на заданную площадь изображения. В этом случае шаг структуры равен 0,87D, т.е. наивысшая номинально разрешаемая пространственная частота составит .. Таким образом, разрешающая способность жгута с гексагональной укладкой волокон в 1,15 раз выше, чем с квадратной.
|
|
|
Итак, максимальная пространственная частота, которая номинально может быть передана неподвижным пучком волокон, лежит между 0,5D-1 и 0,57D-1. Объем информации N, передаваемый неподвижным пучком волокон, определяется числом элементарных световедущих сердцевин на площади S. При квадратной укладке , при гексагональной т.е. в послед, т.е. в последнем случае Nн в 1,32 раза больше.
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 190; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!