Computer Modelling Technologies of Optical System of Polarizing Thermal Imager

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorKolobrodov, V. H.
dc.date.accessioned2022-02-17T10:18:30Z
dc.date.available2022-02-17T10:18:30Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenThe energetic resolution is a main parameter of any thermal imager depending on the transmittance of its optical system. The optical system of a polarizing thermal imager (PTI) consists of a polarizer, a phase shifter and a lens arranged in series on the optical axis. This paper proposes a method for calculation of the energic transmittance of the PTI’s optical system for partially polarized radiation as a function of angular orientation of the polarizer and the phase retarder. The physical-mathematical model of transformation of partially polarized radiation within the optical system which depends on parameters of optical elements and their orientation in space is investigated. This model allowed us to determine the transmittance of the system ”polarizer - phase shifter” system depending on the angle a between the optical axes of the polarizer and the phase retarder. The analysis of this method has shown that, for the natural radiation, the normalized transmittance of the optical system does not depend on the angular orientation of the phase retarder and is equal to 0.5. For the partially polarized radiation, the transmittance depends on the angle a: the maximum transmittance value will be achieved in the case when the optical axis of the phase retarder lies in the transmittance plane of the polarizer (a = 0o). For an arbitrary degree of polarization, the transmittance decreases with increasing angle a. At an angle (a = 45o), the transmittance is equal to 0.5 and does not depend on the degree of polarization of the examined radiation. To calculate the characteristics of the partially polarized radiation using Stokes parameters, the intensity is to be measured at the output of the optical system for angles a equal to 0o, 90o, 45o, and 135o. For such angles, the normalized transmittance for the degree of polarization of 0.5 is equal to 0.75, 0.25, 0.5, and 0.5, respectively. This feature of the PTI’s optical system must be taken into account when calculating the temperature resolution and the maximum range of the thermal imager.uk
dc.description.abstractruВ статье исследуется предложенный метод расчета энергетического коэффициента пропускания оптической системы поляризационного тепловизора (ПТ) для частично поляризованного излучения в зависимости от угловой ориентации поляризатора и фазовой пластинки. Основной характеристикой любого тепловизора является энергетическое разделение, которое зависит от коэффициента пропускания его оптической системы. Оптическая система ПТ состоит из последовательно расположенных на оптические оси поляризатора, фазовой пластинки и объектива. Исследована физико-математическая модель преобразования частично поляризованного излучения в такой оптической системе в зависимости от оптических элементов и их ориентации в пространстве. Такая модель позволила определить коэффициент пропускания системы «поляризатор - фазовая пластина» в зависимости от угла a между оптическими осями поляризатора и фазовой пластины. Исследования этого метода показали, что нормированный коэффициент пропускания оптической системы для естественного излучения не зависит от угловой ориентации фазовой пластины и равен 0,5. Для частично поляризованного излучения коэффициент пропускания зависит от угла a: максимальное значение коэффициента пропускания будет в случае, когда оптическая ось фазовой пластины лежит в плоскости пропускания поляризатора (a=0o). Для произвольной степени поляризации с увеличением угла a коэффициент пропускания уменьшается. При угле a = 45o коэффициент пропускания равен 0,5 и не зависит от степени поляризации исследуемого излучения. Для расчета характеристик частично поляризованного излучения с использованием параметров Стокса измеряется интенсивность на выходе оптической системы для углов a равных 0o, 90o, 45o и 135o. Для таких углов нормированный коэффициент пропускания для степени поляризации 0,5 равен 0,75, 0,25, 0,5 и 0,5 соответственно. Такую особенность оптической системы ПТ необходимо учитывать при расчетах температурного разделения и максимальной дальности действия тепловизора.uk
dc.description.abstractukУ статтi дослiджується запропонований метод розрахунку енергетичного коефiцiєнта пропускання оптичної системи поляризацiйного тепловiзора (ПТ) для частково поляризованого випромiнювання в залежностi вiд кутової орiєнтацiї поляризатора i фазової пластинки. Основною характеристикою будь-якого тепловiзора є енергетичне роздiлення, яке залежить вiд коефiцiєнта пропускання його оптичної системи. Оптична система ПТ складається iз послiдовно розташованих на оптичнi осi поляризатора, фазової пластинки i об’єктива. Дослiджена фiзико-математична модель перетворення частково поляризованого випромiнювання в такiй оптичнiй системi в залежностi вiд параметрiв оптичних елементiв та їх орiєнтацiї у просторi. Така модель дозволила визначити коефiцiєнт пропускання системи «поляризатор – фазова пластина» в залежностi вiд кута мiж оптичними осями поляризатора i фазової пластини. Дослiдження цього методу показали, що нормований коефiцiєнт пропускання оптичної системи для природнього випромiнювання не залежить вiд кутової орiєнтацiї фазової пластини i дорiвнює 0,5. Для частково поляризованого випромiнювання коефiцiєнт пропускання залежить вiд кута a: максимальне значення коефiцiєнта пропускання буде у випадку, коли оптична вiсь фазової пластини лежить в площинi пропускання поляризатора (a = 0o). Для довiльного ступеня поляризацiї iз збiльшенням кута a коефiцiєнт пропускання зменшується. При кутi a = 45o коефiцiєнт пропускання дорiвнює 0,5 i не залежить вiд ступеня поляризацiї дослiджуваного випромiнювання. Для розрахунку характеристик частково поляризованого випромiнювання з використанням параметрiв Стокса вимiрюється iнтенсивнiсть на виходi оптичної системи для кутiв a рiвних 0o, 90o, 45o i 135o. Для таких кутiв нормований коефiцiєнт пропускання для ступеня поляризацiї 0,5 дорiвнює 0,75, 0,25, 0,5 i 0,5 вiдповiдно. Таку особливiсть оптичної системи ПТ необхiдно враховувати при розрахунках температурного роздiлення i максимальної дальностi дiї тепловiзора.uk
dc.format.pagerangeС. 69-74uk
dc.identifier.citationKolobrodov, V. H. Computer Modelling Technologies of Optical System of Polarizing Thermal Imager / Kolobrodov V. H. // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2020. – Вип. 83. – С. 69-74. – Бібліогр.: 15 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/RADAP.2020.83.69-74
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/46579
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування: збірник наукових праць, Вип. 83uk
dc.subjectpolarizing thermal imageruk
dc.subjectpolarizeruk
dc.subjectphase retarderuk
dc.subjectenergetic transmittanceuk
dc.subjectStokes vectoruk
dc.subjectполяризацiйний тепловiзорuk
dc.subjectполяризаторuk
dc.subjectфазова пластинаuk
dc.subjectенергетичний коефiцiєнт пропусканняuk
dc.subjectвектор Стоксаuk
dc.subjectполяризационный тепловизорuk
dc.subjectполяризаторuk
dc.subjectфазовая пластинаuk
dc.subjectэнергетический коэффициент пропусканияuk
dc.subjectвектор Стоксаuk
dc.subject.udc621.384.3uk
dc.titleComputer Modelling Technologies of Optical System of Polarizing Thermal Imageruk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPIRR-2020_83_69-74.pdf
Розмір:
1.26 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 83