Порядок выполнения работы. 1. Включите в сеть ПЗС камеру, монитор и осциллограф.

1. Включите в сеть ПЗС камеру, монитор и осциллограф.

2. Установите исследуемый тест объект на расстоянии от приемного объектива, таким образом, чтобы его изображение занимало большую часть поля зрения приемной системы. Шпалы миры должны располагаться вертикально.

Добейтесь четкого изображения миры на экране монитора и осцилографа с помощью настройки приемного объектива и вращения его вокруг своей оси.

Добейтесь отсутствия блюминг-эффекта с помощью регулировки внешней освещенности тест - объекта.

3.Замерьте расстояние от объектива до тест-объекта и определите увеличение для настроенной схемы. Пересчитайте период и пространственную частоту в изображении каждой миры тест-объекта.

4. Рассчитайте и постройте МПФ приемного объектива по имеющимся данным для длины волны λ = 0, 5 мкм (зеленая область спектра). Объектив считается дифракционно-ограниченным.

Для расчета МПФ используются два выражения:

1. Выражение для точного расчета:

N_об(n) =(2/π)[arcos(n/n_max) - (n/n_max)√ (1- (n/n_max)²)],

Где n_max = D/(λ *f’),

2. Выражение для аппроксимации МПФ дифракционно-ограниченного объектива функцией Гаусса:

N_об(n) = exp(-2*(n/n_e)²),

Где: n - пространственная частота, 1/мм. Для расчета берутся частоты, соответствующие частотам в изображении тест-объекта.

n_e- пространственная частота, соответствующая уровню МПФ 1/e² , 1/мм

n_e = 2*D/(π * λ * f’)

D – диаметр приемного объектива, определяемый по результатам настройки.

5.Расчитайте и постройте МПФ ПЗС камеры (линейное приближение).

N_пзс(n) = |sinc(π an)| = |sin(π an)/(π an)|.

Определите граничную пространственную частоту n_max =1/a.

(Размер одного пиксела a берется из расчетов)

Определите частоту Найквиста n_н=1/(2a).

Соотнесите полученные значения частот с периодом шпальной миры (тест-объекта) для настроенной схемы.

Исследуйте проявление муарового эффекта на мониторе и осциллографе для частот, превышающих частоту Найквиста.

6.Расчитайте МПФ системы приемный объектив – матрица ПЗС N_сист(n):

N_сист(n) = N_об(n)*N_пзс(n).

Постройте на графике рассчитанные МПФ.

7.Снимите экспериментально МПФ системы N_сист(n) для чего:

Снимите с экрана осциллографа значения U_max и U_min для каждой миры. Рассчитайте значение МПФ для частот, соответствующих частоте каждой миры.

Нанесите на график экспериментально снятые системные МПФ.

.

Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Краткий конспект с указанием назначения основных частей лабораторной установки.

3. Основные пространственные характеристики приемного объектива, ПЗС матрицы и оптическая схема установки.

4. Расчет МПФ объектива, ПЗС-камеры, и приемного тракта в целом.

5. Результаты экспериментальных данных и расчета по ним МПФ для частот миры тест – объекта.

Приложение 1