Цифровые камеры в задачах энергетической фотометрии и юстировки многоканальных лазерных установок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.07, кандидат наук Филиппов Владимир Геннадьевич

• Филиппов Владимир Геннадьевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Филиппов Владимир Геннадьевич

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.1 Телевизионные измерительные системы

1.2 Матричные фотоприёмные устройства видимого диапазона

1.3 Матричные фотоприёмные устройства ИК-диапазона

1.4 Матричные фотоприёмные устройства и камеры в науке и технике

Выводы к главе

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ И ПОДБОР КАМЕР ДЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ

2.1 Исследования характеристик преобразования камер

2.2 Исследование динамического диапазона

2.3 Исследование температурной зависимости чувствительности камер

2.4 Исследование пороговых характеристик

Выводы к главе

ГЛАВА 3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КАЛИБРОВКА ЦИФРОВЫХ КАМЕР

3.1 Аппаратура для измерения энергетической яркости в видимом и ИК диапазонах

3.1 Метод калибровки яркомеров видимого диапазона

3.2 Метод калибровки яркомеров ИК диапазона

3.3 Калибровка аппаратуры для измерения ЭЯ в видимом и ИК диапазонах

Выводы к главе

ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ КАМЕР В СИСТЕМАХ ЮСТИРОВКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЛАЗЕРНЫХ УСТАНОВОК

4.1 Системы юстировки крупногабаритных лазерных установок и требования, предъявляемые к ним

4.2 Дистанционная система юстировки

4.3 Математическое моделирование и переход к автоматическому режиму юстировки

4.4 Реализация автоматической юстировки на макете модуля лазерной установки

4.5 Метод наведения мощного лазерного излучения на мишень

Выводы к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АЦП - аналого-цифровой преобразователь БП - ближнее поле ДП - дальнее поле

КИС - космическая информационная система

КМОП — комплементарная структура металл-оксид-полупроводник

КРТ - кадмий-ртуть-теллур

ЛТС - лазерный термоядерный синтез

МФПУ — матричное фотоприёмное устройство

ОЭС — оптико-электронная система

ПЗС - прибор с зарядовой связью

ПЛИС - программируемая логическая интегральная схема

ПО - программное обеспечение

РКТ - ракетно-космическая техника

САЮ - система автоматической юстировки

СКО - среднеквадратическое отклонение

СПО - специальное программное обеспечение

ТВД - телевизионный датчик

ТИС - телевизионная измерительная система

ЭЭ - энергетическая экспозиция

ЭЯ - энергетическая яркость

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Цифровые камеры в задачах энергетической фотометрии и юстировки многоканальных лазерных установок»

Актуальность работы

Начиная с середины 1990-х годов и по настоящее время, идёт непрерывное совершенствование, развитие и удешевление технологий изготовления матричных фотоприёмных устройств, рост производительности микроконтроллеров, возможностей микросхем программируемой логики (ПЛИС), персональных и встраиваемых компьютеров. Эти факторы обусловили появление аналоговых, а затем и цифровых камер, позволяющих получать качественные изображения во всем практически значимом диапазоне оптического излучения от 0,25 до 16 мкм. Высокое разрешение изображений и необходимость их передачи в реальном масштабе времени потребовали разработки скоростных интерфейсов передачи данных, эффективных алгоритмов обработки и сжатия изображений. Помимо вещательного телевидения, систем видеонаблюдения и различных бытовых устройств, телевизионные камеры нашли применение в измерительных системах научного и технического назначения. Возникли новые направления в технике, такие как компьютерное или машинное зрение, в которых система камера — компьютер позволяет решать задачи обнаружения, классификации и отслеживания различных объектов [1, 2].

Возможность построения телевизионных измерительных систем (ТИС) на базе современных камер обуславливается следующими их особенностями:

- работа во всём практически значимом диапазоне оптического излучения от 250 нм до 16 мкм;

- наличие жёсткого растра, что позволяет проводить точные измерения линейных и угловых размеров и расстояний между объектами;

- высокая пороговая чувствительность, отношение сигнал/шум в кадре до 60 дБ, широкий динамический диапазон работы за счёт регулировки времени накопления и коэффициента усиления;

- возможность автоматической или дистанционной регулировки основных параметров получения изображений (время накопления, усиление, разрешение и т.д.);

- возможность создания скоростных камер, фиксирующих десятки и сотни тысяч кадров в секунду;

- обработка изображений встроенными процессорами камер и выделение сигнальной и координатной измерительной информации позволяют минимизировать потоки передаваемых данных в распределённых системах управления;

- малые габариты, низкое энергопотребление, высокие эксплуатационные характеристики.

ТИС находят применение в различных научных, технических и технологических системах и оборудовании. Важной особенностью наиболее доступных и распространённых МФПУ, выполненных на базе ПЗС- и КМОП-технологий, является достаточная чувствительность в ближней ИК области спектра (примерно до 1150 нм). Это позволяет применять их в системах диагностики излучения, наведения и юстировки в лазерных установках, использующих лазеры на длинах волн 1,053 и 1,064 мкм. В крупногабаритных многоканальных лазерных установках применение цифровых камер совместно с системой управляющих компьютеров является единственно возможным решением, позволяющим визуализировать излучение на различных этапах его транспортировки и выполнить наведение на мишень. Это объясняется следующими факторами:

- большими характерными размерами таких установок, достигающими десятков и сотен метров;

- невозможностью оперативного доступа к элементам и узлам установки для непосредственного наблюдения за прохождением излучения;

- саморазъюстировка системы за время порядка нескольких десятков минут;

- необходимостью наблюдать за несколькими лазерными пучками или световыми маркерами одновременно;

- необходимостью наблюдать за слабоинтенсивным юстировочным излучением, вызванным ослабеванием излучения, преодолевающим большие расстояния транспортировки и большое количество оптических элементов;

- высокие требования к точности юстировки и наведения, обусловленные малыми размерами мишеней.

Ввиду этого особенно актуальна задача построения систем автоматизированной и автоматической юстировки крупногабаритных лазерных установок. В настоящее время в нашей стране существуют подобные системы, функционирующие только в «ручном» (дистанционном) режиме. В этом режиме юстировка выполняется оператором, дистанционно наблюдающим за прохождением лазерного излучения в системе. Их основной недостаток - большое время, необходимое на выполнение юстировки, объясняющееся итеративностью процесса юстировки. В случае крупногабаритных многоканальных установок, таких как NIF (США) [88], LMJ (Франция) [89, 90], проектируемая мощная лазерная установка нового поколения (Россия), юстировка в ручном режиме становится неприемлемой. Автоматические системы юстировки позволяют существенно сократить число требуемых итераций за счёт применения математических моделей, описывающих юстируемую установку, и позволяющих вычислять требуемые перемещения оптических элементов по однократному измерению имеющегося

рассогласования хода лазерных пучков с помощью их изображений в нескольких контрольных точках установки [88 — 97].

При решении задач юстировки и наведения излучения на мишень используются такие особенности телекамер, как высокое разрешение, достаточная чувствительность на длине волны 1,06 мкм (длина волны вспомогательного юстировочного излучения), широкий динамический диапазон и жёсткий растр.

Ещё одним важным свойством МФПУ является пропорциональность получаемого с него сигнала падающему потоку излучения. Это позволяет создавать ТИС для измерения яркости. Здесь становятся важными требования линейности преобразования сигнала и стабильности характеристики преобразования к внешним условиям измерений. Однако, матричные устройства для энергетических измерений применения пока не нашли, и задача разработки методов калибровки и создания измерительной аппаратуры на базе МПФУ остаётся актуальной.

Цель работы и решаемые задачи

Целью работы является исследование цифровых камер для решения задач энергетической фотометрии и юстировки многоканальных лазерных установок.

Достижение поставленной цели обеспечивается решением следующих задач:

1. Изучение и экспериментальные исследования характеристик камер, определяющие целесообразность их применения для решения задач энергетической фотометрии и в системах юстировки многоканальных лазерных установок.

2. Разработка концепции построения многоточечных яркомеров на основе цифровых камер, включающей методики их энергетической калибровки и позволяющей выполнять измерения энергетической яркости в разных спектральных диапазонах.

3. Разработка алгоритма функционирования распределенной системы дистанционной юстировки усилительных каналов крупногабаритных многоканальных лазерных установок и его практическая апробация.

4. Разработка алгоритма автоматической юстировки крупногабаритных лазерных усилительных каналов с апробацией на макете.

5. Создание метода и прототипа устройства наведения лазерного излучения на тонкоплёночные мишени.

Научная новизна работы

1. Разработаны универсальные методики определения характеристик преобразования и пороговой чувствительности МФПУ на кремниевых ПЗС и КМОП матрицах, не требующие применения объективов и ослабителей.

2. Создан не имеющий аналогов алгоритм автоматической юстировки усилительных каналов многоканальной лазерной установки, основанный на маркерном методе.

3. Разработана методика коррекции влияния внешних воздействий на точность измерений, основанная на полученных оригинальных экспериментальных данных по температурной зависимости чувствительности МФПУ на основе кремниевых ПЗС и КМОП матриц.

4. Экспериментальные исследования и оригинальные алгоритмы управления цифровыми камерами позволили расширить динамический диапазон измерения энергетических яркостей до 106 в видимом и примыкающих ближних УФ и ИК диапазонах (УВИ), и более 103 в областях (3-5) и (8-14) мкм.

5. Разработан фотометрический метод фокусировки излучения на поверхность плоской мишени лазерной установки, предназначенной для проведения фундаментальных исследований.

Методология и методы исследования

При решении поставленных задач использовались методы и положения прикладной оптики. Экспериментальные исследования проведены методами физического моделирования на оптических стендах и специально созданных макетах.

Положения, выносимые на защиту

1. Методика определения пороговой чувствительности МФПУ на базе кремниевых ПЗС и КМОП матриц в УВИ диапазонах спектра с помощью монохроматического лазерного излучения без формирующей оптики позволяет провести отбор МФПУ для систем юстировки проектируемых многоканальных лазерных установок и фотометрической аппаратуры.

2. Концепция построения и метрологическое обеспечение многоточечных яркомеров на базе телевизионных и ИК цифровых камер, основанная на их предварительной энергетической калибровке, обеспечивает одновременную регистрацию распределения энергетической яркости во всей наблюдаемой сцене в пределах изменения (10-5-50) Вт/(ср*м2) в УВИ области, (0,05-50) Вт/(м2 ср) и (2-200) Вт/(м2 ср) в областях (3-5) и (8-14) мкм соответствен-но.

3. Аппаратные средства и алгоритм автоматической юстировки усилительных каналов многоканальной лазерной установки, базирующийся на маркерном методе, который включает распознавание изображений, формируемых лазерными пучками и световыми маркерами в опорных плоскостях, и вычисление на основе этой информации требуемых управляющих воздействий на оптические элементы, реализуют одновременную юстировку всех каналов установки, что позволяет снизить общее время юстировки до 30 с.

4. Значительное (до 10 крат) уменьшение погрешности определения положения плоскости с максимальной плотностью излучения в поперечном сечении пучка лазера достигается в результате применения разработанного метода фотометрической фокусировки лазерного излучения на тонкую непрозрачную мишень, базирующегося на визуализации с помощью МФПУ ряда сечений, последовательно расположенных по ходу лазерного пучка.

Практическая реализация результатов работы

Результаты диссертационной работы внедрены на установках «Луч» и «Прогресс-П», а также использовались в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах, проводимых АО «НИИ ОЭП» совместно с ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» (г. Саров), НИИИ РЭБ ВУНЦ ВВС «ВВА» (г. Воронеж), ФАУ «ГНИИ ПТЗИ» (г. Воронеж), что отражено в научных статьях и отчетах по НИОКР и подтверждено актами использования.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 7 конференциях: «IV Харитоновские тематические научные чтения» (Саров, 2002); XII Conference on Laser Optics (Санкт-Петербург, 2006); Всероссийская военно-научная конференция «Проблемы и перспективы развития РЭБ Российской Федерации» (Воронеж, 2006); VII международная конференция «Прикладная оптика-2006» (Санкт-Петербург, 2006); 21-я Международная конференция «Лазеры. Измерения. Информация - 2011»; Четырнадцатая Всероссийская научно-практическая конференция РАРАН «Актуальные проблемы защиты и безопасности» (Санкт-Петербург, 2011); «XX Харитоновские научные чтения» (Саров, 2018).

По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, из них 8 статей в изданиях из перечня ВАК, 9 — в трудах международных и всероссийских конференций. Получен 1 патент РФ на изобретение.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографического списка из 130 наименований, содержит 118 страниц, 75 рисунков и 13 таблиц.

Работа выполнена в АО «Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения» (АО «НИИ ОЭП», г. Сосновый Бор).

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ТЕМЕ

ДИССЕРТАЦИИ

1.1 Телевизионные измерительные системы

С момента своего появления и до настоящего времени телевизионная техника развивается по двум основным направлениям - вещательное телевидение и прикладное телевидение. Под прикладным телевидением подразумевается применение телевизионных средств и методов в системах видеонаблюдения и автоматизации различных технологических процессов на транспорте и производстве, в научных исследованиях, в военной технике и т.д. Существенные различия в специфике задач, решаемых вещательным и прикладным телевидением, обуславливают и существенно различные требования, предъявляемые к ним. Основным требованием для вещательных систем является обеспечение качества изображения, отображаемого на приёмном оборудовании, достаточного для его визуального восприятия человеком. В то же время сформулировать универсальные требования к системам прикладного телевидения невозможно, т.к. они следуют из назначения конкретной системы и, как правило, носят узкоспециализированный характер [3-6].

По назначению и принципам построения системы прикладного телевидения можно разделить на две большие группы. К первой из них относятся наблюдательные системы, задача которых состоит в формировании изображения некоторой части пространства, а также визуального (силами оператора) или автоматического поиска и распознавания интересующих объектов. В предлагаемой работе рассматриваются и исследуются системы, составляющие вторую группу - телевизионные измерительные системы (ТИС), позволяющие не только обнаруживать и распознавать объекты, но также контролировать и измерять различные параметры исследуемых объектов и излучений.

Базовым элементом ТИС является телевизионная камера (ТВК). Здесь и далее под ТВК будет пониматься аналоговая или цифровая видеокамера, формирующая изображения объектов в видимом или ближнем ИК диапазоне спектра. Принципиальным отличием ТИС от наблюдательных систем, решающих только задачи получения, передачи и воспроизведения изображений, является извлечение количественной информации об объектах или излучениях, фиксируемых ТВК, с целью измерения их параметров или для решения дальнейших задач, таких как управление технологическим процессом или системой. Это позволяет сделать вывод, что ТИС предназначены для контроля над объектами и излучениями в поле зрения ТВК, измерения их параметров, и, при необходимости, для управления состоянием этих объектов.

ТИС делятся на автоматизированные (или полуавтоматические), требующие участия оператора, и автоматические [7].

Современные ТИС можно разделить на два основных типа: регистрирующие и управляющие.

Схема ТИС регистрирующего типа приведена на рисунке 1.1.

О

ТВК -N УОВ

-^

л V

1 7

> УОЗР

ИУ <

ФУС

Рисунок 1.1 - Схема ТИС регистрирующего типа

В её состав входит телевизионная камера (ТВК), формирующая изображение объектов и передающая его в виде аналогового или цифрового электрического сигнала в устройство обработки и вычислений (УОВ). УОВ выполняет предварительную обработку изображения (усиления, фильтрации, оцифровки и т.п.), а также извлекает количественную информацию об излучении или объекте и формирует сигнал для устройства отображения и записи результатов (УОЗР).

В реальных условиях параметры исследуемых объектов и излучений, как правило, варьируются в широких пределах, что требует применения контура адаптации. Контур адаптации состоит из формирователя управляющих сигналов (ФУС) и исполнительного устройства (ИУ), изменяющего какой-либо параметр ТВК (направление оптической оси, величину усиления сигнала, времени экспозиции и т. д.). Такое построение системы позволяет, при необходимости, выполнять поиск, обнаружение и сопровождение объектов. Примером такой ТИС может быть система видеонаблюдения, функционирующая в условиях естественного изменения освещённости наблюдаемой сцены.

Принципиальным отличием телевизионных измерительных систем управляющего типа (рисунок 1.2) является наличие контура управления.

Контуры адаптации и управления имеют одинаковую структуру и общий источник информации - телевизионное изображение объекта, однако контур адаптации имеет возможность влиять только на саму ТИС, в то время как контур управления, напротив, оказывает воздействия только на исследуемый объект или его параметры. Примером такой ТИС может быть система промышленного применения для контроля нагрева и управлением подачи трубы на трубогибочном станке.

ИУ <

ФУС

Контур .управления _ /V

УОЗР

Рисунок 1.2 - Схема ТИС управляющего типа

Современные ТИС строятся на базе аналоговых или цифровых камер, выполненных на матричных фотоприёмных устройствах (МФПУ). Матричное фотоприёмное устройство является «сердцем» камеры, её основным элементом, технология изготовления и принцип действия которого определяют основные параметры и характеристики камеры. Существующие на сегодня МФПУ можно разделить на две большие группы по спектральному диапазону их работы - МФПУ видимого и ИК диапазонов спектра. Для работы в видимом диапазоне длин волн применяются кремниевые матрицы, изготовленные по технологиям ПЗС, КМОП и их модификациям, позволяющим решить некоторые известные проблемы и ограничения классических технологий.

Приёмные устройства ИК диапазона более разнообразны с точки зрения применяемых материалов. В современных тепловизионных камерах применяются как охлаждаемые, так и неохлаждаемые микроболометрические матрицы, полупроводниковые приёмники на квантово-размерных ямах (QWIP), матрицы на основе соединений СёН§Те (кадмий-ртуть-теллур или КРТ), InGaAs, 1п8Ь и некоторых других.

1.2 Матричные фотоприёмные устройства видимого диапазона

Прибор с зарядовой связью был изобретён в 1969 году Уиллардом Бойлом и Джорджем Смитом (США) [30]. Первоначально ПЗС использовались как устройства памяти, однако способность элемента памяти получать заряд благодаря фотоэлектрическому эффекту предопределила их дальнейшее использование. Этот заряд, именуемый также фототоком, пропорционален световому потоку падающего излучения. Считывание зарядов, накопленных в чувствительных ПЗС-ячейках, осуществляется последовательными регистрами сдвига, которые преобразуют эти заряды в серию электрических импульсов. Полученные импульсы в дальнейшем поступают на усилитель и аналого-цифровой преобразователь. Фактически, функции регистров сдвига в ПЗС-матрицах реализуются с помощью тех же самых ПЗС-элементов, объединённых в строку или столбец. За один цикл переноса ПЗС-элементы

передают заряды по цепочке, а оказавшийся «крайним» ПЗС-элемент отдаёт свой заряд выходному устройству — то есть регистру сдвига, выход которого соединён с выходным усилителем (рисунок 1.3).

п - элементы накопления [ - регистры переноса

Рисунок 1.3 - Упрощённая схема кадрового переноса зарядов в ПЗС матрице

Матрицы с такой организацией переноса зарядов, называются ПЗС с кадровым переносом [19]. При всей несомненной простоте, у этого метода есть существенный недостаток - образование «смаза», т.е. вертикального следа от ярких участков изображения. Его появление объясняется тем, что секции накопления участвуют в переносе зарядов и успевают дать вклад в переносимые зарядовые пакеты. Для борьбы со смазом существуют разные методы, в частности, механические затворы. Однако их применение не всегда приемлемо по соображениям надёжности или быстродействия. Поэтому для решения проблемы смаза были разработаны приборы с межстрочным и строчно-кадровым переносом [20]. В настоящее время приборы такого типа вытеснили классические ПЗС приёмники и занимают доминирующее положение в современных телекамерах. Принципиальным отличием этих приборов является разделение функций накопления и переноса заряда. Для реализации этого принципа матрица дополняется буферными элементами, закрытыми от света. При этом свой буферный столбец находится рядом с каждым столбцом основного регистра чувствительных элементов. Немедленно после экспонирования заряд из элементов основного регистра передаётся в буферные регистры переноса. А уже оттуда заряды считываются и передаются через последовательный регистр сдвига так же, как и в классической ПЗС-матрице (рисунок 1.4).

Выход

| - элементы накопления - регистры переноса

Рисунок 1.4 - Схема межстрочного переноса зарядов в ПЗС матрице

Другой важной особенностью ПЗС матриц является способ организации развёртки -чересстрочная или прогрессивная. Возникновение чересстрочной развёртки объясняется тем, что первые камеры на ПЗС матрицах формировали только стандартный аналоговый видеосигнал. При этом полный кадр изображения составляется из двух полукадров, каждый из которых включает только чётные или только нечётные строки изображения. Кроме того, второй полукадр изображения экспонируется с задержкой, равной половине частоты кадров используемого стандарта. При прогрессивной развёртке весь кадр экспонируется целиком, и между частями изображения нет сдвига во времени.

В ходе эволюции ПЗС матриц были существенно улучшены их основные параметры и реализовано несколько механизмов считывания информации [1, 10, 19, 20]. Однако ПЗС-матрицы не освободились от ряда специфических недостатков, связанных с переносом зарядов и общей технологией их изготовления.

Этих недостатков лишены современные КМОП-матрицы, использующие технологию активного пикселя [6, 31, 32]. В КМОП-матрицах накопление и хранение заряда происходит аналогично ПЗС-матрицам, но, в отличие от последних, каждый чувствительный элемент содержит свой усилитель и ключ для подключения этого элемента к шине для вывода информации из матрицы. На рисунке 1.5 показана сравнительная структурная схема ПЗС- и КМОП-матриц.

Рисунок 1.5 - Структурная схема ПЗС- и КМОП-матриц

В КМОП-матрице управляющие транзисторы и шины проводников занимают часть площади матрицы, что уменьшает эффективность преобразования светового потока. Поэтому в большинстве современных матриц над каждым её элементом располагается микролинза, покрывающая большую часть площади элемента. За счёт этого существенно увеличивается эффективная площадь его светочувствительной области. Эта технология применяется и во многих ПЗС-матрицах.

Одной из особенностей КМОП сенсоров является возможность реализации высокой частоты считывания зарядовых пакетов. В связи с этим ужесточаются требования по быстродействию к АЦП, установленному в КМОП сенсоре. Было реализовано многоканальное считывание и применение отдельного АЦП для каждого столбца изображения или даже для одного элемента [22]. Таким образом, развитие технологии КМОП привело к созданию полноценной цифровой телевизионной камеры, реализованной в одном кристалле.

Спектральный диапазон работы ПЗС- и КМОП-матриц определяется использованием в их основе кремния. Развитие и совершенствование технологий изготовления матриц позволило отодвинуть коротковолновую границу области чувствительности с 450 нм для первых ПЗС-матриц до 300 нм для современных. Существуют серийно выпускаемые ПЗС-матрицы, обладающие достаточной чувствительностью вплоть до 200 нм [78]. На рисунке 1.6 а показана спектральная характеристика ПЗС-матрицы ICX255AL фирмы Sony, а на рисунке 1.6 б -КМОП-матрицы VITA 2000 фирмы ON-Semiconductor, взятые из официальной документации фирм-производителей этих матриц.

0,9 0,8

4 0,7 о

Í 0,6

О

О

5 0,5 ц,

ф

S 0,4

Ш

£ 0,3 >

т

0,2 0,1

300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Длина волны, нм

600 700 800 900 Длина волны,нм

а) б)

Рисунок 1.6 - Спектральные характеристики матриц Sony ICX255AL и VITA 2000

Фундаментальным фактором, влияющим на порог чувствительности МФПУ, является шум. Практически все виды шумов уменьшаются при снижении рабочей температуры кристалла, хотя полностью избавиться от них невозможно. Частичное решение проблемы

0

300

400

500

1100

собственных шумов - реализация многоканального считывания и введение усиления до воздействия шумов считывания [8].

Пороговые показатели для камер на МФПУ обычно указываются в единицах освещенности наблюдаемой сцены. Пороговая освещенность аппаратуры определяется свойствами матрицы и относительным отверстием объектива. Для монохромных камер на базе ПЗС-матриц с оптикой, имеющей относительное отверстие от 1:1 до 1:2, характерны уровни (0,01-0,1) лк, а для низкоуровневых с «ночными режимами» - (0,0003-0,001) лк [36]. Под «ночным режимом» понимается суммирование зарядов соседних элементов матрицы внутри самой матрицы [86]. Цветные приборы в силу сбора излучения в узких спектральных интервалах удовлетворительно работают при освещенностях (1-10) лк, но получение детальных снимков с амплитудным разрешением (10-14) бит возможно при естественной освещенности более 100 лк. По этой причине для многих научных применений использование ТВ камер на базе монохромных матриц более оправдано. При необходимости выделить интересующую часть спектра, могут использоваться внешние светофильтры с хорошо известными характеристиками.

Разрешающая способность камер видимого диапазона без учёта влияния объектива в основном определяется числом чувствительных элементов её матрицы по соответствующим координатам. Снижение реальной разрешающей способности возможно из-за влияния шумов, а также потери высокочастотной составляющей сигнала при его передаче на АЦП. Это особенно актуально для аналоговых камер, т.к. АЦП может находиться на значительном удалении от камеры. Также на разрешение может влиять обработка сигнала, выполняемая электроникой камеры. Важно помнить, что такая обработка кроме визуального улучшения качества изображения может вносить существенные искажения в получаемый сигнал. Это допустимо для камер, используемых в системах видеонаблюдения, но неприемлемо для построения большинства измерительных систем.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Филиппов Владимир Геннадьевич, 2019 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Шапиро Л., Стокман Дж.. Компьютерное зрение // М.: Бином. Лаборатория знаний, 2006. — 752 с.

2. Визильтер Ю.В., Желтов С.Ю., Бондаренко А.В. и др. Обработка и анализ изображений в задачах машинного зрения // М.: Физматкнига, 2010. 672 с.

3. Грязин Г.Н. Системы прикладного телевидения: учеб. пособие для вузов // СПб.: «Политехника», 2001.- 277 с.

4. Горелик С.Л. Телевизионные измерительные системы // С.Л. Горелик, Б.М. Кац, В.И. Киврин. - М.: Связь, 1980.- 168 с.

5. Казанцев Г.Д. Измерительное телевидение // Г.Д. Казанцев, М.И. Курячий, И.Н. Пустынский. - М.: Высшая школа, 1994. - 288 с. - ISBN 5-06-002351-6.

6. Пустынский, И. Н. Особенности построения систем измерительного телевидения [Текст] / И. Н. Пустынский [др.] // Известия высших учебных заведений. - 2005. - Т. 48. - № 11.

7. Коротаев В. В., Краснящих А. В. Телевизионные измерительные системы // Учебное пособие. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. - 108 с.

8. Бороненко М.П. Обзор применения высокоскоростных телевизионных измерительных систем в физическом эксперименте // Вестник Югорского государственного университета. 2014. №2 (33). С. 43 - 55.

9. Бейкер В. Д. и др. Приборы с зарядовой связью // Пер. с англ.; под ред. Д. Ф. Барба. М., Мир, 1982. 240 с.

10. КМОП- и ПЗС-матрицы [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.npk-photonica.ru/content/products/ccd-and-cmos-sensors (Дата обращения 13.01.2017).

11. Sony ICX429ALL [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.npk-photonica.ru/images/icx429all2.pdf (Дата обращения 26.12.2016).

12. Sony ICX659ALA [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.npk-photonica.ru/images/icx659ala.pdf (Дата обращения 26.12.2016).

13. Миленин Н.К. Шумы в формирователях сигналов изображения на ПЗС // Техника кино и телевидения. 1980. №6. С. 51 - 57.

14. Шайкевич Д.В. Расчет отношения сигнал/шум в телевизионных камерах на ПЗС при заданных характеристиках источника излучения // Техника средств связи. Серия «Техника телевидения». 1984. Вып. 4. С. 88 - 94.

15. Шурыгина В. КМОП- и ПЗС- датчики изображения. Впереди светлое будущее // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2009. №3. С. 32 - 39.

16. Гуреева. О. Датчики изображения // Современная электроника. М.: СТА-ПРЕСС. 2007. №№3, 4.

17. Пресс Ф.П. Фоточувствительные приборы с зарядовой связью // М.: Радио и связь. 1991. 264 с.

18. Куликов А. Н. Телевизионное наблюдение в сложных условиях // Специальная техника. 2000. № 35. С. 30-33.

19. Лазовский Л. Приборы с зарядовой связью: прецизионный взгляд на мир. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.autex.spb.ru/download/sensors/ccd.pdf (Дата обращения 13.01.2017).

20. Петропавловский Ю. Особенности применения ПЗС-матриц с межстрочным переносом // Компоненты и технологии. 2009. №94. С. 17 - 24.

21. Вовк О.В. Фоточувствительные матрицы КМОП в мегапиксельных сетевых телекамерах // ProSystem CCTV 2007. №2 (26). С. 30 - 33.

22. Манцветов А.А., Цыцулин А.К. Телекамеры на КМОП-фотоприемниках // Вопросы радиоэлектроники. Серия «Техника телевидения», выпуск 2, 2006. С. 70 - 89.

23. Горбачёв А. А., Коротаев В. В., Ярышев С. Н. Твердотельные матричные фотопреобразователи и камеры на их основе. // Учебное пособие - СПб: НИУ ИТМО, 2013. - 98 с.

24. Коротаев В. В., Мельников Г.С., Михеев С. В., Самков В. М., Солдатов Ю. И. Основы тепловидения // СПб: НИУ ИТМО, 2012. 122 с.

25. Фроимсон И. М. Эффективность тепловизионных приборов. Метод классификации тепловизионных систем. Шкала эквивалентности приемников излучения.

26. Хромов Л.И. Твердотельное телевидение: телевизионные системы с переменными параметрами на ПЗС и микропроцессорах // Л.И. Хромов, Н.В. Лебедев, А.К. Цыцулин, А.Н.Куликов; под ред. И.А. Росселевича. - М.: Радио и Связь, 1986. - 184с.

27. Волков В.Г. Малогабаритные телевизионные системы (Обзор № 5591).// М.: НТЦ «Информтехника», 2000. - 157 с.

28. Ракович Н. Н. CameraChip: полная видеосистема на кристалле // Компоненты и технологии. 2004, №1, с. 128 - 130.

29. Дегтярев С.В. Методы цифровой обработки изображений: учеб. пособие Ч.1 / С.В. Дегтярев, С.С. Садыков, С.С. Тевс, Т.А. Ширабакина; Курск. гос. техн. ун-т. - Курск, 2001. -167 с.- 125 экз.- ISBN 5-7681-0097-0.

30. Смит Д. Е. и др. История изобретения приборов с зарядовой связью [Текст] / Д. Е. Смит // Успехи физических наук. - 2010. - Т. 180. - № 12. - С. 1357-1362.

31. Бирюков, Е. Эволюция датчиков изображения: от ПЗС к КМОП [Текст] / Е. Бирюков // Компоненты и технологии. - 2007. - № 10. - С. 56-59.

32. Ильин A.A., Овчинников A.M., Овчинников М.Ю. Принцип работы и устройство активно-пиксельных датчиков // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша, 2003, 085. 25 с.

33. Ильин A. Г., Костевич A. Г., Курячий М. И. Прецизионное измерение координат объектов цифровыми телевизионными следящими системами // Известия вузов СССР. Приборостроение. 1991. Т. 34, № 4. С. 64 - 69.

34. Кривченко И. Системы на кристалле: общее представление и тенденции развития // Компоненты и технологии. 2001. №6. С. 4 - 14.

35. Шевердин A. Технологические инновации КМОП-камер OmniVision — оптимальный выбор для высокообъемных применений // Компоненты и технологии. 2008. №1 С. 46 - 48 и №3 С. 56 - 59.

36. Телевизионные камеры. Системы видеонаблюдения. Каталог продукции фирмы «Электроника и видеосистемы», СПб, 2007 г.

37. Рогальский A. Инфракрасные детекторы. Под ред. A. В. Войцеховского // Новосибирск: Наука, 2003. 636 с.

38. Справочник по инфракрасной технике. Т.1. Физика инфракрасного излучения // Пер. с англ.; под ред. У. Волфа, Г. Цисиса. М.: Мир, 1995. 606 с.

39. Ллойд Дж. Системы тепловидения: Пер. с англ. М.: Мир, 1978. 417 с.

40. Демин A. В., Моисеева М. И. Оценка коэффициента пропускания атмосферы на основе экспериментальных данных // Известия вузов. Приборостроение. 2012. Т. 55, № 5. С. 85 - 89.

41. Певцов Е., Чернокожин В. Матричные ИК-приемники для малогабаритных тепловизионных камер // Электронные компоненты. 2001. №№ 1-2.

42. Волков В. Г., Ковалев A. В., Федчишин В. Г. Тепловизионные приборы нового поколения // Специальная техника. 2001. №№ 6-7.

43. ULIS. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.ulis-ir.com/ (Дата обращения 26.12.2016).

44. Micro-bolometric infrared staring array. US Patent 5,554,849. Опубл. 10.09.1996 (Flir Systems, Inc., Gates).

45. Bolometric focal plane array. US Patent 6,249,002. Опубл. June 19, 2001 (Butler, Lockheed- Martin IR Imaging Systems, Inc.).

46. Муртазин A., Олихов И., Соколов Д. Пироэлектрический электронно-оптический преобразователь // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2006. №1.

47. Смук С., Кочанов Ю., Петрошенко М., Соломицкий Д. Инфракрасные датчики длинноволнового диапазона на квантовых ямах // Компоненты и технологии, № 1, 2014. С. 152.

48. Мирошников М. М., Нестерук В. Ф., Порфирьева Н. Н. Иконика и её основные задачи // Оптико-механ. промышленность, — 1977. — № 6. — С. 3-7.

49. Мирошников М. М. Иконика, обработка и восприятие изображения // Труды ГОИ, — 1982. — Т. 51. — Вып. 185. — С. 3-6.

50. Лапина Н.Н., Руцив В.Р., Малышев И.А., Потапов А.С. Особенности сопоставления изображений в задачах определения местоположения мобильного робота // Оптический журнал. 2010. Т. 77. №11. С. 25 — 34.

51. Применение модели зрительного внимания при решении задач автономной навигации мобильных роботов // Оптический журнал. 2010. Т. 77. №11. С. 35 — 42.

52. А.Е.Пескин, В.Ф.Труфанов. Мировое вещательное телевидение. Стандарты и системы. — М.,: «Горячая линия — Телеком», 2004. — 308 С.

53. Джакония В. Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. Телевидение. — М.,: «Горячая линия — Телеком», 2007. — 640 с.

54. Бондаренко А.В., Докучаев И.В., Стешенко В.Б. Аппаратная реализация систем ввода, обработки, хранения и вывода изображений различных телевизионных форматов и стандартов // Цифровая обработка сигналов. 2003. №1. С. 27.

55. Королев А.Н., Гарцуев А.И. Исследование точности позиционирования изображения на ПЗС-матрице // Измерительная техника. 2004. №5. С. 20-22.

56. Королев А.Н., Гарцуев А.И., Полищук Г.С., Трегуб В.П. Цифровой автоколлиматор // Оптический журнал. 2009. Т. 76. №10. С. 42 - 47.

57. Королев А.Н., Гарцуев А.И., Полищук Г.С., Трегуб В.П. Метрологические исследования и выбор формы оптической марки в цифровых измерительных системах. Оптический журнал, т. 77., №6, 25-27, 2010.

58. Березин и др. Твердотельная революция в телевидении. Телевизионные системы на основе приборов с зарядовой связью, систем на кристалле и видеосистем на кристалле // под ред. А.А. Умбиталиева и А.К. Цыцулина. М.: Радио и связь. 2006. - 311 С.

59. А. К. Цыцулин и др. Твердотельные телекамеры: накопление качества информации // Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им. В.И. Ульянова (Ленина) «ЛЭТИ». - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2014. - 271 С.

60. Иванов В.Г., Каменев А.А. Применение широкоформатных инфракрасных матричных фотоприёмных устройств в оптико-электронных средствах наблюдения за космической обстановкой: моногр. // СПб.: ВКА имени А.Ф. Можайского, 2015. - 227 с.

61. Арутюнов В.А., Богатыренко Н.Г., Иванов В.Г., Прокофьев А.Е. Эффективность передачи мелкоструктурных и точечных изображений матричными инфракрасными ПЗС с барьерами Шоттки диапазона 1,2-5,5 мкм // Изв. Вузов, Приборостроение, 2004, №9, с. 38.

62. Raytheon Offers Line of Focal Plane Arrays // EuroPhotonics. January 1999, p. 27.

63. Raytheon Systems Introduces Customized FPA Detectors // EuroPhotonics. April 1999,

p. 21.

64. G. Olsen, A. Joshi, M. Lange, et al., Proc. SPIE 1341, 432. 1990.

65. Hood A.D., MacDougal M.H., Manzo J., et al. Large-format InGaAs focal plane arrays for SWIR imaging // Proceedings of SPIE. V. 8353. 2012.

66. Залетаев Н.Б., Чинарёва И.В., Кузнецов П.А. и др. Фотоприёмное устройство на основе InGaAs/InP для ближнего ИК-диапазона // 21-я Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения, Москва, ФГУП «НПО «Орион», 25-28 мая 2010 г., Тезисы докладов, М. ФГУП «НПО «Орион», 2010.

67. Андреев Д.С., Болтарь К.О., Бурлаков И.Д. и др. Матричное фотоприёмное устройство формата 320x256 для спектрального диапазона 0,9-1,7 мкм на основе эпитаксиальной фотодиодной гетероструктуры InGaAs/InP // 22-я Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения, Москва, ФГУП «НПО «Орион», 22-25 мая 2012 г ., Труды конференции, с. 138-139, М. ФГУП «НПО «Орион», 2012.

68. Андреев Д.С., Гришина Т.Н., Залетаев Н.Б., Тришенков М. А., Чинарева И. В. Многоэлементные быстродействующие фотодиоды на основе гетероструктур InGaAs/InP // Прикладная физика. 2012. № 4, C. 86.

69. Горлачук П.В., Мармалюк А.А., Рябоштан Ю.Л. Сарайкин В. В., Хакуашев П. Е., Чинарева И. В. Диффузия серы из подложки InP гетероэпитаксиальной структуры InGaAs/InP при изготовлении pin-фотодиодов // Прикладная физика. 2012. № 5. С. 77.

70. Андреев Д.С., Болтарь К.О., Власов П.В., Лопухин А.А. Матричные фоточувствительные элементы на основе планарных фотодиодов из гетероэпитаксиальной структуры InGaAs/InP // Прикладная физика. 2014. № 1. С. 47.

71. Андреев Д.С., Лопухин А.А., Хакуашев П.Е., Чинарева И.В. Исследование темновых токов в матрицах из InGaAs/InP // Прикладная физика. 2014. № 1. С. 74.

72. Hansen M.P., Malchow D.S. Overview of SWIR detectors, cameras, and applications // Proc. of SPIE. V. 6939. 2008.

73. Козик В. И., Нежевенко Е. С. Калибровка телевизионных датчиков при расположении измеряемых объектов в труднодоступных местах // Изв. вузов. Приборостроение. 2009. Т. 52, № 6. С. 21 - 26.

74. Бурлаков И.Д., Гринченко Л.Я., Дирочка А.И., Залетаев Н.Б. Детекторы коротковолнового ИК-диапазона на основе InGaAs (обзор) // Успехи прикладной физики, 2014, том 2, № 2. С. 131 - 159.

75. Рывкин С.М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. — М.: 1963.

76. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г. Физика полупроводников.— М: Издательство «Наука», 1977.

77. Вахромеева О. С., Манцветов А. А., Шиманская К. А. Характеристики чувствительности телевизионных камер на матричных приборах с зарядовой связью // Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2004. № 4. С. 25 - 35.

78. UV Sensitivity Options [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.iai.com/ProtectedDocuments/datasheets/Datasheet OP21-UV-options.pdf (Дата обращения 13.01.2017)

79. Михайлов А., Дронов Ю., Топорков Д. Некоторые особенности выбора видеокамер, применяемые в системах безопасности // Алгоритм Безопасности, № 5, 2014. С. 98.

80. Ефремов В. Системы видеонаблюдения реального времени - современные решения // Электроника: наука, технология, бизнес. №7, 2014. С. 92 - 103.

81. Рене фон Финтель. GigE Vision, USB3 Vision, FireWire, Camera Link: цифровые интерфейсы для камер машинного зрения. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.secuteck.ru/articles2/videonabl/gige-vision-usb3-vision-firewire-camera-link-tsifrovye-interfeysy-dlya-kamer-mashinnogo-zreniya (Дата обращения 13.01.2017).

82. Кормен, ТомасХ., Лейзерсон, Чарльз И., Ривест, Рональд Л., Штайн, Клиффорд. Алгоритмы: построение и анализ, 2-еиздание.: Пер. с англ.— М.: Издательский дом "Вильямс". 2011. 1296 с.

83. Сэломон Д. Сжатие данных, изображения и звука // М.: Техносфера. 2004. 368 с.

84. Яне Б. Цифровая обработка изображений [Текст] // Б. Яне. - М.: Техносфера, 2007. - 584 с.

85. Потапов А. А. Новейшие методы обработки изображений [Текст] // Под ред. А.А. Потапова. - М.: ФИЗМАТЛИТ. - 2008. - 496 с.

86. Куликов А.Н., Лебедев Н.В. Новые телевизионные камеры фирмы «ЭВС» серии «супер день/ночь». [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.evs.ru/publ 1.php?st=10 (Дата обращения 13.01.2017).

87. Романов К.Ю., Старченко А.Н., Филиппов В.Г., Щербакова Н.И. Программы расчета спектральных коэффициентов пропускания атмосферы в диапазоне от 0,3 до 14 мкм для горизонтальных и наклонных трасс. Сборник трудов VII международной конференции "Прикладная оптика -2006", Том III, С. 61.

88. LLNL. ICF Quarterly Report. Special Issue: National Ignition Facility April-June 1997 // Virginia: Springfield, 1997, v.7, No.3.

89. Hugget, A., Journot, E., Ferbos, R., Macias, F., Fayollas, Ph., "New design of the Laser Megajoule final optics assembly" Proc. SPIE, Vol. 6665, 66650U, (2007).

90. Geitholz, M., Lanternier, C., "Review of laser Megajoule target area: Design and processes" J.Phys. IV France 133, 631-636, (2006).

91. Boege S.J., Bliss E.S., Chocol C.J., Holdener F.R., Miller J.L., Toeppen J.S., Vann C.S., Zacharias R.A. NIF pointing and centering systems and target alignment using a 351 nm laser source // Proc. SPIE. 1998. V. 3047. P. 248 - 258.

92. ML. André. Solid state lasers for application to inertial confinement fusion, Second annual international conference. Proc. SPIE. 1996. V. 3047, 38.

93. Zacharias R.A., Beer N.R., Bliss E.S., Burkhart S.C., Cohen S.J., Sutton S.B., Van Atta R.L., Winters S.E., Salmon J.T., Stolz C.J., Pigg D.C., Arnold T.J. National Ignition Facility alignment and wavefront control // Proc. SPIE. 2004. V. 5341. P. 168 - 179.

94. Stout E.A., Miller Kamm V.J., Spann J.M., Van Arsdall P.J. A prototype distributed object oriented architecture for image-based automatic laser alignment // Proc. SPIE. 1997. V. 3047. P. 214 - 221.

95. Charukchev A.V., Chernov V.N., Aushev A.F., Venzel V.I., Gorelov A.V., Starchenko

A.N., Migel V.M., Nikitin N.V., Kurunov R.F., Smirnov V.G., Garanin S.G., Sukharev S.A. Methods and control-driving devices for high-precision remotely alignment of multichannel high-power laser facility // Proc. SPIE. 2001. V. 4424. P. 129 - 132.

96. В.Н.Чернов, А.Ф.Аушев, И.А.Бубнов, В.И.Вензель, А.В.Горелов, Т.П.Малинова,

B.Ю.Матвеев, Ю.В.Михайлов, Н.В.Никитин, А.Н.Старченко, В.Г.Филиппов, А.В.Чарухчев. «Система юстировки установки ЛУЧ: концепция и элементная база». Сб. аннотаций международной конференции «IV Харитоновские тематические научные чтения», с.48 (2002).

97. Аушев А.Ф., Бородин В.Г. , Бубнов И.А., Вензель В.И. , Гаранин С.Г., Горелов А.В., Деркач И.Н., Львов Л.В., Малинова Т.П., Матвеев В.Ю., Михайлов Ю.В., Никитин Н.В., Потапов С.Л., Сидоровский Н.В., Смирнов А.Б., Старченко А.Н., Сухарев С.А., Угрюмов А.В., Филиппов В.Г., Чарухчев А.В., Чернов В.Н. Система дистанционной юстировки четырехканальной лазерной установки на Nd-стекле ЛУЧ // Оптический журнал. 2003. Т. 70, С. 56 - 64.

98. Холопов Г.К. Методы энергетической градуировки оптических радиометров // ЦНТИ, обзор № 1199, 1975.

99. Гуревич М.М. Фотометрия (теория, методы и приборы). - Л., "Энергоатомиздат",

1983.

100. Госсорг Ж. Инфракрасная термография. - М:. Мир, 1988, 416 с., ил.

101. Иванов В.П., Курт И.И., Овсянников В.А., Филиппов В.Л. Моделирование и оценка современных тепловизионных приборов.- Казань, ФНПЦ НПО ГИПО, 2006.

102. Павлов Н.И., Прилипко А.Я., Старченко А.Н. Метод и аппаратура для получения карт коэффициентов яркости // Оптический журнал, Т. 68. № 6. 2001. С. 68-71.

103. ГОСТ Р 8.736-2011 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения.

104. Зотов А.А., Павлов Н.И., Старченко А.Н., Сакян А.С., Сидоровский Н.В., Филиппов В.Г. Исследование характеристик спектрозональной телевизионной фотометрической аппаратуры в пассивном режиме // Оптический журнал, Т. 73. № 2. 2006. С. 50-55.

105. Игнатьев В.Г., Воркачева Н.А. Результаты исследования некоторых метрологических характеристик кремниевых и германиевых фотодиодов // «Импульсная фотометрия». Л., «Машиностроение». 1984. вып. 8, С.82.

106. Кувалдин Э.В., Борисов В.А. Основные характеристики и методы испытаний измерительных фотодиодов // «Импульсная фотометрия». Л., «Машиностроение». 1984. вып. 8. С.71.

107. Hamamatsu Si PIN photodiodes [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.hamamatsu.com/resources/pdf/ssd/s11499_series_kpin1082e.pdf (Дата обращения 16.12.2016).

108. Вугман С.М., Вдовин Н.С. Тепловые источники излучения для метрологии // Библиотека светотехника. Выпуск 17. М.: Энергоатомиздат, 1988. 80 с.

109. Цветное оптическое стекло и особые стекла. Каталог под ред. Г.Т. Петровского -М., «Дом оптики». 1990.

110. Старченко А.Н., Филиппов В.Г., Югай Ю.А. Исследование температурной зависимости спектральной чувствительности телевизионной камеры на кремниевой матрице // Оптический журнал, Т. 80. № 10. 2013. С. 65-68.

111. OmniVision OV9121 B&W CMOS SXGA (1.3 MPixel) CameraChip [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.chipfind.ru/datasheet/pdf/ovt/ov9121.pdf (Дата обращения 16.12.2016).

112. CMOSIS CMV4000 Product Sheet [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.cmosi s.com/assets/ generate-single-pdfs.php?products=cmv4000 (Дата обращения 16.12.2016).

113. PixeLINK B741 and B742 Product Sheet [Электронный ресурс] Режим доступа: http://pixelink.com/wp-content/uploads/2015/05/Datasheet PL-B741742.pdf (Дата обращения 16.12.2016).

114. Гаранин С.Г., Зарецкий А.И., Илькаев Р.И., Кириллов Г.А., Кочемасов Г.Г., Курунов Р.Ф., Муругов В.М., Сухарев С.А. «Канал мощной установки «Луч» для ЛТС с энергией импульса 3.3 кДж и длительностью 4 нс» // Квантовая электроника, 2005, 35 (4). С. 299 - 301.

115. Bliss E.S., Feldman M., Murray J.E., Vann C.S. Laser chain alignment with low power local light sources // Proc. SPIE. 1996. V. 2633. P. 760 - 767.

116. M.D. Perrry., D. Pennington., B.C. Stuart et al. Opt. Lett. 24, 160, (1999).

117. M.H. Key, M.D. Cable et al., Phys. Plasmas, 5, 1966 (1998).

118. T.E. Cowan, A.W. Hunt, T.W Phillips et al. Phys. Rev. Lett. 84, 903, (2000).

119. A. Maksimchuk, S. Gu, K Flippo et al., Phys. Rev. Lett. 84, 4108, (2000).

120. M Zepf, E.L. Clark, F.N.Beg et al., Phys. Rev. Lett. 90, 064801, (2003).

121. K. Krushelnick et al., Phys. Plasmas, 7, 2055 (2000).

122. А. Максимчук, К. Флиппо, Х. Краузе и др. Генерация высокоэнергетичных ионов короткими лазерными импульсами. Физика плазмы. 2004, т. 30, № 6, с. 514 - 540.

123. S.J. Gitomer et al. Fast ions and hot electrons in the laser-plasma interaction. Phys. Fluids, 29, 2679-2688 (1986) и S. Wilks.et al. Phys. Plasmas 8, 542, (2001).

124. В.Г. Бородин, В.М. Комаров, В.А. Малинов и др. Лазерная установка "Прогресс-П" с усилением чирпированного импульса в неодимовом стекле. Квантовая электроника, 1999, т. 29, № 2, с. 101 - 105.

125. A.A. Andreev, V.G. Borodin, A.V. Charukchev et al. "Multiterawatt Picosecond Laser «PROGRESS-P»: Upgrade and Laser-Plasma Experiments" In Book of Abstract IQEC-2002, Moscow, 22-26 June 2002.

126. В.Г. Бородин, В.М. Мигель, А.В. Парака и др. Внеосевое параболическое зеркало для концентрации излучения пикосекундного лазера. "Оптический журнал", 2002, т. 69, № 1, с. 65 - 68.

127. М. Борн, Э. Вольф. Основы оптики. // М.: «Наука», 1973, 720 с.

128. Бородин В.Г., Лопато А.В., Филиппов В.Г., Оспенникова С.Н., Игнатьев Г.Н., Андрианов В.П. Устройство фокусировки оптического излучения на объект. Патент РФ № 2289153 от 10.12.2006 г.

129. В. Н. Чуриловский. Теория оптических систем. М-Л.: «Машиностроение», 1966,

564 с.

130. Прикладная оптика. Под ред. А.С. Дубовика, М.: «Недра», 1982, 617 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Экз. № 2

УТВЕРЖДАЮ

чальник ФАУ

ФСТЭК России» ст. науч. сотр.

А.Анищенко

АКТ

об использовании в ФАУ «ГНИИИ ПТЗИ ФСТЭК России» результатов диссертационной работы сотрудника АО «НИИ ОЭП» (г. Сосновый Бор Ленинградской обл.) Филиппова Владимира Геннадьевича на тему: «Цифровые камеры в задачах энергетической фотометрии и юстировки многоканальных лазерных установок», представленной на соискание учёной степени кандидата технических наук

Комиссия в составе: начальника отдела кандидата технических наук Тишанинова М.В., заместителя начальника отдела - начальника лаборатории кандидата технических наук Калинкова А.К., начальника лаборатории кандидата физико-математических наук Прядилыцикова А.Ю. установила, что результаты диссертационной работы сотрудника АО «НИИ ОЭП» (г. Сосновый Бор Ленинградской обл.) Филиппова Владимира Геннадьевича на тему: «Цифровые камеры в задачах энергетической фотометрии и юстировки многоканальных лазерных установок», в части:

методики, экспериментальной установки и прикладной программы AVT для исследования характеристик преобразования цифровых камер на основе кремниевых матриц;

методики и прикладной программы Termo 4512 AS для энергетической калибровки цифровых инфракрасных камер;

методики и программного обеспечения (программ ТМ1405 GE и Tiff 16 bit) для проведения спектрозональной съемки в натурных условиях и обработки ее результатов,

использованы в ФАУ «ГНИИИ ПТЗИ ФСТЭК России» в рамках составной части НИР «Растр-08-ОЭП» (контракт № 11/ФС-08 от 26.05.2008 г. между ФАУ «ГНИИИ ПТЗИ ФСТЭК России» и АО «НИИ ОЭП»)

2

при исследованиях оптических характеристик различных материалов и фоновых образований.

Акт выдан для представления в диссертационный совет Д 212.227.01 на базе ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики» Минобрнауки России.

Председатель комиссии начальник отдела

ФАУ «ГНИИИ ПТЗИ ФСТЭК России» кандидат технических наук

Члены комиссии: заместитель начальника отдела -начальник лаборатории ФАУ «ГНИИИ ПТЗИ ФСТЭК России» кандидат технических наук

Начальник лаборатории ФАУ «ГНИИИ ПТЗИ ФСТЭК России» кандидат физико-математических наук

Р Ф я ц ВНИИЭФ

Государственная корпорация но аюмной шср| ни "Росатом"

Федеральное государственное унитарное предприятие

РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР

Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики ФГУП "РФЯЦ- ВНИИЭФ"

пр. Мира, д.37, г. Сэров. Нижегородская обл.. 607188 Факс: [phone] Е-шаП: [e-mail] Телетайп: 151535 «Мимоза»

0/, МУР №

УТВЕРЖДАЮ Генеральный конструктор по лазерным системам-заместитель директора РФЯЦ-ВНИИЭФ по лазерно-физическому направлению, директор ИЛФИ, академик РА1

С.Г. Гаранин 0/. 2019 г.

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы Филиппова Владимир Геннадьевича

«Цифровые камеры в задачах энергетической фотометрии и юстировки многоканальных лазерных установок»,

представленной на соискание учёной степени кандидата технических наук

Мы, нижеподписавшиеся, составили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы Филиппова В.Г. (система юстировки установки «Луч», макет модуля дистанционной системы юстировки) были использованы в ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, в 2002-2014 гг. в ходе выполнения НИОКР «Юла-3», договор 5442/41/К/3727к от 01.02.2002 и СЧ НИР «ЮЛА-М», договор, №5573/41 от 10.01.2013, между ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» и АО «НИИ ОЭП».

Акт выдан для представления в диссертационный совет при ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики»

Начальник отдела, к.ф-м.н Начальник лаборатории, к.ф.-м.н

И.Н. Воронич В.Н. Деркач

УТВЕРЖДАЮ

Начальник Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил «Военно-воздушная «кад^мия имени профессора НЕ. Жуковского

Г.Зибров

АКТ

о реализации в Федеральном государственном казенном военном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж) результатов диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук Филиппова Владимира Геннадьевича.

Комиссия в составе: председателя комиссии - ведущего научного сотрудника 6 управления полковника Махинова Д.В., членов комиссии -начальника 61 научно-исследовательского испытательного отдела -заместителя начальника 6 управления (бортового оператора) подполковника Фесуна A.M., начальника 64 научно-исследовательского отдела г.п. Соломина Э.А., ведущего научного сотрудника 62 научно-исследовательского испытательного отдела г.п. Мязина В.Н. установила следующее:

1. Результаты разработки Филиппова В.Г. в рамках диссертационных исследований:

- алгоритмы и специальное программное обеспечение управления измерительными модулями, опорно-поворотным устройством, цифровой обработки, хранения и отображения информации, поступающей с измерительных модулей;

- алгоритмы и специальное программное обеспечение для измерения пространственного распределения спектрозональной яркости по видимой проекции объекта

реализованы при разработке мобильной пассивно-активной измерительной аппаратуры 85Я6-МИА в ходе выполнения ОКР «Картинка-4» для

модернизации полигонно-измерительной базы НИМИ (РЭБ) ВУНЦ ВВС «В В А», в рамках государственного контракта № 94013 от 30.06. 2009 г. между Министерством обороны Российской Федерации и АО «НИИ ОЭП», в 2009 -2012 гг. Аппаратура 85Я6-МИА внесена в государственный реестр средств измерений.

2. Разработанные Филипповым В.Г. в рамках диссертационных исследований алгоритмы и специальное программное обеспечение для аппаратуры 85Я6-МИА доработаны по результатам ее апробации и опытной эксплуатации в полигонных условиях на базе ВУНЦ ВВС «ВВА».

3. Мобильная пассивно-активная измерительная аппаратура 85Я6-МИА применялась в ВУНЦ ВВС «ВВА» при проведении государственных испытаний опытных образцов изделий «Платформа-О», «Тайфун-У», «Тайфун-К».

Члены комиссии:

Председатель комиссии: полковник

г.п.

подполковник

г.п.

Xх" В.Мязин

Д.Махинов

Э.Соломин

А.Фесун

«

/£» фсоА 2017 г.