На рис. 11.79 показана блок-схема оптической системы сканера. Это сканер плоскости объекта с системой сканирования с наклонным зеркалом. Как и во всех сканерах этого типа, имеем геометрию второго порядка сложности, поскольку изображение элемента разрешения вращается во время сканирования. По мере вращения сканирующего зеркала оно последовательно направляется на Землю [ПЗ -90°], на калибровоч-

ОсциллограФ

Оконечные усилители

Сканер

Опорные источники Вход Фотокамера

излучения сопровождения

Вход излучения

Рис. 11.78. Экспериментальная многоспектральная сканирующая система ERIM [23]

ную лампу для отражательного диапазона спектра, тепловую эталонную пластину - серое тело, солнечное эталонное отверстие и на другую тепловую эталонную пластину - серое тело. Все остальное время зеркало направлено внутрь сканерной системы.

После того как приходящее излучение отражено от наклонного сканирующего зеркала, часть его отражается поворотным зеркалом в дихроичный расщепитель пучка. Поворотное зеркало возвращает ту часть излучения, которая была бы потеряна вследствие маскирования, вызванного выпуклым зеркалом зеркального объектива Долла- Киркхема. Дихроичный расщепитель установлен в сферическом зеркале так, что отраженное поворотным зеркалом излучение передается в детектор IB. Диафрагма поля зрения представляет собой апертуру, установленную непосредственно перед кремниевым диодным детектором. Излучение, проходящее через дихроичное зеркало, передается через отражающую систему на детектор 1А, элемент из ртут-но-кадмиевого теллурида (HgCdTe). Здесь сам детектор является диафрагмой. И детектор, и стоящая перед ним оптическая система охлаждены до 77 К с помощью жидкого азота. Отметим, что дихроичный расщепитель разделяет спектральные ка-

Верхняя часть фюзеляжа самолета

Рассеивающая пластина из матового стекла

. Опорный тепловой излучатель „серое тело 1

Тепловой опорный

излучатель „серое тело 2

К мотору сканера

[--Фотоумножители (12)

,Волоконно-оптический разветеитель

Опорная дампа

Детектор, позиция IB (0,33-1,0 мкм)

Зеркальный объектив Долла-Киркхема

Пойоротные зеркала (2)

Детектор, позиция 3 (12-канальный спектрсмотр 0,4-0,9 мкм)

Рис. 11.79. Схема оптической системы, экспериментального многоспектрального сканера М-7 ERIM [23]

налы между детекторами 1А и IB. Детектор в позиции 1А чувствителен к диапазону длин волн 2-14 мкм, что определяется особой природой используемого материала - HgCdTe; детектор в позиции IB чувствителен к диапазону волн 0,33- 1,0 мкм.

Часть приходящего излучения, не отраженная из основного пучка, попадает сначала на первичное зеркало (сферическое, диаметр 12,3 см) зеркального объектива Долла-Киркхема и потом на вторичное (гиперболическое) зеркало. Апертура сканера зависит от диаметра первичного зеркала. Эффективное фокусное расстояние определяется фокусным расстоянием расщепителя пучка и описанного выше объектива, а также фокусным расстоянием зеркального объектива Долла-Киркхема. Излучение отражается от первого поворотного зеркала (на схеме это зеркало с отверстием), через плоский расщепитель пучка и далее через конденсор попадает в детектор 2 (0,9- 2,6 мкм) - арсенид-индиевый детектор, охлажденный до 77 К. Размер диафрагмы поля зрения определяется размером детектора. Часть излучения, отраженная дихроичным расщепителем, проходит через отверстие первого поворотного зеркала, отра-л<ается от второго поворотного зеркала и через зеркальный объектив Долла-Киркхема передается на входную щель 12-каналь-ного спектрометра. Эта щель служит диафрагмой поля зрений для излучения в диапазоне длин волн 0,4-0,9 мкм. После прохождения через входную щель излучение коллимируется (сводится в параллельный пучок), диспергируется кварцевой призмой и заново подается на вход волоконно-оптической мозаики. Геометрическое положение каждого волоконно-оптического раз-ветвителя определяет спектральную полосу излучения, и в зависимости от нее излучение направляется на один из двенадцати электронных фотоумножителей.

Ниже приведены краткие характеристики сканера.

Характеристики работы сканера М-7 [23]

1. 12 спектральных диапазонов в ультрафиолетовой, видимой, инфракрасной областях спектра.

2. 90" внешнее поле зрения (ПЗ) (±45° от точки надира).

3. Максимальное пространственное разрешение - 2 мрад, номинальное - 3 мрад.

4. Номинальное тепловое разрешение - 0,1 °С.

5. 17о разрешения номинальной отражательной способности.

6. Пять опорных источников излучения.

7. Собирающая оптическая система с диаметром 12,25 см. 8-. 60 или 100 сканов/с.

9. Постоянный ток с электронной полосой частот до 90 кГц. 10. Стабилизированное относительно крена изображение.

Сканер имеет две фиксированные скорости сканирования,, дающие сканирование со смежными сканами в рабочих пределах и с перекрытием сканов в противном случае. Это характерно для сканеров с записью в аналоговой форме. Сканеры, ведущие запись в цифровой форме, могут работать в фикси-9-859 129