Принцип работы камер с ЭОП

Принцип работы электронно-оптического модуля в  режиме однокадровой съемки  быстропротекающего  процесса  основан  на  импульсном  управлении (стробировании)  электронно-оптического  преобразователя  ЭОП,  синхронном считывании полученного импульсного изображения с его экрана ПЗС камерой и записи оцифрованного  кадра  в  память  компьютера  в  формате*tiff.  Временные  и энергетические параметры ЭОК устанавливаются дистанционно  с компьютера.  Всем процессом  установки  параметров  ЭОК,  процесса  записи,  и  ввода  данных  об изображении  в  память  компьютера  осуществляется  с  помощью  программного обеспечения НАНОГЕЙТ.

vvodnaya_pic1.jpg
Рис.1 Упрощенная типичная структурная схема электронно-оптической камеры(ЭОК)
с управляющим компьютером.


Принцип  работы  электронно-оптического  модуля  в  режиме  однокадровой  съемки быстропротекающего  процесса  основан  на  импульсном  управлении(стробировании) электронно-оптического преобразователя(ЭОП),  синхронном считывании полученного импульсного изображения с его экрана ПЗС камерой и записи оцифрованного кадра в память  компьютера  в  формате*tiff. 
Временные  и  энергетические  параметры  ЭОК устанавливаются дистанционно с помощью программного обеспечения НАНОГЕЙТ.
После  включения  камеры  и  запуска  программы  управления  НАНОГЕЙТ компьютера, производится  установка  параметров  электронно-оптического  канала(длительности затвора ЭОП, задержки его срабатывания, коэффициента усиления ЭОП). Регистрируемое  изображение  через  входной  объектив  фокусируется  на  фотокатоде электронно-оптического модуля.  В момент  прихода пускового импульса(ПУСК)  через установленное время задержки(Блок«Регулируемая задержка и затвор») открывается затвор  ЭОП  на  время,  так  же  установленное  при  подготовке  эксперимента.
Одновременно формируется импульс, переводящий ПЗС матрицу в режим накопления.  Прошедшие  через  затвор  электроны  усиливаются  в  микроканальной  пластине(МКП)  ЭОП, коэффициент усиления которой определяется приложенным к ней напряжением. Через проекционный объектив или волоконно-оптический переходник– фокон(зависит от  типа  ЭОК)  импульсное,  усиленное  изображение  с  экрана  ЭОП  переносится  на фоточувствительную  поверхность  ПЗС  матрицы.  Накопленные  в  ячейках  заряды считываются,  преобразуются  в  цифровой  код  и  передаются  через  одномодовый волоконно-оптический  кабель  на  разъем  оптического  трансивера,  который
преобразует оптические сигналы в электрические и через кабельUSB-2  передает их наUSB вход компьютера.

В последние годы были разработаны ЭОК,  которые обеспечили получение двух последовательных кадров с одной ЭОК. Временной интервал между первым и вторым кадром может быть установлен в диапазоне от2 до100 мкс.

Программные  и  схемотехнические  решения,  примененные  в  ЭОК,  позволяют создавать  на  их  основе  многокамерные  комплексы  под  управлением  с  одного компьютера.  Виртуальная  панель  управления  на  экране  монитора  дает  возможность установить  параметры  для  каждой  подключенной  к  компьютеру.  При  поступлении  на входы  всех  ЭОК  пускового  сигнала,  каждая  из  камер  откроет  ЭОП  в  соответствии  с индивидуальными значениями времени задержки и длительности экспозиции.  Принцип скоростной  видеорегистрации:  одна  камера –  один  кадр.  Количество  подключаемых камер к одному компьютеру может быть произвольным от одной до девяти(проверено)  или больше(требует проведения тестовых испытаний). Восьмиканальная  камера  с  одним  входным  объективом,  зеркально  линзовой системой разделения изображения на восемь электронно-оптических каналов (восемь ЭОП с ПЗС-камерами),  аналогичные по структуре,  показанной на рис. 1.

vvodnaya_pic2.jpg

Рис. 2 Упрощённая схема многоканальной камеры

Пространственно-временные параметры электронно-оптических каналов тождественны аналогичным параметрам ЭОК.

Отдельное направление- создание сверх помехоустойчивых электронно-оптических камер, предназначенных для регистрации изображений быстропротекающих процессов в условиях мощных импульсных электромагнитных помех. Встроенные в корпус ЭОК первичные источники питания различных типов, защищенные пусковые цепи, волоконная связь с компьютером и разработка специальных корпусов, которые являются надежным экраном для внутренних цепей камеры– вот перечень методов и средств, позволившие решить поставленную задачу.

Сверх помехоустойчивые электронно-оптические камеры успешно прошли испытания на имитаторе импульсных помех. Все разработанные в последние годы ЭОК могут быть доработаны до сверх помехоустойчивого варианта. В настоящее время данные камеры не имеют аналогов  ни в России, ни за рубежом. В2011 году на выставке «SIMEXPO-2011»одна из подобных камер, СПУ-1 выиграла конкурс «Научный прибор года»в номинации «За разработку и создание нового поколения научного оборудования».

Возврат к списку