107. Оптическая фотоэлектрическая система с лазером
Высокая направленность и большая мощность излучения лазера обеспечивают широкие возможности его использования для регистрации далеких объектов с помощью фотоэлектрических оптических систем, воспринимающих лазерное излучение, отраженное от объекта. Принципиальная схема такой системы приведена на рис. 251.
Пусть 
плоский угол расходимости лазерного пучка. Учитывая малые значения этого угла, можно считать, что соответствующий ему телесный угол 
При многомодовом режиме излучения лазера, обеспечивающем наибольшую мощность, можно сделать допущение о том, что распределение потока
Рис. 251. Фотоэлектрическая оптическая система с лазером
излучения в телесном угле 
равномерное. Тогда сила излучения лазера в направлении его оси определяется по формуле
где 
поток излучения лазера.
Если расстояние от лазера до облучаемого объекта 
а коэффициент пропускания атмосферы на этом расстоянии та, то при падении лучей по нормали на поверхности объекта будет создана энергетическая освещенность
Считая, что поверхность облучаемого объекта является поверхностью Ламберта с коэффициентом диффузного отражения 
определяем энергетическую яркость объекта как вторичного источника [см. формулу (227)]: 
Диаметр поверхности объекта, облученной лазером, 
Эта зависимость справедлива в том случае, если размер сечения лазерного пучка на расстоянии 
меньше, чем размеры облучаемой поверхности.
Таким образом, для расчета фотоэлектрической оптической системы определены энергетическая яркость и площадь вторичного источника. Расчет этой системы можно выполнить по методике, изложенной в гл. XVIII.
Пусть приемник излучения установлен в плоскости изображения источника. При значительных расстояниях 
приемник устанавливают в задней фокальной плоскости оптической системы (рис. 251). В этом случае линейное увеличение оптической системы определяется по формуле 
а диаметр изображения поверхности объекта, облученного лазером, 
Если это изображение вписывается в светочувствительную поверхность приемника, то необходимое относительное отверстие оптической системы согласно (457) будет равно: 
где 
площадь изображения объекта; 
абсолютная спектральная чувствительность приемника к монохроматическому излучению лазера.
Если изображение объекта перекрывает рабочую поверхность приемника, то необходимое относительное отверстие оптической системы находят по формуле (456):
Для увеличения дальности действия рассмотренной выше системы необходимо уменьшать расходимость лазерного пучка. Это обеспечивается с помошью двухкомпонентной системы, описанной в п. 106.
