АНАЛІЗ ОПТИЧНИХ СИСТЕМ ПОЛЯРИМЕТРИЧНИХ ТЕПЛОВІЗОРІВ

Анотація

Поляриметричні тепловізори є важливими інструментами в сучасних системах виявлення та спостереження, дозволяючи отримувати зображення об'єктів за рахунок вимірювання поляризаційних характеристик інфрачервоного випромінювання. Це відкриває нові можливості для покращення контрастності та роздільної здатності зображень в умовах низької видимості. Постановка проблеми полягає в тому, що оптимізація оптичних систем таких тепловізорів залишається складним завданням через комплексність фізичних процесів, що вимагає додаткового аналізу та моделювання. Аналіз останніх досліджень і публікацій показав, що багато робіт присвячено застосуванню тепловізорів у системах виявлення та розпізнавання, а також методам оцінки їх роздільної здатності. Зокрема, Колобродов В.Г. підкреслює необхідність покращення оптичних характеристик тепловізорів, Холст Г.С. пропонує методи розрахунку модуляційної передаточної функції (MTF). Деякі дослідження акцентують увагу на моделюванні оптичних систем з використанням сучасних програмних засобів. Проте питання оптимізації оптичних систем поляриметричних тепловізорів залишається актуальним. Метою роботи є проведення теоретичного аналізу оптичних систем поляриметричних тепловізорів, аналіз математичних моделей, що описують роботу таких систем, виконання моделювання оптичних систем з використанням програмного середовища Python та надання рекомендацій щодо оптимізації оптичних систем для покращення їх характеристик. Результати дослідження включають розгляд енергетичних та просторових характеристик випромінювання об'єктів та фонів, а також проходження інфрачервоного випромінювання через атмосферу. Викладено математичні моделі, що описують роботу оптичних систем, зокрема формули для розрахунку MTF та мінімальної роздільної різниці температур (MRTD). Проведено моделювання оптичних систем та поляризаційних ефектів за допомогою програмного середовища Python. Результати моделювання представлені у вигляді графіків та таблиць. Висновки свідчать про те, що отримані результати можуть бути використані при розробці нових тепловізійних пристроїв з покращеними характеристиками. Виявлено, що врахування поляризаційних ефектів та оптимізація оптичних компонентів дозволяють підвищити роздільну здатність та чутливість тепловізорів. Перспективи подальших досліджень включають експериментальну перевірку отриманих моделей та розробку алгоритмів обробки зображень з врахуванням поляризаційних характеристик.