Введение
Глава 1. Элементы теории регистрации сигналов в оптических информационных системах, работающих в режиме счета фотонов 25
1.1 Оптические цифровые системы связи, работающие в режиме счета фотонов 25
1.2 Анализ алгоритмов принятия решений и идентификации двоичных символов в цифровых оптических информационных системах 28
1.3 Анализ источников внешних и внутренних шумов 37
1.4 Анализ физических и статистических свойств оптических полей 39
1.5 Исследование особенностей работы фото детекторов в режиме счета фотонов 40
1.5.1 Физическая и математическая модели фотоэмиссионных устройств и диссекторов 40
1.5.2 Физическая и математическая модели фотоэмиссионных приборов с многоканальной электронной умножительной системой 44
1.5.3 Физическая и математическая модели микроканальных пластин 45
1.5.4 Физическая и математическая модели лавинных фотодиодов 48
1.6 Выбор фотодетекторов для регистрации оптического излучения методом счета фотонов 50
1.6.1 Форма одноэлектронного импульса в фотоэмиссионных приборах 50
1.6.2 Частотные свойства фотоэмиссионных приборов 52
1.6.3 Счетные характеристики одноэлектронных фотоэмиссионных приборов 53
1.6.4 Амплитудное распределение одноэлектронных импульсов фотоэмиссионных приборов 54
1.7 Выявление схемотехнических особенностей построения счетчиков фотонов с амплитудной дискриминацией одноэлектронных импульсов 56
Выводы 57
Глава 2. Обоснование математического аппарата для оценки качества работы фотоэлектронных счетчиков с одним порогом амплитудной дискриминации 59
2.1 Статистическое моделирование процесса фотодетектирования 60
2.1.1 Модель потока фотоэлектронов 61
2.1.2 Алгоритмы генерации моментов появления фотонов 62
2.2 Аппроксимация формы одноэлектронного импульса 64
2.3 Условная вероятность регистрации п одноэлектронных импульсов при генерации и фотоэлектронов 65
2.4 Достоверность результатов регистрации световых полей 68
2.5 Оценка влияния частотных свойств фотодетектора на условные вероятности регистрации потока фотонов 69
2.6 Условные вероятности регистрации инерционной фотоприемной аппаратурой jодноэлектронных импульсов при генерации п фотоэлектронов 71
Выводы 84
Глава 3. Разработка статистической модели процесса регистрации потока одноэлектронных импульсов фотоэлектронными счетчиками с одним порогом амплитудной дискриминации 86
3.1 Моделирование работы фотоэлектронных счетчиков без учета флуктуации амплитуд одноэлектронных импульсов 87
3.2 Учет влияния случайного характера процесса умножения заряда в фотоэмиссионном приборе на точность регистрации потока одноэлектронных импульсов 89
3.3 Моделирование флуктуации формы одноэлектронных импульсов 96
3.4 Точность регистрации потока одноэлектронных импульсов при случайном характере процесса умножения заряда в фотоэмиссионном приборе 100
3.5 Обоснование достоверности моделирования 106
3.6 Оценка эффективности оптических информационных систем с приемниками Неймана-Пирсона и методика оценки их характеристик 107
Выводы 112
Глава 4. Исследование и разработка фотоэлектронных счетчиков с многопороговой амплитудной дискриминацией одноэлектронных импульсов и их статистические модели 114
4.1 Выбор оптимальных порогов амплитудной дискриминации без учета флуктуации амплитуд одноэлектронных импульсов 117
4.2 Оптимизация порогов амплитудной дискриминации с учетом флуктуации вторичной эмиссии электронов в динодной системе фотоэмиссионного прибора 121
4.3 Моделирование работы многопороговых фотоэлектронных счетчиков без учета флуктуации коэффициента умножения динодной системы фотоэмиссионного прибора 123
4.4 Моделирование работы многопороговых фотоэлектронных счетчиков с учетом флуктуации амплитуд одноэлектронных импульсов 125
4.5 Структура и алгоритм работы фотоэлектронного счетчика с многопороговой амплитудно-временной селекцией одноэлектронных импульсов 129
4.5.1 Предлагаемое техническое решение и описание работы фотоэлектронного счетчика с многопороговой амплитудно-временной селекцией одноэлектронных импульсов 129
4.5.2 Эффективность предлагаемого технического решения 134
4.6 Оценка эффективности оптических информационных систем с приемниками Неймана-Пирсона и методика оценки характеристик приемной аппаратуры с многопороговыми фотоэлектронными счетчиками 137
Выводы 142
Глава 5. Оценка эффективности оптических информационных систем, работающих в режиме счета фотонов на основе амплитудных методов селекции одноэлектронных импульсов 145
5.1 Обнаружение источников полезного когерентного оптического сигнала на фоне медленно флуктуирующего шумового излучения в системах вхождения в связь 146
5.2 Обнаружение источников сигнала реального генератора на фоне медленно флуктуирующего шумового излучения в системах вхождения в связь 150
5.3 Обнаружение некогерентного сигнала на фоне медленно флуктуирующего шумового излучения в системах вхождения в связь 153
5.4 Эффективность системы связи с кодово-импульсной амплитудной модуляцией при работе декодирующего устройства по правилу Зигерта-Котельникова 155
Выводы 163
Заключение 165
Список литературы 167
Приложения 177
