计算机在光学仪器中的应用

　　目前的光学仪器，特别是大型精密光学仪器己不再是光学和机械的简单结合，也不单纯是那种典型的光学、机械、电子相结合的产品，而是一种综合各类科学技术的科学仪器。光学仪器从一般的目视观察、照相、摄影读数、数字显示向着数据处理、自动检测和图像自动识别等方向发展；从采用大型通用计算机向采用专用计算机、从采用小型计算机向采用微型计算机的方向发展。

　　计算机在光学仪器中的应用，可达到以下几个方面的目的：

　　进行大量的数据采集和处理，降低劳动强度，增强仪器的实时性；

　　提高光学仪器的自动化程度，甚至使整个仪器的操作、测量、分析完全按程序自动地进行，并用数字或图表形式显示结果；

　　解决了一般光学仪器无法解决的问题，提高和扩展仪器的功能；

　　对影响仪器精度的某些误差进行自动修正，提高了仪器精度；

　　利用计算机高速运算和存储功能，提高了仪器的分析、测量速度：

　　对图像信息进行自动处理和自动识别。

　　下面就计算机在国内外典型光学仪器申的应用作简单的介绍。

　　1．计算机在显微镜中的应用

　　传统显微镜从物镜放大倍数的选择、调焦、图像观察到图像分析都是靠人工完成的，显微图像难以实时记录和传输。电视显微镜则在光学显微镜的目镜上加装一个电视摄像机，显微图像通过监视器显示。电视显微镜用电子放大代替了光学显微镜的目镜放大，能及时记录和传输显微图像，减轻人眼的疲劳。

　　20世纪70年代研制的带计算机的显微镜装置，其分析测量速度比人工操作要快几十倍到几百倍，并且解决了过去不易实现的测量分析难点。到目前为止，国际上带计算机的图像自动分析显微镜己有很多品种，功能也越来越齐全。其基本原理是：由显微镜放大得到物体图像，摄像机把图像的光学信息转变成电信息，再经数字化后输入计算机进行处理，然后将结果输出打印。此外，这类仪器还可实现自动调焦。

　　2．计算机在物理光学仪器中的应用

　　由于计算机的应用，光谱仪的自动化程度得到提高，性能得以增强。配置计算机的光电光谱仪的工作程序完全由计算机自动控制，仪器的操作极为方便、可靠。如光强－含量的确定，在老式的光度计上必须事先用一套标准样品测定光强，然后作出光强－含量曲线，再根据被分析样品在相同条件下激发所测得的光强值，从曲线上求得元素的含量，不仅速度慢，而且精度也低。采用计算机后，可按近似公式计算含量，而且可对分析过程中由于各种原因引起的曲线漂移进行修正。另外丿元素名称、含量等分析结果可以用打印机按操作人员需要的格式打印出来，不必再经人工处理。

　　美国佩肯－爱尔姆公司的5000型原子吸收分光光度计，能在无人操作的情况下完全自动地分析多达50个样品中的6种元素：操作人员只要规定好波长、狭缝宽度（灯电流，选择正确的灯位、所用标准样品的浓度、气体流量和积分时间，仪器便把这些设置值存储起来。波长、狭缝宽度和高度的改变、灯源与灯电流的切换、自动校准与更换样品等都由计算机来控制。仪器上共有6个存储单元，可以同时准确地存储6种元素的正确操作条件，另外仪器还附有磁卡阅读器、自动取样器和数据阅读装置。

　　3．计算机在军用光学仪器中的应用

　　微型计算机在军用光学仪器中的应用大约有三个方面，即解算与记录、实时控制和实时图像处理。军用光学仪器强调实时性，需处理的数据量较大，这使计算机的高速运算、大存储量的特点得到了充分的发挥。

　　以靶场光学测量仪器为例，靶场光学测量仪器主要用于测量空间飞行器的轨迹、姿态和辐射特性。靶场光学测量设备较多，如弹道照相机、光电经纬仪、跟踪望远镜、激光雷达、红外跟踪仪、电视跟踪仪，以及相应的判读处理设各等。光电经纬仪是靶场光学测量设备中用得较为广泛的一种军用光学仪器。

　　1968年，Contrayes公司研制了K400型电影经纬仪，它装备有红外跟踪器、激光跟踪器、激光测距、电视跟踪和高速摄影机等装置，采用了很多新技术，代表了20世纪60年代末的最高水平。随后，西德Askania厂研制了红外、电视、激光多用途积木式数字化电影经纬仪系列，它采用19位编码盘，静态精度达到±3″。仪器的电子伺服传动装置使底座自动跟随电影经纬仪主体转动，底座上设有操作手座位，仪器有专用拖车，适合于机动布站使用。进入70年代后，电影经纬仪等靶场光测设各表现为少而精的趋向。如为解决多弹头和高精度测量，美国的Photo－sonics研制了专用于再入段轨道测量和事件记录的通用高质量的Super RADOT系统，这是一种利用恒星校准原理，准实时校准的高精度、远距离、高自动化靶场光测设备，它的作用距离达到1 000 km，测角精度达1″～2″。它配有激光测距装置，测距精度达0.5 m，由计算机及所带的专用软件控制操作仪器。