Разработка и исследование двухканального приемника оптических импульсов в режиме счета фотонов для систем вхождения в связь с летательными (мобильными) аппаратами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.04, кандидат наук Амплиев, Андрей Евгеньевич

• Амплиев, Андрей Евгеньевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Амплиев, Андрей Евгеньевич

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 ИСХОДНЫЕ НАУЧНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ОТРАЖАЮЩИЕ ПРИЕМ И ОБНАРУЖЕНИЕ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В РЕЖИМЕ ОДНОФОТОННОЙ РЕГИСТРАЦИИ

1.1 Тенденции развития открытых оптических систем лазерной связи с удаленными и мобильными объектами

1.2 Проблемы вхождения в связь

1.3 Требования снижения массы

1.4 Особенности однофотонной регистрации оптического излучения

1.5 Постановка общей научной задачи и формулировка частных задач диссертационного исследования

2 АНАЛИЗ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОДНОКАНАЛЬНОГО ПРИЕМНИКА С ОДНОФОТОННЫМ ФОТОЭМИССИОННЫМ ПРИБОРОМ

2.1 Разработка и обзор вариантов реализации двухканальных приемников на основе однофотонных фотоэмиссионных приборов

2.2 Исследование одноканального счетчика фотонов

2.3 Формулировка требований к функциональным узлам счетчика фотонов

2.4 Вывод соотношений для расчета достоверности при использовании инерционного однофотонного фотоэлектронного преобразователя и дискретного счетчика с ограниченной полосой пропускания

2.5 Условные вероятности регистрации j однофотонных импульсов при приеме пФЭ фотоэлектронов

2.6 Приближенная формула оценки условной вероятности регистрации Р{ЦпФЭ}

2.7 Выводы

3 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ОДНОКАНАЛЬНОГО ОБНАРУЖИТЕЛЯ ПРИ БЕЗЫНЕРЦИОННЫХ И ИНЕРЦИОННЫХ ОФЭП И ДИСКРЕТНЫХ СЧЕТЧИКАХ

3.1 Зависимость вероятностных характеристик одноканального обнаружителя от параметров безынерционных ОФЭП и электронных устройств, оптического

импульса, фонового излучения

3.2. Вывод соотношений для расчетов вероятностных характеристик одноканального обнаружителя при использовании инерционных ОФЭП и

дискретного счетчика

3.3 Сравнительный анализ одноканальных обнаружителей с безынерционными и

инерционными ОФЭП и дискретным счетчиком

3.4. Выводы

4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХКАНАЛЬНЫХ ОБНАРУЖИТЕЛЕЙ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ОДНОФОТОННЫМИ

ФОТОЭМИССИОННЫМИ ПРИБОРАМИ

4.1 Специфика обнаружения сигнала фотоприемным устройством с двумя оптическими антеннами, оптическим сплиттером и одним однофотонным фотоэмиссионным прибором

4.2. Особенности обнаружения потока фотонов системой с двумя оптическими антеннами, двумя ОФЭП и электронным сумматором

4.3. Эффективность обнаружения потока фотонов системой с двумя оптическими антеннами, двумя ОФЭП и логическим сумматором

4.4. Анализ процесса обнаружения потока фотонов двухканальной системой с

цифровым сумматором

4.5 Выводы

5 СТАТИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБНАРУЖЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ АППАРАТУРОЙ С ДВУМЯ ОПТИЧЕСКИМИ АНТЕННАМИ И ДВУМЯ ИНЕРЦИОННЫМИ ОДНОФОТОННЫМИ ФОТОЭМИССИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

5.1 Формулирование цели и исходных предпосылок для моделирования процесса обнаружения оптического излучения аппаратурой с двумя оптическими антеннами и двумя инерционными однофотонными фотоэмиссионными преобразователями

5.2 Разработка модели процесса обнаружения оптического излучения аппаратурой с

двумя оптическими антеннами и двумя инерционными однофотонными

фотоэмиссионными преобразователями

3

5.3 Статистическое моделирование процесса регистрации однофотонных импульсов при приеме не более четырех фотоэлектронов

5.4 Статистическое моделирование процесса регистрации однофотонных импульсов при приеме более четырех фотоэлектронов

5.5 Оценка уровня ложных тревог

5.6 Оценка эффективности обнаружителя оптического излучения при двухканальном приеме и пороговом уровне равном единице

5.7 Сравнительный анализ вероятностей правильного обнаружения при одной и двух оптических антеннах

5.8 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Приложение А. Листинг программы расчета минимального количества суммируемых членов для оценки численных значений условных вероятностей регистрации однофотонных импульсов, вероятности правильного обнаружения и достоверности регистрации с заданной погрешностью вычислений в среде Maple 12 .

Приложение Б. Листинг программы численной оценки вероятности правильного обнаружения одно- и двухканальным регистраторами посредством статистического моделирования в среде Maple 12

ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ

Двухканальный оптический регистратор - регистратор оптического сигнала, включающий в себя две приемные оптические антенны, один или два однофотонных фотоэмиссионных прибора (ОФЭП) и канала обработки, сумматор.

Дискретный счетчик - счетчик, подсчитывающий конечное целое число распознаваемых событий [1].

Импульс темнового тока - импульсы тока в фотодетекторе, возникающие в результате термоэлектронной эмиссии электронов с фотокатода, стенок фотокатодной камеры, динодов умножительной системы, не обусловленный фотодетектированием фотонов.

Инерционность дискретного счетчика - разрешающая способность или минимальное время следования (?сл) - временной интервал между двумя счетными импульсами, при котором не нарушается надежная работа счетчика. Этот параметр определяет максимально допустимую частоту следования счетных импульсов.

Логический сумматор - аналоговое устройство, выполняющее операцию сложения нормированных по амплитуде импульсов, выходным сигналом которого являются нормированные по амплитуде импульсы.

Направляющая оптическая среда - среда, представляющая зеркально-линзовую или волоконно-оптическую систему, предназначенную для подведения оптической энергии от фокуса оптической антенны к однофотонному фотоэмиссионному прибору.

Однофотонный импульс - отклик однофотонного фотоэмиссионного прибора.

Однофотонный счетчик - устройство, осуществляющее подсчет числа однофотонных импульсов за время наблюдения.

Однофотонный фотоэмиссионный прибор - электровакуумный прибор, преобразующий оптическое излучение в электрический сигнал с последующим его усилением и состоящий из фотокатода, динодной умножительной системы и анода. Преобразование оптического излучения в электрический сигнал осуществляется за счет эмиссии электронов с поверхности фотокатода при облучении его оптическим излучением. Усиление происходит вследствие эмиссии вторичных электронов с

поверхностей расположенных друг за другом динодов, на которые подается ускоряющий потенциал.

Оптический сплиттер - устройство для суммирования оптических сигналов от двух и более каналов.

Фотоэлектрон - электрон, высвобожденный из вещества под воздействием внешнего фотоэлектрического эффекта.

Цифровой сумматор - цифровое устройство, выполняющее операцию сложения двух дискретных чисел.

Электронный сумматор - аналоговое устройство, выполняющее операцию сложения откликов однофотонных фотоэмиссионных приборов.

FSO (Free Space Optic) - открытая оптическая система передачи; QKD (Quantum Key Distribution) - квантовое распространение ключа; АД - амплитудный дискриминатор; БОА - блок оптических антенн;

БПООФИ - блок предварительной обработки однофотонных импульсов. Содержит последовательно включенные импульсный усилитель и амплитудный дискриминатор или только амплитудный дискриминатор; ВЭУ - вторичный электронный умножитель; ДС - дискретный счетчик; ИК - инфракрасный; ИСЗ - искусственный спутник Земли; ИТТ - импульс темнового тока; ИУ - импульсный усилитель; КА - космический аппарат; ЛА - летательный аппарат; ЛПС - летно-подъемное средство; ЛС - логический сумматор; ЛСС - лазерная система связи; ЛФД - лавинный фотодиод;

МЭУС - многоканальная электронная умножительная система;

НОС - направляющая оптическая среда;

ОА - оптическая антенна;

ОИ - оптический импульс;

ОЛС - оптическая линия связи;

ОЛСС - открытая лазерная система связи;

ООСП - открытая оптическая система передачи;

ОСС - оптическая система связи;

ОФИ - однофотонный импульс;

ОФР - однофотонный регистратор;

ОФЭП - однофотонный фотоэмиссионный прибор;

СКРК - система квантового распределения ключа;

ТКС - телекоммуникационная система;

ФЭ - фотоэлектрон;

ФЭП - фотоэмиссионный прибор;

ФЭУ - фотоэлектронный умножитель;

ЦС - цифровой сумматор;

ЭС - электронный сумматор.

£ОФЭП - коэффициент пропорциональности, зависящий от количества динодов ОФЭП;

D\nФЭ } - достоверность однофотонной регистрации; ^ОФЭП - коэффициент умножения ОФЭП;

hm - амплитуда однофотонного импульса (ОФИ) на нагрузочном сопротивлении;

j - число зарегистрированных однофотонных импульсов; пАд - число нормированных по амплитуде импульсов; Ад - число динодов ОФЭП;

Идс - число импульсов подсчитанных дискретным счетчиком за время тизм; пОФИ - число однофотонных импульсов за время тизм; пОФЭП - число откликов ОФЭП; ппор - пороговое значение;

Ас - число сигнальных фотонов принятых за время измерения;

ЫС - среднее число сигнальных фотонов принятых за время измерения; Аф - число фотонов принятых за время измерения;

ЫФ - среднее число фотонов принятых за время измерения;

пФЭ - число фотоэлектронов сгенерированных фотокатодом ОФЭП за время измерения;

пФЭ - среднее число сгенерированных фотоэлектронов катодом ОФЭП за время измерения;

Р{)\п} - условная вероятность регистрации j ОФИ из пФЭ поступивших ФЭ;

РЛТ - вероятность ложной тревоги;

Робн - вероятность обнаружения;

Рпр.сч - вероятность правильного счета;

Рпроп - вероятность пропуска;

- момент появления фотоэлектрона; и0 - минимальное значение провала между откликами; иАД - уровень амплитудной дискриминации;

иАД.Н - нормированный относительно амплитуды импульса уровень амплитудной дискриминации;

а - обобщенный параметр, учитывающий параметры сигнала, инерционность ОФЭП и тракта обработки;

адС - обобщенный параметр, учитывающий инерционность дискретного счетчика;

аОФЭП - обобщенный параметр, учитывающий инерционность ОФЭП; а^дСКР - минимальный временной зазор между счетными импульсами для раздельной регистрации ОФИ;

Д^ - минимальное временное разнесение моментов появления двух фотоэлектронов для раздельной регистрации счетчиком фотонов;

Д^Ф^.ет - минимальный временной зазор между моментами появления ФЭ для раздельной регистрации ОФИ; к - длина волны излучения;

тд - постоянная времени пролета электронами между двумя соседними динодами;

тЗ - временной зазор между импульсами; тизм - время измерения; Тимп - длительность оптического импульса; Попт - ширина спектра оптического излучения; ПОФЭП - полоса пропускания ОФЭП.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование двухканального приемника оптических импульсов в режиме счета фотонов для систем вхождения в связь с летательными (мобильными) аппаратами»

ВВЕДЕНИЕ

Развитие телекоммуникационных систем (ТКС) нового поколения основывается на использовании широкополосных и сверхширокополосных сигналов с большой информационной емкостью. В системах связи с расширением полосы частот несущих сигналов увеличивается скорость передачи информации и повышается устойчивость работы систем при наличии возмущающих факторов [2].

Задача создания высокоскоростных систем передачи информации (более 1 Гбит/с) решается переходом в оптический диапазон волн. Оптическая связь позволяет не только существенно увеличить скорость передачи, но и повысить помехозащищенность передаваемых сообщений, а также снизить габариты приемопередающих устройств, сохраняя при этом большие коэффициенты усиления антенн и снижая чувствительность к влиянию атмосферы.

В оптических системах связи (ОСС) широкое распространение находят не только открытые (атмосферные, космические), но и закрытые (световодные) каналы передачи информации.

Открытые наземные оптические линии связи (ОЛС) находят широкое применение в междугородней и внутригородской связи устраняя ограничения на ширину полосы пропускания. Примером может послужить функционирующая в Москве с шестидесятых годов прошлого века оптическая связь между почтамтами. В Мюнхене (ФРГ) работает ОЛС между двумя предприятиями фирмы Siemens. Специалистами фирмы NEG (Япония) реализована двусторонняя ОЛС между городами Тамагавой и Иокогамой [3, 4]. Достаточно большое внимание уделяется разработке ОЛС и другими фирмами России, Японии, Германии, США и других.

Анализ атмосферных ОЛС систем связи на основе ОЛС свидетельствует о возможности их функционирования практически в любое время года с вероятностью появления ошибок не более 10-6 [5].

В последние десятилетия достаточно настойчиво изучается вопрос об использовании открытых оптических систем передачи (ООСП) для глобальной космической связи между такими объектами как Земля - Луна, космический аппарат (КА) - КА, орбитальная станция - Луна, искусственный спутник Земли (ИСЗ) - ИСЗ и т.п. [3 - 9]. Подтверждением этому служит проведение двумя ведомствами ВКС и

США - НАСА долгосрочных программ разработки двусторонней ОЛС "Космос -Земля", "Земля - Самолет", "Lasercom". Наибольшего продвижения в этом направлении добился консорциум из 23 Европейских фирм 10 стран, работающий над проектом SILEX, предусматривающем создание ОЛС между геостационарными ИСЗ, а также между геостационарным и низкоорбитальным ИСЗ. Система функционирует совместно с радиоканалом наземная станция - ИСЗ [3, 5, 10]. Проблема создания ОЛС для космических целей достаточно актуальна и для России. Согласно новой военной доктрины в вооруженных силах возрастает роль средств связи, защищенных от организованных помех и несанкционированного доступа.

Создание космических ОЛС связано с решением множества проблем, среди которых выделяются задачи пространственного поиска, обнаружения и сопровождения корреспондента. Действительно, главное преимущество оптического диапазона - высокая направленность излучения - вызывает необходимость решения сложной задачи вхождения в связь, состоящей во взаимном нацеливании антенн приемно-передающих комплексов. Под поиском корреспондента понимается процесс целенаправленного обследования приемной аппаратурой определенной области пространства (контролируемого поля) для обнаружения источника полезного излучения, а под обнаружением - получение информации о пространственном местонахождении источника оптического излучения путем установления с ним прямого энергетического контакта [11 - 15].

Как правило, к моменту начала вхождения в связь имеется информация о моменте появления сигнала и о предполагаемом начальном положении корреспондента. Эта информация может быть получена бортовыми комплексами автономно или во взаимодействии с наземными центрами. Действительное направление на корреспондента отличается от расчетного из-за ошибок прогнозирования движения объектов, а также в результате действия частично или полностью не учитываемых при прогнозировании полета объекта источников различных возмущающих сил [16].

Вопросам стратегии и тактики пространственного поиска источников полезного оптического излучения уделено достаточно много внимания в литературе, в частности в [11, 16 - 19]. Однако остается актуальным вопрос о

степени влияния параметров узлов поисковой (приемной) аппаратуры на качество работы всей оптической информационной системы.

Предельные параметры приемной аппаратуры удается получить при использовании однофотонных фотоприемников, работающих в режиме счета отдельных фотонов. Работа оптических систем связи в режиме счета фотонов позволяет не только обнаруживать и принимать сигналы при больших расстояниях между корреспондентами, но и значительно повысить их защищенность от несанкционированного доступа.

Актуально использование оптических телекоммуникационных систем в коммерческих целях. Так, при работе системы связи на малых расстояниях использование режима счета фотонов позволяет значительно уменьшать мощность передатчика, что, в свою очередь, повышает скрытность передаваемых данных, так как для перехвата информации, в этом случае, требуется применять специальные фотоприемники [5].

Одним из важнейших требований, предъявляемых к современным ТКС, является обеспечение скрытности и конфиденциальности связи. Существует ряд работ, например [20, 21], в которых предложены методы защиты систем связи от несанкционированного доступа. Такие методы, в основном, основаны на передаче отдельных фотонов. Так, в работе английских ученых [21] передача информации осуществляется лазером, генерирующим импульсы оптического излучения настолько малой длительности, что в пределах каждого импульса содержится один фотон. Длительность импульсов лазера при такой передаче информации составляет не более единиц пикосекунд, что позволяет создать информационные системы со скоростью передачи данных в тысячи гигабит в секунду.

Бурное развитие квантовых технологий привело к появлению квантово-криптографических систем [22]. В подобных системах используется новый алгоритм шифрования - генерация секретного ключа при помощи квантовой криптографии (QKD-система - система квантового распределения ключа (Quantum Key Distribution)). Передача, как секретного ключа, так и самих данных осуществляется отдельными фотонами, находящимися в состоянии прямолинейной или диагональной поляризации. Перехват подобного сообщения неизбежно ведет к

внесению в него искажений согласно принципу неопределенности Гейзенберга, что может быть сразу обнаружено авторизованными пользователями.

Одним из важнейших элементов, определяющих чувствительность и энергетический потенциал оптической информационной системы, является приемная аппаратура [11, 23]. Как правило, сигнал на выходе приемника оптического излучения появляется лишь при регистрации группы фотонов, что ограничивает чувствительность приемника и приводит к утрате информации о статистической структуре оптического сигнала. Для регистрации слабых световых потоков (10-19...10-12 Вт) наиболее чувствительными и точными являются однофотонные регистраторы (ОФР), работающие в режиме счета отдельных фотонов [24, 25].

Применение метода счета фотонов, фотоэлектронов (ФЭ) или однофотонных импульсов (ОФИ) эквивалентно, так называемому, энергетическому приему, основанному на измерении и фиксации элементарных порций энергии, заключенных в сигнале [25]. Действительно, каждый единичный ФЭ генерирует в однофотонном фотоприемнике заряд Ge0, который на аноде с распределенной емкостью С генерирует импульс напряжения e0G/C. Здесь e0 = 1,6-10-19 Кл - заряд электрона, G -средний коэффициент умножения вторичного электронного умножителя (ВЭУ). Для типовых значений С = 15 пФ и G = 106 напряжение составляет 10 мВ, что вполне достаточно для запуска быстродействующего дискриминатора, формирующего ТТЛ-нормированный импульс для счетчика или цифро-аналогового преобразователя. Если распределенная емкость анода успевает разрядиться через нагрузку до прихода следующей лавины электронов, то регистрируются неперекрывающиеся ОФИ, реализуя счетный режим работы аппаратуры.

По сравнению с аналоговым методом измерения анодного тока счетный метод имеет следующие преимущества [24, 25]:

- флуктуации коэффициента умножения, которые определяют шум в аналоговом методе, здесь не важны, так как каждый ФЭ преобразуется амплитудным дискриминатором (АД) в нормированный импульс с длительностью, которая зависит от времени превышения анодным импульсом порога дискриминации;

- темновой ток, определяемый тепловыми электронами с различных динодов, может быть ослаблен выбором порога дискриминации. Такой отсев практически приемлем в фотоэлектронных умножителях (ФЭУ) с высоким коэффициентом вторичной эмиссии первого динода;

- токи утечки между проводниками в ФЭУ способствуют шуму при аналоговом методе, но не чувствительны АД;

- импульсная форма сигнала предпочтительнее для последующей обработки. Импульсы АД могут быть поданы непосредственно в дискретный счетчик (ДС), который анализирует информацию;

- счет фотонов может производиться в течение длительного времени.

Немаловажным достоинством использования счетного метода регистрации

фотонов, является то, что информация об интенсивности оптического потока выражается в числе зарегистрированных импульсов. Методы преобразования информации, представляемой в виде последовательности счетных импульсов, отличаются большим разнообразием и высокой точностью, стабильностью и большой емкостью памяти.

Патентные исследования [26], посвященные регистраторам слабых световых сигналов, дают ретроспективность изобретений с 1968 г. Анализ динамики патентования по проблеме регистрации слабых световых сигналов и ее применении в различных сферах науки и техники, проведенный по 2015 год, говорит об устойчивом интересе ученых и научных центров России и разных стран мира к данной тематике.

Анализ показывает, что регистрация оптических потоков методом счета отдельных фотонов непрерывно развивается, главным образом, в двух направлениях: расширяется область применения метода и повышается эффективность регистрации в результате разработки новых однофотонных фотодетекторов и использования способов увеличивающих чувствительность фотодетекторов и расширяющих динамический диапазон регистрируемых световых сигналов.

Решению задач однофотонной регистрации оптического излучения

посвятили многие свои работы такие видные отечественные ученые, как

Ветохин С.С., Шубников Е.Н., Шереметьев А.Г., Оганесян А.В., Бычков С.И.,

15

Казарян С.А., Щелкунов К.Н., Гулаков Н.Р., Перцев А.Н. и многие другие. В ЮФУ проблемам однофотонной регистрации оптического излучения посвящены работы профессора Румянцева К.Е. [5, 11, 27 - 32].

В существующих атмосферных оптических информационных системах для передачи данных преимущественно используется ближний инфракрасный (ИК) диапазон волн (0,8 - 3,3 мкм) [33 - 35]. Это связано с тем, что именно в этом диапазоне волн находятся "окна прозрачности" атмосферы и кварцевых оптических волокон с малыми потерями. В этом случае в качестве фотоприемной аппаратуры используются фототранзисторы, фотодиоды и лавинные фотодиоды (ЛФД). Однако эти фотоприемники обладают рядом недостатков по сравнению с вакуумными фотоприемниками типа ФЭУ, диссекторов и фотоэмиссионных приборов (ФЭП) с многоканальной электронной умножительной системой (МЭУС), чувствительность которых на несколько порядков выше [24, 35]. Применение же вакуумных фотоприемников для детектирования излучений ИК диапазона до недавнего времени было весьма ограничено вследствие того, что их максимальная спектральная чувствительность находилась в видимом диапазоне волн (порядка 0,3 - 0,7 мкм) [23].

Таким образом, актуальным является исследование возможности применения метода счета фотонов в телекоммуникационных системах нового поколения [36]. Метод счета фотонов наиболее применим для сигналов видимого диапазона волн. Использование именно этого диапазона позволяет как дополнительно увеличить широкополосность (по сравнению с ИК излучением), так и применять в качестве фотоприемной аппаратуры вакуумные однофотонные ФЭП, типа ФЭУ, диссекторы, ФЭП с МЭУС, являющиеся на данный момент самыми чувствительными и малошумящими устройствами [24, 25]. Также применение метода счета фотонов позволяет значительно повысить защищенность передаваемой информации по оптическим каналам связи ввиду скрытности самого факта передачи.

1 Актуальность исследований

Для реализации предельных характеристик работы оптических

телекоммуникационных систем и для обеспечения высокой точности регистрации

оптического излучения в системах лазерной связи (а также в системах вхождения в

16

связь) фотоприемный канал должен работать в однофотонном режиме, раздельно регистрируя каждый акт преобразования фотонов в фотоэлектрон. Последнее предполагает применение в качестве фотоприемной аппаратуры высокочувствительных однофотонных счетчиков [11, 24, 25].

Следует учитывать, что основной областью применения однофотонных счетчиков являются сцинтилляционная техника, ядерная физика, биофизика, астрофизика и т.п. Здесь требуется зарегистрировать среднюю интенсивность весьма слабых световых потоков, что позволяет проводить длительное временное измерение. В связи с этим основные исследования были направлены на изучение точности измерения средней интенсивности излучения [27].

Другая особенность этих счетчиков состоит в возможности, в силу измерения потоков ФЭ слабой интенсивности, применять инерционные однофотонные фотоприемники, справедливо полагая, что вероятность наложения ОФИ весьма мала. В случае применения однофотонных счетчиков для регистрации импульсного излучения в системах лазерной связи приходится учитывать, что здесь скорость поступления "сигнальных" и фоновых ФЭ значительно превосходит скорость поступления импульсов темнового тока (в десять и более раз). Здесь за время в десятки и менее наносекунд необходимо зарегистрировать, в среднем, 3...6 ФЭ. Действительно, счетчики фотонов, применяемые ранее, способны регистрировать световые сигналы с интенсивностью потока ФЭ до 3-10 импульсов/с (частотой 300 МГц). Следовательно, подобные регистраторы (однофотонные счетчики) могут быть успешно использованы лишь в том случае, если за длительность измерения (длительность импульса лазера), например 10 нс, будет приниматься в среднем 3 ФЭ. При этом увеличение скорости поступления фотонов будет сопровождаться падением точности регистрации и, как следствие, резким ухудшением характеристик приемной аппаратуры [37 - 40].

В поисковой аппаратуре систем вхождения в связь время наблюдения пространственного элемента разложения ограничено, а среднее число регистрируемых за длительность светового импульса ФЭ велико [11]. Следовательно, существующие в литературе рекомендации по уменьшению погрешности измерения средней интенсивности потока здесь также не приемлемы

[28 - 30]. Это приводит к некоторым особенностям обработки информации, отличающимся от известных.

Сравнительно низкий предел максимального числа регистрируемых фотонов в системах оптической связи вызван как недостаточно высокими частотными и временными параметрами однофотонных фотоприемников, так и несовершенностью обработки сигнала в однофотонных счетчиках. Авторами ряда работ (Румянцев К.Е., Холондырев С.В., Ветохин С.С. и др.) установлено, что существующие отечественные сканирующие фотоприемники не обладают достаточной широкополосностью для обеспечения должного временного разрешения однофотонных импульсов при использовании в однофотонной регистрирующей аппаратуре [28 - 30, 41 - 43].

В практике инженерного проектирования и применения приемных устройств оптических систем связи всегда интересует их результирующая эффективность. Важнейшей и наиболее широко распространенной мерой оценки эффективности работы фотоприемных устройств является вероятность ошибочного приема дискретного символа за длительность импульса излучения. В системах же вхождения в связь наибольший интерес представляют рабочие характеристики приемной аппаратуры, позволяющие оценивать вероятности ложного обнаружения и пропуска источников полезного излучения [11]. Немаловажным аспектом при эксплуатации ОСС является ее масса, что особенно актуально при установке такой системы на летательный, в том числе космический или мобильный аппарат.

Существует большое количество работ, посвященных оценке эффективности оптических телекоммуникационных систем и нахождению рабочих характеристик оптимальных приемников систем вхождения в связь, работающих в условиях действия возмущающих факторов в открытых (атмосферных, космических) оптических каналах [11]. Однако реальные параметры однофотонных счетчиков существенно сказываются на эффективности оптических информационных систем.

В системах вхождения в связь задачей фотоприемного устройства является

обнаружение источника полезного импульсного сигнала и установление с ним

прямого энергетического контакта. Оптимальный приемник оптического излучения

представляет устройство, подсчитывающее число ФЭ за время наблюдения

пространственного элемента разложения тимп и сравнивающее его с пороговым

18

дискретным значением ппор, зависящим как от выбранного критерия обнаружения, так и от средних интенсивностей сигнальных и фоновых ФЭ. Это позволяет значительно уменьшить вредное влияние атмосферы по сравнению с аналоговыми методами модуляции. Принимается решение о наличии полезного сигнала, если подсчитанное количество однофотонных импульсов окажется больше порога [11, 41 - 47]. На практике для достижения приемлемого значения полной вероятности ошибки приходится выставлять порог на уровне ппор = 2.. .6 при длительности оптического импульса тимп = 10 нс.

Существует большое количество работ, посвященных оценке эффективности приемников, работающих по критерию Неймана-Пирсона, для оптических систем связи и систем вхождения в связь в условиях действия пуассоновских и тепловых шумов (например, [11, 17, 44 - 47]). Однако в них не дается оценка влияния инерционности узлов фотоприемной аппаратуры на ошибку, возникающую при передаче данных, и предполагается использование идеальных однофотонных счетчиков, способных зарегистрировать все сгенерированные ФЭ (под генерированием понимается акт высвобождения ФЭ с поверхности фотокатода ФЭП в результате внешнего фотоэффекта).

Если учесть, что вся информация о количестве сгенерированных ФЭ заложена в количестве ОФИ на выходе однофотонного фотоэмиссионного прибора (ОФЭП), то для уменьшения ошибок, возникающих при приеме информации в оптических телекоммуникационных системах, работающих в режиме счета фотонов, необходимо обеспечение точного подсчета количества ОФИ за фиксированное время.

В связи с этим актуальной и закономерной является задача количественной оценки эффективности оптических информационных систем при передаче данных отдельными фотонами и разработка оптических регистраторов (однофотонных счетчиков), позволяющих значительно расширить динамический диапазон в сторону приема более интенсивных излучений без заметного ухудшения качества всей приемной аппаратуры оптических ТКС.

Все вышеизложенное определяет актуальность исследований диссертационной работы, которые направлены на поиск принципов уменьшения

массы оптических систем связи с сохранением их эффективности приема, особенно при расположении их на мобильных (летательных, космических) аппаратах.

2 Предмет, цель и рамки исследований. Формулировка научной задачи

Целью исследований является сохранение эффективности приема обнаружителя оптических импульсов, работающего в режиме счета фотонов, для подсистем вхождения в связь с летательными (мобильными) аппаратами при снижении массы антенного комплекса.

Для достижения поставленной цели решаются следующие частные задачи:

- анализируются особенности функционирования оптических телекоммуникационных систем мобильной связи при передаче данных отдельными фотонами с позиции минимизации массы приемного антенного комплекса;

- исследуется канал обработки потока однофотонных импульсов для оценки влияния инерционности ОФЭП и ДС на вероятностные характеристики и достоверность однофотонной регистрации одноканального обнаружителя;

- разрабатывается структура комплекса для приема импульсного оптического излучения с двумя оптическими антеннами, и исследуются вероятностные характеристики двухканального обнаружителя для сравнительной оценки эффективности с одноканальной системой при условии сохранения неизменной площади приема;

- моделируется процесс обнаружения импульсного оптического излучения в режиме счета фотонов для сравнительного анализа одно- и двухканального обнаружителей при снятии ограничения на форму отклика ОФЭП с целью подтверждения теоретических результатов и возможности использования аналитических соотношений для инженерных расчетов вероятностных характеристик однофотонных регистраторов и эффективности обнаружения.

Научная задача - развитие теории приема и обработки оптических сигналов в системах вхождения в связь, предусматривающих прием на две оптические антенны и использование инерционных ОФЭП и электронного тракта обработки.

Объектом исследования является подсистема вхождения в связь для открытых лазерных систем связи (ОЛСС), работающая в режиме счета фотонов.

Предметом исследования является разработка и анализ двухканального обнаружителя импульсного оптического излучения в режиме счета фотонов с двумя

20

оптическими антеннами при сохранении неизменной эффективности приема по сравнению с одноканальной системой, но при меньшей массе приемного антенного комплекса.

Методы исследования, применяемые для решения поставленных задач:

- методы теории вероятностей и математической статистики при выводе аналитических выражений для оценки влияния инерционности аппаратуры на вероятностные характеристики регистраторов;

- методы теории обнаружения и приема оптических сигналов для анализа двухканального обнаружителя;

- статистическое моделирование и вычислительный эксперимент для доказательства эффективности предлагаемых алгоритмов.

3 Научная новизна, практическая значимость, достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций и основные положения, выносимые на защиту

Научную новизну работы составляют:

- развит математический аппарат, базирующийся на трапецеидальной аппроксимации формы ОФИ, на основе которого получены аналитические выражения для оценки условных вероятностей Р{ЦпФЭ} регистрации _/ ОФИ при генерации пФЭ ФЭ инерционными однофотонными преобразователями с учетом необходимого минимального временного зазора между счетными импульсами;

- получены выражения для оценки вероятности правильного обнаружения одно- и двухканальным обнаружителями, работающими в режиме счета фотонов, с учетом инерционности как опто-электронного преобразователя, так и тракта обработки;

- обоснована структура обнаружителя, отличающаяся от одноканальной тем, что при сохранении неизменной эффективности приема обеспечивает уменьшение массогабаритных показателей приемного антенного комплекса;

- разработан алгоритм позволяющий рассчитывать численные значения условных вероятностей Р{/'|пФЭ}регистрации _/ ОФИ из пФЭ сгенерированных ФЭ катодом инерционного ОФЭП, вероятности правильного обнаружения и достоверности регистрации с ограничением количества суммируемых членов с

заданной погрешностью вычислений и оценивать эффективность работы оптических телекоммуникационных систем при передаче данных отдельными фотонами;

- разработан алгоритм работы двухканального однофотонного регистратора ОФИ, позволяющий оценивать эффективность оптических систем при передаче данных фотонами с учетом инерционности ОФЭП и тракта обработки.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в следующем:

- предложен вариант технического решения системы вхождения в связь с использованием двухканального обнаружителя оптических импульсов работающего в режиме счета фотонов и позволяющего существенно снизить массу приемного антенного комплекса ОЛСС, устанавливаемой на мобильных (летательных) аппаратах. В примере показано, что масса приемного антенного комплекса, состоящего из двух оптических антенн (ОА), может быть уменьшена более чем в 5 раз по сравнению с массой комплекса на основе одной приемной антенны при сохранении эффективности приема;

- сформулированы требования к выбору пороговых уровней с точки зрения максимизации вероятности правильной регистрации ФЭ с учетом инерционности ОФЭП и ДС;

- разработаны программные средства для обработки потока ОФИ, реализующие алгоритм работы двухканального однофотонного регистратора;

- применение предложенной двухканальной системы регистрации ОФИ в оптических информационных системах, работающих в режиме счета фотонов, позволяет значительно повысить их эффективность, а также расширить динамический диапазон в сторону приема как более слабых, так и более интенсивных засветок. Так, при неизменной инерционности узлов обработки получен значительный выигрыш в вероятности пропуска сигнала. Например, при пороге обнаружения 3, среднем числе ФЭ за длительность оптического импульса 10 и значении обобщенного параметра а = 0,1 выигрыш превышает 11 раз и растет с увеличением среднего числа ФЭ за длительность оптического импульса;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Амплиев, Андрей Евгеньевич, 2016 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ГОСТ Р 52292-2004. Информационная технология. Электронный обмен информацией. Термины и определения.

2. Гуляев Ю.В. и др. Широкополосные телекоммуникационные средства с кодовым разделением каналов на основе хаотических сигналов // Радиотехника. -2002. - № 10. - С. 3 - 15.

3. Исследование принципов построения широкополосных атмосферных систем обмена информацией в оптическом диапазоне длин волн: Промеж. отчет о НИР по теме "Исследование и разработка способов приема широкополосных сигналов". / ТРТУ; Рук-ль Денисов О.Н. №ГР 80010038. Инв.№ 0285.0 074205. Таганрог, 1985.

4. Concellieri G., Chiaraluce F., Gambi E. PPM transmission over a photon counting channel: Comparison among various transmission formats // Eur. Trans. Telecommun. - 1996. - V.7, №4. - P. 359 - 376.

5. Румянцев К.Е. Защищенные атмосферные лазерные системы связи. -Таганрог: ТРТУ, 1998. - 60 с.

6. Лазарев Л.П. Оптико-электронные приборы наведения летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1984. - 478 с.

7. Nagaraja R., Dzurko K. Data-link components meet satellite requirements // Laser Focus World. - 1996. - V.32, №11. - P. 117 - 126.

8. Rapp C., Giggenbach D., Schex A. Optische Nachrichtenubertragung im Weltraum // DLR-Nachr. - 1996. - №82. - P. 11 - 13.

9. Tolker-Nielsen T., Guillen J.-C., "SILEX: The First European Optical Communication Terminal in Orbit," ESA Bulletin No 96, Nov. 1998.

10. Мохов В. Впервые спутники «общались» с помощью лазера // Новости космонавтики. - 2002. - № 1 (228) - С. 34.

11. Бычков С.И., Румянцев К.Е. Поиск и обнаружение оптических сигналов. Монография. / Под. ред. К.Е. Румянцева. - М.: Радио и связь., Таганрог: ТРТУ, 2000. - 282 с.

12. Ковтун В.С. и др. Космические системы связи разработки ракетно-космической корпорации «Энергия» имени С.П. Королева // Космическая техника и технологии. - 2015. - № 2 (9) - С. 3 - 24.

13. Вишнеков В.Е., Кравец В.Г. Перспективы использования опыта разработки и эксплуатации системы связи со станцией «Мир» и кораблем «Буран» для Российского сегмента Международной космической станции // Космическая техника и технологии. - 2013. - №3 - С. 66 - 74.

14. Королев Б.В. Технология работы космической оптической линии связи для повышения оперативности управления и получения информации потребителем в процессе функционирования космических средств // Космическая техника и технологии. - 2014. - № 1 (4) - С. 39 - 48.

15. Российский космический эксперимент «Система лазерной связи» (КЭ «СЛС») [Электронный ресурс]: Новости ВПК [сайт]. - 27.09.2013. - Режим доступа: http://vpk.name/news/97641_rossiiskii_kosmicheskii_eksperiment_sistema_lazernoi_svya zi_ke_sls.html

16. Минаев И.В. и др. Лазерные информационные системы космических аппаратов. - М.: Машиностроение, 1981. - 272 с.

17. Шереметьев А.Г. Статистическая теория лазерной связи. - М.: Связь, 1971. - 264 с.

18. Катыс Г.П. Оптико-электронная обработка информации. - М.: Машиностроение, 1973. - 447 с.

19. Здор С.У. и др. Оптический поиск и распознавание. - М.: Наука, 1973. -

240 с.

20. Quantum Cryptography // Photonics Spectra. - 1994. - V.28, №9. -P. 48 - 50.

21. Fietcher P. Light pulses sent over optical fibers creat "Invulnerable" eneryption // Electron Des. - 1995. - V.43, №26 - P. 38 - 40.

22. Санько С.С. Квантовая криптография уже на старте // Quanta et Qualia. -2002. - № 47 (http://www.kv.minsk.by/index2002474603.htm).

23. Росс М. Лазерные приемники. - М.: Мир, 1969. - 520 с.

24. Ветохин С.С., Гулаков Н.Р., Перцев А.Н., Резников И.В. Однофотонные фотоприемники - М.: Атомиздат, 1979. - 192 с.

25. Артемьев В.В. Фотоэлектронные счетчики фотонов: Обзор // Оптико-механическая промышленность. - 1974. - №1. - С. 62 - 68.

26. Разработка радиотехнических процессоров на акустооптических, волоконно-оптических и оптоэлектронных структурах: Отчет о патентных исследованиях на уровень техники по теме "Стробируемые регистраторы". Часть 4. Промеж. отчет о НИР 11351 / ТРТУ; Рук-ль Румянцев К.Е. №ГР 01.9.60.004349. Инв. № 02.9.70.001265. Таганрог, 1999.

27. Румянцев К.Е. Однофотонные регистраторы световых сигналов. -Таганрог: ТРТИ, 1991. - 52 с.

28. Румянцев К.Е. и др. Частотные и импульсные характеристики диссекторов // Оптические и оптико-электронные методы обработки изображений и сигналов. - 1982. - С. 183 - 187.

29. Михалков К.В., Румянцев К.Е. Синтез оптимальных параметров астродатчика, работающего в режиме счета фотоэлектронов // Техника средств связи. Сер. Техника телевидения. - 1987. - Вып. 5. - С. 37 - 43.

30. Бычков С.И., Румянцев К.Е. Оптимизация параметров диссекторной системы поиска источников импульсного излучения // Изв. вузов СССР. Сер. Радиоэлектроника. - 1986. - Т.29, №5. - С. 12 - 18.

31. Румянцев К.Е. Достоверность результатов однофотонной регистрации световых потоков // Изв. вузов СССР. Сер. Радиоэлектроника. - 1986 - Т.29, №12. -С. 62 - 65.

32. Румянцев К.Е. Методы регистрации потока однофотонных импульсов // Радиотехника. - 1991. - №3. - С. 75 - 81.

33. Андрушко Л.М. и др. Справочник по волоконно-оптическим линиям связи. / Под. ред. С.В. Свечникова и Л.М. Андрушко. - К.: Тэхника, 1988. - 239 с.

34. Гроднев И.И. Линии связи. - М.: Связь, 1980. - 440 с.

35. Ватутин В.М., Вагин А.И. Волоконно-оптические системы в технике физического эксперимента // Приборы и техника эксперимента. - 1989. - №1. -С. 7 - 36.

36. Злотников К. Фотонные телекоммуникационные сети - новая технология передачи данных // RM Mag. - 1996. - №3 - 4. - С. 8 - 9.

37. Ветохин С.С. и др. Обнаружение слабосветящихся объектов с помощью диссектора, работающего в однофотонном режиме // Оптико-механическая промышленность. - 1975. - №7.

38. Аверкиев В.В. и др. Лабораторный практикум по экспериментальным методам ядерной физики: Учеб. пособие для вузов / Под. ред. К.Г. Финогенова. -М.: Энергоатомиздат, 1986. - 432 с.

39. Шульженко Г.И. и др. Прибор для регистрации распределения потоков частиц и фотонов // Приборы и техника эксперимента. - 1987. - №3. - С. 168 - 170.

40. Бугаенко Л.А. и др. Астрометрия и астрофизика. - Киев: Наукова думка, 1968. - Вып. 1. - 193 с.

41. Перцев А.Н., Писаревский А.Н. Однофотонное характеристики ФЭУ и их применение. - М.: Атомиздат, 1971. - 77 с.

42. Вайнер Ю.Г., Малявкин Л.П., Силькис Э.Г., Титов В.Д. Многоканальная система счёта фотонов для регистрации слабых спектров // Приборы и техника эксперимента. - 1981. - №4. - С. 183.

43. Максумов О.С. Цифровой пульт управления для спектрофотометрии звезд методом счёта фотонов // Приборы и техника эксперимента. - 1983. - №2. -С. 168.

44. Шестов Н.С. Выделение оптических сигналов на фоне случайных помех.

- М.: Сов. радио, 1967. - 348 с.

45. Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов. - М.: Радио и связь, 1983. -

320 с.

46. Гальярди Р.М., Карп Ш. Оптическая связь. Пер. с англ. / Под ред. А.Г. Шереметьева. - М.: Связь, 1978. - 424 с.

47. Коржик В.И., Финк Л.М., Щелкунов К.Н. Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений: Справочник. / Под. ред. Л.М. Финка. - М.: Радио и связь, 1981. - 232 с.

48. Чернышев В.Н., Шереметьев А.Г., Кобзев В.В., Лазеры в системах связи.

- М.:Связь 1966. - 320 с.

49. Пратт В.К., Лазерные системы связи / Пер. с англ. - М.:Связь, 1972. -

232 с.

50. Иевский А.В., Стельмах М.Ф.. Применение лазеров. / Пер. с англ. -М.:Связь, 1974 - 559 с.

51. Оптическая связь в космосе [Электронный ресурс]: Laser-Portal.ru [сайт].

- 2015. - . - Режим доступа: http://www.laser-portal.ru/content_569

52. Космическая лазерная связь установила рекорд скорости [Электронный ресурс]: Computerra.ru [сайт]. - 10.2013. - Режим доступа: http://compulenta.computerra.ru/universe/explore/10009699/

53. Яременко Ю.И. Теоретические основы построения и применения средств связи оптического диапазона. - СПб.: ВАС, 1992. - 300 с.

54. Васильев В.П. Разработка межспутниковых лазерных линий связи. -Техника средств связи. Серия ТРС. - 1990. - Вып. 1. - С. 38 - 42.

55. Гудвин Ф. Действующие лазерные системы связи: Обзор. // ТИИЭР. -1970. - Т. 58, № 10. - С. 365 - 372.

56. Макелрой Дж.К. и др. Системы связи для ближнего космоса, использующие лазеры CO. // ТИИЭР. - 1977. - Т. 65, № 2. - С. 54 - 89.

57. Росс М. и др. Оптическая связь в космосе с использованием лазера на АИГ:Ш. // ТИИЭР. - 1978. - Т. 66, № 3. - С. 5 - 89.

58. Гуляев Ю.Д., Манжура Ю.Г Лазерные космические системы связи. // Зарубежная радиоэлектроника. - 1979, № 9. - С. 38 - 49.

59. Лазерные системы связи. // Иностранная техника и экономика средств связи. - 1987. - Вып. 7 (85). - С. 2.

60. Оптическая связь между самолетами. // Зарубежная техника связи. Серия: Телефония, телеграфия, передача данных (Экспресс-информация ЦНТИ «Информсвязь»). - 1987. - Вып. 3. - С. 12.

61. Ефременко В.В. Оптические линии связи в космосе. // Итоги науки и техники. Серия: Связь. - М.: ВИНИТИ, 1991. - Т. 8. - С. 3 - 23.

62. Robinson C.A. Laser Diode Array Boost Satellite Communications. // Signal.

- 1990. - V. 44, № 7. - P. 33 - 36.

63. Техника электросвязи за рубежом: Справочник. / Л.И. Яковлев,

B.Д. Федоров, Г.В. Дедюкин, А.С. Немировский. - М.: Радио и связь, 1990. -

C. 222 - 249.

64. Рудов Ю.К. Основные направления работы НПО «Дальняя связь». // Электросвязь. - 1991. - №12. - C. 6 - 10.

65. Konidaris S. European Integrated Broadband Communications. Addressed by the RACE Programm. // Proc. of the First Internaional Soviet Fibre Optics Conference. -1991. - V. 1. - P. 15 - 20.

66. Яременко Ю.И. Применение открытых оптических систем передачи в сетях связи. // Информост. Радиоэлектроника и телекоммуникации. - 2005. -№ 1 (37). - С. 35 - 42.

67. Robinson C.A. Solid-State Laser Opens Undersea Observations. // Signal. -1990. -V. 44. - № 7. - P. 27 - 29.

68. Чачин П. Осваиваем ИК-диапазон. // Компьютерная неделя. 1999. -№ 45 (219).

69. Клоков А.В. Беспроводные ИК-технологии, истинное качество «последней мили». // Технологии и средства связи. - 1999. - № 5. - С. 40 - 44.

70. Клоков А.В. Выбрать лучшие из лучших и доступных систем. // ИнформКурьер-Связь. - 2003. - № 8.

71. Кулик Т.К., Прохоров Д.В. Методика сравнительной оценки работоспособности лазерных линий связи. // Технология и средства связи. - 2000. -№ 6. - С. 8 - 10.

72. Дуг А. Новая технология под названием Free Space Optics может решить проблему дефицита пропускной способности. // LAN. - 2001. - № 4.

73. Павлов Н.М. Классификация аппаратуры и методика определения длины АОЛП. // Технологии и средства связи. Специальный выпуск: Системы абонентского доступа. - 2004. - С. 74 - 80.

74. Полезная нагрузка космического_аппарата [Электронный ресурс]: Википедия - Свободная энциклопедия [сайт]. - 07.2014. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Полезная_нагрузка_космического_аппарата

75. Российско-французский проект компании «Старсем» по осуществлению запусков РН «Союз» с космодрома Куру во Французской Гвиане. Center for Arms Control, Energy and Environmental Studies [Электронный ресурс]: Центр по изучению проблем контроля над вооружениями, энергетики и экологии [сайт]. - 10.2014. -

Режим доступа:

http://www.armscontrol.ru/atmtc/space/baikonur_eads_france_paper_publ.htm

76. О запусках российских ракет-носителей "Союз" с космодрома Куру [Электронный ресурс]: Анализ. Прогноз. Комментарии. ИАЦ "Спейс-Информ" [сайт]. - 10.2014. - Режим доступа: http://www.space.com.ua/inform/number44/analiz_prognoz.html

77. Amos-2 [Электронный ресурс]: Теле-Спутник [сайт]. - 02.2004. - Режим доступа: http://www.telesputnik.ru/archive/100/article/59.html

78. Ракеты-носители "Протон" [Электронный ресурс]: Проект "Тихий космос" [сайт]. - 10.2014. - Режим доступа: http://tihiy.fromru.com/Rn/RN_Proton.htm

79. Европа «запустит ракетой» в Россию и США [Электронный ресурс]: GN [сайт]. - 05.2004. - Режим доступа: http://emigration.russie.ru/news/6/5680_1.html

80. Viasat drops Ariane-5 for Lower-Cost Proton Launch [Электронный ресурс]: Space News [сайт]. - 03.2012. - Режим доступа: http ://www. spacenews. com/resource-center/sn_pdfs/SPN_20090316_Mar_2012 .pdf

81. Европа зовет Россию на Марс [Электронный ресурс]: Деловая газета «Известия» [сайт]. - 10.2011. - Режим доступа: http://www.izvestia.ru/news/504020

82. United Launch Alliance. Технические данные РН Атлас V [Электронный ресурс]: Википедия - Свободная энциклопедия [сайт]. - 04.2016. - Режим доступа: https://en.wikipedia.org/wiki/United_Launch_Alliance

83. Space News. U.S. Air Force To Request $1.8 Billion for EELV Program as Costs Skyrocket [Электронный ресурс]: Space News [сайт]. - 01.2014. - Режим доступа: http://www.spacenews.com/military/110114-eelv-program-costs-skyrocket.html

84. Гальперин Д.Ю. и др. Уменьшение веса оптической системы // Оптико-механическая промышленность. - 1976. - № 1.

85. Unated States Patent № 5592320 07.01.1997.

86. Unated States Patent № 5060304 22.10.1991.

87. Румянцев К.Е., Амплиев А.Е. Требования к двоичному счётчику для регистрации потока фотонов // Изв. вузов. Радиоэлектроника. - СПб.: ЛЭТИ. - 2011. - № 5.

88. Гулаков И.Р., Холондырев С.В. Метод счета фотонов в оптико-физических измерениях. - Мн: Университетское, 1989. - 256 с.

89. Одноэлектронные фотоприемники / С.С. Ветохин и др. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 246 с.

90. Устройство ввода лазерного излучения в волокно ^и 2325676)^02В6/26 - оптические средства соединения ^02В 6/36^02В 6/42 имеют преимущество). Авторы патента: Юркин Александр Владимирович ^и) Владельцы патента: Общество с ограниченной ответственностью "ОЛТЕХС" ^и)

91. Румянцев К.Е. Приём и обработка сигналов: Учебное пособие. 2-е доп. -М.: Издательский центр "Академия", 2006. - 528 с.

92. Шубников Е.Н. и др. Времена пролета электронов в ФЭУ // Приборы и техника эксперимента. - 1972. - №1. - С. 158 - 159.

93. Румянцев К.Е., Суковатый А.Н. Методы селекции шумовых одноэлектронных импульсов: обзор. // Радиотехника. - 2004. - №6. - С. 56 - 61.

94. Богданович В.А., Прокофьев В.Н. Несмещенные правила обнаружения оптических сигналов в шумах неизвестной интенсивности // Радиотехника и электроника. - 1973. - №12. - С. 2493 - 2500.

95. Федосеев В.И. О пуассоновской модели сигналов фотоприёмников // Оптико-механическая промышленность. - 1982. - №7. - С. 18 - 20.

96. Румянцев К.Е., Амплиев А.Е. Достоверность однофотонной регистрации в двухканальной оптической системе // Известия Южного федерального университета. Технические науки. - 2012. - № 4 (129). - С. 74 - 79.

97. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. - М.: Наука, 1974. - 832 с.

98. Румянцев К.Е. Тараканов Ю.И. Статистическая модель фотодетектирования в диссекторе. // Элементы приемно-усилительных устройств: Межвуз.научн.сб. - Таганрог: ТРТИ, 1984. - Вып.2. - С. 85 - 87.

99. Рябов В.А. Принципы статистической физики и численное моделирование. - М.: Интеллект, 2014. - 140 с.

100. Бусленко Н.П. Метод статистического моделирования. - М.: Статистика, 1970. - 111 с.

101. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. - М.: Наука, 1968. -

355 с.

102. Дьяконов В.П. Maple 10/11/12/13/14 в математических расчетах. - М.: ДМК-Пресс, 2011. - 800 с.

103. Алексеев Е.Р., Чеснокова О.В. Решение задач вычислительной математики в пакетах Mathcad 12, MATLAB 7, Maple 9. - М.: НТ Пресс, 2006. -492 с.

104. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. - М.: Высшая школа, 1999. - 479 с.

105. Айвозян С.А. Теория вероятностей и прикладная статистика, т. 1. -М.Юнити, 2001. - 656 с.

106. Хамитов Г.П., Ведерникова Т.И. Вероятности и статистика. - Иркутск: БГУЭП, 2006. - 272 с.

107. Карих Е.Д. Оптоэлектроника. - Минск: БГУ, 2000. - 263 с.

108. Каталог 2014 г. [Электронный ресурс]: ET Enterprises [сайт]. - 2014. -Режим доступа: http://www.azimp.ru/suppliers/et-enterprises/

109. Пробники от А до Я. Учебное пособие [Электронный ресурс]: Tektronix [сайт]. - 2013. - Режим доступа: http://www.ru.tek.com/probes

110. Амплиев А.Е., Румянцев К.Е. Вероятностные характеристики однофотонного обнаружителя оптических импульсов // Технические и естественные науки: теория и практика: сборник материалов международных научных e-симпозиумов. Россия, г. Москва, 27-28 марта 2015 г. [Электронный ресурс] / под ред. проф. К.Е. Румянцева. - Электрон. текст. дан. (1 файл 6,8 Мб). - Киров: МЦНИП, 2015. - 276 с. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). - ISBN 978-5-00090-0628. - Загл. с этикетки диска.

111. Лазерные системы космической связи [Электронный ресурс]: MIT Technology Review [сайт]. - 09.2013. - Режим доступа: http://www.popmech.ru/technologies/14662-lazernye-sistemy-kosmicheskoy-svyazi/

112. NASA Moonshot Will Test Laser Communications [Электронный ресурс]: NASA launches a moon satellite this week that will test ultrafast optical data transmission by David Talbot / MIT Technology Review [сайт]. - 09.2013. - Режим доступа: https://www.technologyreview.com/s/518826/nasa-moonshot-will-test-laser-communications/

113. Амплиев А.Е., Румянцев К.Е. Применение многоканальной оптической приемной аппаратуры в защищенных системах лазерной связи // Труды XVII Международного Форума по проблемам науки, техники и образования. / Под. ред. В.А. Малинникова, В.В. Вишневского - М.: Академия наук о Земле, 2013. - С. 119 -121.

114. Амплиев А.Е., Румянцев К.Е. Требования к параметрам функциональных узлов счетчика фотонов // Materialy X mezinârodm vedecko -prakticka konference «Veda a technologie: krok do budoucnosti - 2014». - Dil 29. Matematika.Fyzika.: Praha. Publishing House «Education and Science», 2014. - С. 82 -85.

115. Амплиев А.Е. Варианты реализации оптоэлектронной части двухканального приемника оптического излучения // Сборник материалов Всероссийской молодежной научно-практической конференции: материалы конференции / - Махачкала: АЛЕФ, 2014. - С. 19 - 23.