Regularities of Formation of the Visibility Zone by Active-Pulse Vision Systems with a Relatively Short Duration of the Exposure of the Photodetector

A model for forming a spatial-energy profile (SEP) of the visibility zone for an object stationary relative to the system is proposed. The duration of the photodetector’s strobe pulses (exposure time) is significantly shorter than the duration of laser pulses illuminating the objects. Analytical expressions are derived linking the characteristic distances (points) of the SEP in the visibility zone with the durations of strobe pulses and the uncontrolled technical delay, as well as the parameters of the laser pulses for different temporal shapes. Numerical calculations confirmed the validity of the obtained analytical expressions. It was established and experimentally confirmed that, when moving from the initial point of the visibility zone to the final point, the SEP, taking into account certain patterns, reproduces (displays) the temporal shape of the laser pulse, following from its beginning to its end.

1. И. Л. Гейхман, В. Г. Волков. Основы улучшения видимости в сложных условиях, Москва, ООО “Недра-Бизнесцентр” (1999)

2. В. Е. Карасик, В. М. Орлов. Локационные лазерные системы видения: Учебное пособие, Москва, МГТУ им. Н. Э. Баумана (2013)

3. В. Г. Волков, Б. А. Случак. Науч.-техн. журн. “Контенант”, 15, № 3 (2016) 62—70

4. B. Goehler, P. Lutzmann. Opt. Eng., 56, N 3 (2017) 031203

5. M. Laurenzis, E. Bacher. Appl. Opt., 50, N 21 (2011) 3824—3828

6. X. Wang, Y. Cao, W. Cui, X. Liu, S. Fan, Y. Zhou, Y. Li. Proc. SPIE, 9260 (2014) 92604L

7. D. V. Alant’ev, A. V. Golitsyn, N. A. Seĭfi. J. Opt. Technol., 85, N 6 (2018) 355—358

8. А. А. Golitsyn, N. A. Seyfi. Appl. Phys., N 1 (2018) 78—83

9. V. Kapustin, A. Movchan, M. Kuryachiy, E. Chaldina. J. Phys.: Conf. Ser., 1448 (2020) 01232

10. V. V. Kapustin, A. S. Zahlebin, A. K. Movchan, M. I. Kuryachiy, M. V. Krutikov. Comp. Opt., 46, N 6 (2022) 948—954

11. B. F. Kuntsevich, D. V. Shabrov. Proc. SPIE (2019) 1115910

12. В. А. Горобец, В. В. Кабанов, В. П. Кабашников, Б. Ф. Кунцевич, Н. С. Метельская, Д. В. Шабров. Журн. прикл. спектр., 81, № 2 (2014) 283—291 V. A. Gorobetz, V. V. Kabanov, V. P. Kabashnikov, B. F. Kuntsevich, N. S. Metelskaya, D. V. Shabrov. J. Appl. Spectr., 81 (2014) 279—287.

13. В. А. Горобец, В. В. Кабанов, В. П. Кабашников, Б. Ф. Кунцевич, Н. С. Метельская, Д. В. Шабров. Журн. прикл. спектр., 82, № 1 (2015) 68—75 V. A. Gorobets, V. V. Kabanov, V. P. Kabashnikov, B. F. Kuntsevich, N. S. Metelskaya, D. V. Shabrov. J. Appl. Spectr., 82 (2015) 63—71.

14. Б. Ф. Кунцевич, И. Н. Пучковский, С. С. Шавель, С. Б. Бушук. Успехи прикл. физики, 13, № 1 (2025) 30—46

15. Б. Ф. Кунцевич, И. Н. Пучковский, С. С. Шавель, С. Б. Бушук. Журн. прикл. спектр., 92, № 5 (2025) 823—833 B. F. Kuntsevich, I. N. Puchkouski, S. S. Shavel, S. B. Bushuk. J. Appl. Spectr., 92 (2025) 998—1007.

16. А. В. Денисов, Д. А. Капитонов, А. С. Курников. Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 19, № 5 (2019) 783—789

17. F. Huang, S. Qiu, H. Liu, Y. Liu, P. Wang. Opt. Express, 31, N 16 (2023) 25527—25544

18. Е. В. Зайцева. Оценка чувствительности и разрешающей способности телевизионных датчиков на ПЗС-матрицах, дис. … канд. тех. наук, Томский государственный университет систем управления и радиотехники (2015) 72

19. J. Busck, H. Heiselberg. Appl. Opt., 43, N 24 (2004) 4705—4710

20. X. Wang, Y. Zhou, S. Fan, Y. Liu. Proc. SPIE, 8200 (2011) 82000V-1

21. Z. Xiuda, Y. Huimin, J. Yanbing. Opt. Lett., 33, N 11 (2008) 1219—1221

22. C. Jin, X. Sun, Y. Zhao, Y. Zhang, L. Liu. Opt. Lett., 34, N 22 (2009) 3550—3552