Об оптимальном обнаружении слабых оптических сигналов

Abstract

Счетчики фотонов широко используются в настоящее время в системах обнаружения и измерения слабых световых сигналов. Детекторами таких счетчиков служат фотоэлектронные умножители, диссекторы, лавинные фотодиоды и их сборки. В этих фотодетекторах осуществляется внутреннее умножение первичных фотоэлектронов за счет вторичной электронной эмиссии или лавинный механизм усиления в полупроводнике. Образующиеся на выходе детектора импульсы являются сигналами о приходе фотонов. Вместе с ними на выходе могут появляться импульсы, обусловленные шумами самого фотоприемника или сопровождающим сигнал световым фоном. В работе рассматривается случай оптимального обнаружения слабых оптических сигналов, когда на выходе приемника излучения наблюдается стационарная пуассоновская последовательность импульсов, представляющая собой либо чистый фон, либо смесь полезного сигнала с фоном. В качестве анализируемых данных используется экспоненциальное распределение интервалов между соседними импульсами последовательности. В системах автоматической обработки информации поддержание постоянным уровня ложной тревоги связано с трудностями принципиального характера, вызванными изменениями интенсивности фона. В статье представлен анализ устойчивости показателей качества обнаружения в этих условиях.