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BOLETIN OBSERVACION TECNOLOGICA 42

en profundidad sadas eficientes y a un precio razona-ble, y de sensores de imagen de ele-vado ancho de banda (rápidos), con sensibilidad en las correspondientes longitudes de onda. Otros aspectos que dirigen la selección final, son el nivel de iluminación de fondo natural, la transmitancia atmosférica, el albe-do blanco/fondo o blanco/blanco, y la seguridad ocular del láser. La capacidad de los sistemas ran-ge- gated se ve afectada enormemen-te por la relación entre los flujos de radiación de fondo y de láser inciden-tes sobre el blanco. Si bien la radia-ción ambiente natural es útil cuando se emplean sistemas pasivos, no lo es para los activos. La irradiancia del haz láser sobre el blanco y el terreno circundante compiten contra la ilu-minación ambiente, y contribuyen al ruido de fondo. La radiación solar continua reflejada por el blanco y el terreno, retrodisper-sada por la atmósfera, o que fluya di-rectamente sobre el receptor, produ-ce una reducción del rango dinámico al contribuir con fotones que generan una imagen ruidosa. La irradiancia espectral solar directa Esun a 1.55 μm es superior a 0.25 W/ (m2×nm). Si consideramos longitu-des de onda alrededor de 850 nm, el valor neto se sitúa en torno a 0.9 W/ (m2×nm). Un filtro óptico de 100 nm restringe la irradiancia natural a nivel del mar a unos 25 W/m2 y 90 W/m2 a 1.55 μm y 850 nm, respectivamente (ver Figura 3). Durante la noche, la irradiancia de la luna llena está en torno a 1.5·10- 6 W/(m2×nm), y la irradiancia de las estrellas es tan baja como 6·10-8 W/ (m2×nm) a 850 nm. Los láseres pulsados de estado sóli-do a 1.55 μm, con potencia de pico cercanas al MW, y con una diver-gencia entre 1 y 10 mrad, producen irradiancias sobre el blanco suficien-temente elevadas para competir con la irradiancia solar natural en rangos de 10 Km, para 15 Km de visibilidad atmosférica. Las fuentes láser basa-das en matrices de diodos láser como las usadas en longitudes de onda en torno a 850 nm, son capaces de proporcionar únicamente potencias pico entre 1000 W y 5000 W. Estas potencias son solo efectivas a cor-tas distancias y con una divergencia estrecha (Figura 4). En consecuencia, Fig. 3. Espectro solar de referencia ASTM G173-03. (Fuente: gráfica realizada por Indra, a partir de los datos de radiación directa solar y circunsolar de ASTM G173-03 Reference Spectra Derived from SMARTS v. 2.9.2 (http://rredc.nrel.gov/solar/spectra/ am1.5/ASTMG173/ASTMG173.html)). Fig. 4. Irradiancia del láser y solar sobre el blanco. (Fuente: Indra). los sistemas de imagen activos ran-ge- gated en la banda NIR son más efectivos de noche o a distancias cor-tas, mientras que los que trabajan en la banda SWIR pueden operar tanto de día como de noche. La transmisión atmosférica en ambas bandas es ele-vada, siendo superior en el SWIR, y además más inmune a la dispersión. El flujo cuasi estacionario de banda ancha de la radiación óptica que vie-ne del sol, contribuye con fotones que no aportan información. Además de la utilización de láseres de alta potencia, el filtrado temporal y espectral redu-cen los efectos no deseados de la radiación solar. Los tiempos de gate se deben mantener inferiores al mi-crosegundo siempre que sea posible, y la selección adecuada de un filtro espectral paso banda debe restrin-girse a la longitud de onda del láser. A pesar de disponer de un tiempo de gate y de un filtrado espectral apro-piados, en situaciones atmosféricas neblinosas, la energía láser de ida y retorno se absorbe más intensamente en la atmósfera, a la vez que genera mayor retrodispersión, aumentando el ruido de fondo y reduciendo el con-traste y la capacidad de discriminar un blanco. Speckle y centelleo atmosférico La resolución de la imagen de los sis-temas activos se ve degradada por efectos físicos naturales tales como el speckle y el centelleo atmosférico. La naturaleza coherente de la radia-ción láser hace que se produzcan pa-trones de speckle tras su reflexión so-bre la superficie del blanco. El speckle 18 Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 42. Primer trimestre 2014


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