Оптический чоппер

Оптический прерыватель — это устройство, которое периодически прерывает световой луч. Доступны три типа: вращающиеся дисковые прерыватели с регулируемой частотой, камертонные прерыватели с фиксированной частотой и оптические затворы . Вращающийся дисковый измельчитель был использован в 1849 году Ипполитом Физо для первого неастрономического измерения скорости света .

Использование в научных лабораториях

Оптические прерыватели, обычно вращающиеся дисковые механические затворы, широко используются в научных лабораториях в сочетании с синхронными усилителями . ^[1] Прерыватель используется для модуляции интенсивности светового луча, а синхронный усилитель используется для улучшения отношения сигнал/шум .

Чтобы быть эффективным, оптический прерыватель должен иметь стабильную скорость вращения. В случаях, когда основной проблемой является шум 1/f , желательно выбрать максимально возможную частоту прерывания. Это ограничивается скоростью двигателя и количеством пазов во вращающемся диске, которое, в свою очередь, ограничено радиусом диска и диаметром луча.

Использование в системах наведения

Чопперы широко использовались в первых системах наведения ракет , и в этой роли их иногда называют «искателями прицела». ^[2] Самое раннее применение было на ракетах «воздух-воздух» . Фотоэлемент, чувствительный к инфракрасному излучению , расположен позади измельчителя, приводимого в движение синхронным двигателем . По мере вращения вертолета он периодически блокирует обзор целевого самолета фотоэлементом, создавая серию выходных импульсов. Затем этот сигнал сглаживается, образуя синусоидальный выходной сигнал, который затем сравнивается с сигналом, управляющим двигателем. Разница в фазе между этими двумя сигналами показывает угол цели по сравнению с заданной точкой моторного сигнала. Выборка сигнала в двух разных точках напрямую создает сигналы ошибок X и Y , которые могут управлять управлением полетом ракеты. ^[2]

Та же базовая система использовалась и в ряде других ролей. Ранние межконтинентальные баллистические ракеты использовали аналогичную систему вертолета, соединенную с небольшим телескопом видимого света, для создания системы отслеживания звезд , которая использовалась для повышения точности путем измерения углов к одной или нескольким звездам, когда они поднимались над атмосферой. В противотанковых ракетах на пусковой установке использовался инфракрасный фотоэлемент, который отслеживал вспышку на ракете, используя сигналы ошибки X и Y, чтобы направить ракету в зону прямой видимости прицельного телескопа оператора. ^[2]

Эти системы больше не используются в современном оружии, поскольку их обычно заменяют системы визуализации, предоставляющие гораздо больше информации.

Примеры

Оптические инкрементальные поворотные энкодеры представляют собой разновидность чопперов. Они используются во многих промышленных машинах. Некоторые ранние антиблокировочные системы тормозов использовали поворотные энкодеры для датчиков скорости колес . конца 20-го века Оптико-механические компьютерные мыши использовали два энкодера для измерения положения XY. оптические линейные энкодеры Также существуют .

В ЖК-телевизорах используются миллионы ЖК-затворов в сочетании с красными, зелеными или синими фильтрами для управления цветом пикселей на экране.

Кинокамеры используют оптический затвор для записи отдельных кадров фильма. Кинопроекторы используют оптический затвор , синхронизированный с кадрами фильма, для создания эффекта видимого движения на экране фильма.

Очки с жидкокристаллическими затворами используются в сочетании с синхронизированным экраном дисплея для создания иллюзии трехмерного изображения.

Световые сигналы подаются на море и в аэропортах с помощью сигнальной лампы с ручным затвором.

Примеры использования оптических прерывателей

Моряк ВМС США отправляет азбуку Морзе с помощью сигнальной лампы.
Оптико-механическая мышь: 1) перемещение мыши поворачивает шарик 2) Ролики X и Y захватывают шарик и передают движение, 3) Диски оптического кодирования имеют световые отверстия, 4) Инфракрасные светодиоды светятся сквозь диски 5) Датчики собирают световые импульсы для преобразования в векторы X и Y.

См. также

Ссылки

^ Вольфсон Р. (1991). «Синхронный усилитель: студенческий эксперимент» (PDF) . Я Дж. Физ . 59 (6): 569–572. Бибкод : 1991AmJPh..59..569W . дои : 10.1119/1.16824 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Дойерле, Крейг (2003). «Прицельные ракетные ГСН» . В Дриггерс, Рональд (ред.). Энциклопедия оптической техники . ЦРК Пресс. стр. 2400–2408. ISBN 9780824742522 .

Внешние ссылки

Часто задаваемые вопросы по оптическим чопперам.

[1] Вольфсон Р. (1991). «Синхронный усилитель: студенческий эксперимент» (PDF) . Я Дж. Физ . 59 (6): 569–572. Бибкод : 1991AmJPh..59..569W . дои : 10.1119/1.16824 .

[seek-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с Дойерле, Крейг (2003). «Прицельные ракетные ГСН» . В Дриггерс, Рональд (ред.). Энциклопедия оптической техники . ЦРК Пресс. стр. 2400–2408. ISBN 9780824742522 .

[1]

[2]