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] Преобразователь используется для модуляции интенсивности светового луча, а синхронный усилитель используется для улучшения соотношения 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.
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.
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.