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Chopper óptico

Surtido de ruedas chopper

Un cortador óptico es un dispositivo que interrumpe periódicamente un haz de luz . Hay tres tipos disponibles: cortadores de disco giratorio de frecuencia variable, cortadores de diapasón de frecuencia fija y obturadores ópticos. Un cortador de disco giratorio fue utilizado en 1849 por Hippolyte Fizeau en la primera medición no astronómica de la velocidad de la luz .

Uso en laboratorios científicos

Configuración experimental típica

Los cortadores ópticos, generalmente obturadores mecánicos de disco giratorio, se utilizan ampliamente en laboratorios científicos en combinación con amplificadores de bloqueo . [1] El cortador se utiliza para modular la intensidad de un haz de luz, y un amplificador de bloqueo se utiliza para mejorar la relación señal-ruido .

Para que un cortador óptico sea eficaz, debe tener una velocidad de rotación estable. En los casos en los que el ruido 1/f es el problema principal, conviene seleccionar la frecuencia de corte máxima posible. Esto está limitado por la velocidad del motor y la cantidad de ranuras en el disco giratorio, que, a su vez, está limitada por el radio del disco y el diámetro del haz.

Uso en sistemas de guía

Los helicópteros fueron ampliamente utilizados en los primeros sistemas de guía de misiles , y en esta función a veces se los conoce como "buscadores de retícula". [2] Los primeros usos fueron en misiles aire-aire . Una fotocélula sensible a la luz infrarroja se coloca detrás de un helicóptero impulsado por un motor síncrono . A medida que el helicóptero gira, bloquea periódicamente la vista de la fotocélula del avión objetivo, creando una serie de pulsos de salida. Esta señal luego se suaviza para hacer una salida sinusoidal que luego se compara con la señal que impulsa el motor. La diferencia de fase entre estas dos señales revela el ángulo del objetivo en comparación con un punto dado en la señal del motor. El muestreo de la señal en dos puntos diferentes produce directamente señales de error X e Y que pueden controlar los controles de vuelo del misil. [2]

El mismo sistema básico se ha utilizado en otras funciones. Los primeros misiles balísticos intercontinentales utilizaban un sistema de corte similar conectado a un pequeño telescopio de luz visible para producir un rastreador de estrellas que se utilizaba para mejorar la precisión midiendo los ángulos con una o más estrellas una vez que ascendían por encima de la atmósfera. Los misiles antitanque utilizaban una fotocélula infrarroja en el lanzador que rastreaba una bengala en el misil, utilizando las señales de error X e Y para conducir el misil hacia la línea de visión del telescopio de puntería del operador. [2]

Estos sistemas ya no se utilizan en las armas modernas, ya que generalmente han sido reemplazados por sistemas de imágenes que proporcionan mucha más información.

Ejemplos

Los codificadores rotatorios incrementales ópticos son una forma de choppers. Se utilizan en muchas máquinas industriales. Algunos de los primeros sistemas de frenos antibloqueo utilizaban codificadores rotatorios para sensores de velocidad de las ruedas . Los ratones de ordenador optomecánicos de finales del siglo XX utilizaban dos codificadores para la medición de la posición XY. También existen codificadores lineales ópticos .

Los televisores LCD utilizan millones de obturadores LCD combinados con filtros rojos, verdes o azules para controlar el color de los píxeles en la pantalla.

Las cámaras de cine utilizan un obturador óptico para grabar fotogramas individuales de la película. Los proyectores de cine utilizan un obturador óptico sincronizado con los fotogramas de la película para producir el efecto de movimiento aparente en la pantalla de cine.

Las gafas con obturador de cristal líquido se utilizan junto con una pantalla de visualización sincronizada para crear la ilusión de una imagen tridimensional.

En el mar y en los aeropuertos se envían señales luminosas mediante una lámpara de señalización con un obturador accionado manualmente.

Véase también

Referencias

  1. ^ Wolfson R. (1991). "El amplificador lock-in: un experimento estudiantil" (PDF) . Am J Phys . 59 (6): 569–572. Código Bibliográfico :1991AmJPh..59..569W. doi :10.1119/1.16824.
  2. ^ abc Deuerle, Craig (2003). "Buscadores de misiles basados ​​en retícula". En Driggers, Ronald (ed.). Enciclopedia de ingeniería óptica . CRC Press. págs. 2400–2408. ISBN 9780824742522.

Enlaces externos