Введение

Оптический отсекатель — это устройство, периодически прерывающее световой луч. Доступны три типа: вращающиеся дисковые отсекатели с переменной частотой, отсекатели на камертоне с фиксированной частотой и оптические затворы. В 1849 году Ипполит Физо использовал вращающийся дисковый отсекатель в первом неастрономическом измерении скорости света.

Использование в научных лабораториях

Оптические чопперы, как правило, представляющие собой вращающиеся дисковые механические затворы, широко используются в научных лабораториях в сочетании с фазовыми усилителями. Чоппер используется для модуляции интенсивности светового пучка, а фазовый усилитель – для повышения отношения сигнал/шум. Для эффективной работы оптический чоппер должен иметь стабильную скорость вращения. Если основной проблемой является шум 1/f, желательно выбирать максимально возможную частоту модуляции. Она ограничена скоростью вращения двигателя и количеством прорезей во вращающемся диске, что, в свою очередь, определяется радиусом диска и диаметром пучка.

Использование в системах наведения

Чопперы широко использовались в ранних системах наведения ракет и в этой роли иногда называются "искателями сетки". Первое применение было в ракетах класса "воздух-воздух". Фотоэлемент, чувствительный к инфракрасному свету, располагается за чоппером, приводимым в движение синхронным двигателем. При вращении чоппера он периодически перекрывает поле зрения фотоэлемента на цели, создавая серию выходных импульсов. Этот сигнал затем сглаживается для получения синусоидального выходного сигнала, который сравнивается с сигналом управления двигателем. Разница фаз между этими двумя сигналами определяет угол цели относительно заданной точки в сигнале двигателя. Выборка сигнала в двух разных точках напрямую формирует X и Y сигналы ошибки, которые могут управлять органами управления полетом ракеты. Та же базовая система использовалась и в других областях. В ранних МБР использовалась аналогичная чопперная система, подключенная к небольшому телескопу видимого света, для создания звездного трекера, который повышал точность путем измерения углов к одной или нескольким звездам после выхода за пределы атмосферы. Противотанковые ракеты использовали инфракрасный фотоэлемент на пусковой установке для отслеживания факела на ракете, используя X и Y сигналы ошибки для наведения ракеты в линию визирования прицельного телескопа оператора. Эти системы больше не используются в современном оружии, поскольку в основном были заменены системами формирования изображений, предоставляющими гораздо больше информации.

Примеры

Оптические инкрементальные роторные энкодеры являются разновидностью прерывателей. Они используются во многих промышленных машинах. Некоторые ранние системы антиблокировки тормозов использовали роторные энкодеры в качестве датчиков скорости вращения колес. В конце 20-го века оптомеханические компьютерные мыши использовали два энкодера для измерения координат X и Y. Существуют также оптические линейные энкодеры. В ЖК-телевизорах используются миллионы ЖК-затворов, объединенных 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 кажущегося движения на экране. Очки с жидкими кристаллами используются вместе с синхронизированным дисплеем для создания иллюзии трехмерного изображения. Световые сигналы посылаются в море и в аэропортах с помощью сигнальной лампы с ручным затвором.