Волномеры своими руками: как собрать и настроить резонансный волномер

Жучок на 100-433 МГц на полевом транзисторе

Отличная схема на полевом транзисторе. Показала хорошую стабильность, низкое потребление и очень неплохую чувствительность по звуку. Не содержит дефицитных деталей, легко повторяется.

Приблизительная дальность действия — 150-200 м (в диапазоне 100 МГц чуть меньше — 50-100 м). Это на хороший приемник, само собой. Несущая чистая, без паразитных излучений, хорошая акустическая чувствительность.

Почти все радиодетали — SMD типоразмера 0805. Катушка L1 представляет собой 4.5-5.5 витков провода 0.4-0.5 мм, намотанные на оправке диаметром 4 мм.

Принципиальная схема:
Варианты печатных плат:

Рабочая частота задается параметрами контура L1, C6, C7 (на схеме указаны номиналы для частоты ~100 МГц).

Для повышения рабочей частоты до 400-433 МГц необходимо использовать следующие номиналы: С6 — 6,8 пФ, С7 — 18 пФ, L1 — 2,5 вит провода 0,4-0,5 мм на оправке 2мм, связь с варикапом С5 — 2,2…3,3 пФ. Также имеет смысл уменьшить ёмкость между антенной и стоком до 1-3 пФ.

Микрофон любой миниатюрный электретный (от домофона, китайских магнитол и прочего).

Минус, как правило, соединен с корпусом. Проверять микрофоны следует «продувкой»: включить тестер в режиме измерения сопротивления и подуть в микрофон, если сопротивление меняется, значит он рабочий.

Если есть микрофон от старого телефона Самсунга С100, то берите его — получите очень нехилую чувствительность радиомикрофона (будет слышно каждый шорох).

В качестве антенны — кусок провода длиной в четверть длины волны (на 100 МГц ~70 см, на 400 МГц ~19 см).

Варикап ВВ135 можно заменить на ВВ134. Также можно использовать ВВ133, но тогда придется уменьшить емкость связи с варикапом (на 400 МГц поставить 1,5-2,2 пФ, а на 100 МГц — 5,6-6,8 пФ). Иначе будет перемодуляция.

Транзистор BC847 можно заменить на аналоги: BC846, BC850, MMBTA05, MMBTA06, MMBTA42. Цоколевка у них у всех одна и та же.

Батарейки CR2032 хватает приблизительно на 6-8 часов непрерывной работы (потребляемый схемой ток — 2,5-4 мА). Литий-ионного аккумулятора от мобильника хватит на несколько недель работы.

Радиомикрофон собирается на плате из двустороннего стеклотекстолита толщиной 1.5 мм. Необходимо соединить «землю» с обеих сторон через сквозные отверстия в плате (чем больше, тем лучше). Для уменьшения влияния окружающих предметов на частоту жучка, элементы монтажа можно закрыть экраном высотой 4-6 мм из луженой жести. Для повышения стабильности и увеличения излучаемой мощности для намотки катушки L1 рекомендуется использовать посеребрённый провод.

Собранные радиомикрофоны:

Повторяемость устройства очень хорошая, при правильном и качественном монтаже начинает работать сразу. Нужно только подстроить частоту путем растяжения/сжатия витков катушки L1. Больше никаких настроек не требуется.

Если не заработало — ищите ошибки в монтаже, сопли в пайке, неисправные или не туда запаянные детали. Вполне возможно, что схема работает, просто сигнал не попадает в диапазон вашего приемника. Тут вам очень бы пригодился индикатор поля (волномер).

Гетеродинный индикатор резонанса • Начинающим

Гетеродинный индикатор резонанса для определения резонансной частоты колебательного контура усилителя радиочастоты, элемента антенны радиопередатчика или иной активной колебательной системы обычно используют резонансный волномер. Такой прибор содержит колебательный контур, состоящий из калиброванной катушки индуктивности и образцового конденсатора переменной емкости, снабженного градуированной шкалой. Если колебательную систему связать индуктивно с контуром волномера и перестраивать его по частоте, добиваясь возникновения в нем максимального напряжения радиочастоты, то по шкале волномера можно определить резонансную частоту исследуемой колебательной системы.

В радиолюбительской практике для измерения резонансной частоты пассивной колебательной системы чаще всего применяют гетеродинный индикатор резонанса – ГИР. Он объединяет в себе резонансный волномер и маломощный генератор калиброванной радиочастоты. Колебательный контур волномера ГИРа является одновременно и контуром его гетеродина. С помощью такого измерительного прибора несложно определить резонансную частоту колебательного контура, отрезков соединительных линий, элементов антенн коротковолновых радиостанций. ГИР, кроме этого, можно использовать и как сигнал-генератор.

Гетеродинный индикатор резонанса принципиальная схема приведена на рис.

Его гетеродин выполнен на полевом транзисторе VT1, включенном по схеме с общим истоком. Такой транзистор обеспечивает прибору значительно большую стабильность частоты, чем биполярный. Диод VD1, подсоединенный к выводам затвора и истока транзистора, улучшает форму генерируемого напряжения, приближая ее к синусоидальной. Без диода положительная полуволна тока стока станет искажаться из-за увеличения коэффициента усиления транзистора с повышением напряжения на затворе, что неизбежно приводит к появлению четных гармоник в спектре сигнала гетеродина. Резистор R5 ограничивает ток стока полевого транзистора.

Колебательный контур прибора образуют сменная катушка L1, подключаемая к разъему X1, блок конденсаторов переменной емкости С1 и соединенные с ним последовательно конденсаторы С2, СЗ. Переключают прибор на работу в одном из пяти диапазонов измерения (3…6, 6…10, 8…15,13…25 и 24…35 МГц) включением катушки L1 соответствующей индуктивности.

Через конденсатор С5 напряжение радиочастоты поступает на вход высокочастотного вольтметра-индикатора, состоящего из детектора, диоды VD2 и VD4 которого включены по схеме удвоения напряжения, и усилителя постоянного тока на транзисторе VT2 с микроамперметром РА1 в коллекторной цепи. Диод VD3 стабилизирует образцовое напряжение на диодах VD2, VD4, тем самым повышая чувствительность детектора и стабильность работы усилителя. Переменным резистором R3, объединенным с выключателем питания SA1, устанавливают стрелку микроамперметра РА1 в исходное положение. Дроссель L2 — элемент развязки гетеродина от источника питания по высокой частоте.

Источником питания прибора может быть встроенная в него батарея напряжением 3…9 В (предпочтение следует отдать батарее «Корунд» или аккумуляторной 7 Д-0,1) или внешний сетевой блок питания с таким же выходным напряжением.

В описываемом ГИРе нет дополнительного стабилизатора питающего напряжения, поэтому при работе с ним необходимо пользоваться источником с одним и тем же значением напряжения постоянного тока.

Внешний вид прибора показан в заголовке статьи, а монтаж деталей в корпусе — на рис.

Его корпусом служит латунная хромированная коробка размерами 120x70x45 мм с плотно закрывающейся крышкой. Блок конденсаторов переменной емкости С1, индикатор РА1 и переменный резистор R3 размещены на лицевой стенке корпуса. Конденсаторы С2 и СЗ смонтированы непосредственно на выводах секций блока КПЕ и гнездах разъема X1. Остальные детали, кроме батареи питания, смонтированы на печатной плате (рис.), выполненной из фольгированного стеклотекстолита.

Блок КПЕ, использованный в ГИРе, от малогабаритного радиоприемника «Селга». Конденсаторы С2 и СЗ — КС0-1, С5— КД, С9 и С10—оксидные К52-1Б, остальные — КМ-5. Все постоянные резистора типа МЛТ, переменный R3 с выключателем питания SA1 — СПЗ-4вМ. Диоды КД512А (VD1), КД521Б (VD3) можно заменить на любые другие кремниевые 0,12. Катушка готового дросселя пропитана клеем “Суперцемент”.

Намоточные данные контурной катушки пяти диапазонов измерения приведены в таблице.

Каркасами катушек первых трех диапазонов могут служить отрезки полиэтиленовой изоляции коаксиального кабеля РК-106. Катушки двух последних диапазонов бескаркасные. Катушку диапазона 24…35 МГц желательно намотать медным посеребренным проводом диаметром 1 мм.

Конструктивно каждая контурная катушка размещена в карболитовом корпусе от кварцевого резонатора. Между основанием корпуса и защитным колпаком зажат согнутый из тонкого алюминия уголок, к которому приклеена шкала соответствующего диапазона измерения. Делать одну общую шкалу для всех диапазонов нецелесообразно — при различной плотности перестройки применяемых контуров это затруднит пользование прибором.

На торцевой стенке корпуса укреплена двухгнездная колодка кварцедержателя, в которую и вставляют штыри контурной катушки. Шкала при этом оказывается под ручкой блока КПЕ с указательной стрелкой.

Монтаж высокочастотных цепей и соединений выполнен голым медным посеребренным проводом диаметром 1 мм, низкочастотных — проводом МГШВ.

Налаживание ГИРа

начинают с тщательной проверки правильности всех соединений. Затем в гнезда разъема X1 вставляют контурную катушку любого из диапазонов измерения и включают питание. При этом стрелка микроамперметра РА1 должна отклониться от нулевой отметки. Переменным резистором R3 ее устанавливают на крайнюю правую отметку шкалы. Затем, вращая ручку блока КПЕ из одного крайнего положения в другое, наблюдают небольшое перемещение стрелки прибора. При минимальной емкости КПЕ стрелка должна отклоняться больше вправо, что объясняется повышением добротности контура с повышением частоты генератора.

Шкалы всех диапазонов измерения градуируют, пользуясь, например, калиброванным приемником.

Если в каких-то участках диапазона необходимо повысить точность шкалы, то параллельно катушке подключают слюдяной конденсатор постоянной емкости. Индуктивность контурной катушки и емкость контура с учетом дополнительного конденсатора можно рассчитать по формуле LC=25330/f2 где С — в пикофарадах, L — в микрогенри, f — в мегагерцах.

Определяя резонансную частоту исследуемого контура, к нему возможно ближе подносят катушку ГИРа и, медленно вращая ручку блока КПЕ, следят за показаниями индикатора. Как только его стрелка качнется влево, замечают соответствующее положение указателя на ручке КПЕ. При дальнейшем вращении ручки настройки стрелка прибора возвращается в исходное положение. Та отметка на шкале, где наблюдается максимальный «провал* стрелки, как раз и будет соответствовать резонансной частоте исследуемого контура.

Г. Гвоздицкий по материалам журнала Радио.

Экспериментальные детекторные УКВ-СВЧ приемники — 11 Января 2015 — Блог

Схема приемника, приведенная на рис.1, использует настраиваемую линию в корпусе, спаянном из меди или фольгированного стеклотекстолита.

Рис.1

Катушка L2 содержит 4 витка посеребренного провода. Внутренний диаметр катушки — 12 мм, длина намотки — 12 мм. Отвод сделан от середины. Катушка L1 выполенна в виде одного витка поверх L2. Конденсатор C2 сделан из медной пластинки размером 25х50 мм с тефлоновой прокладкой толщиной 0,125 мм. Можно применить обычный опорный ВЧ конденсатор. Приемник полезен при настройке СВЧ аппаратуры как волномер.

Радиолюбитель UA3ZNW превратил этот приемник в приемник прямого преобразования (рис.2).

Рис.2

Конденсатор С2 — сторона двухстороннего стеклотекстолита из которого был выполнен резонатор. При использовании гетеродина и УНЧ из книги В.Полякова «Приемники прямого преобразования для любительской связи» (М.ДОСААФ 1981 г., с.64) такой приемник обеспечивал гораздо лучший прием, чем приведенный в указанной статье приемник с двухтранзисторным УВЧ на полевых транзисторах КП303! Гетеродин был собран на стенке резонатора. При настройке резонатора на 144 МГц заметно увеличение шума.

Конструкция следующего приемника (рис.3) аналогична предыдущему. Только здесь в качестве контура применен резонатор, выполненный из медной (желательно посеребренной) трубки.

Рис.3

Приемник можно использовать как волномер. Были проведены опыты по приему АМ сигналов в диапазоне 430 МГц. Приемник был укреплен на 5-ти элементной Yagi и обеспечивал уверенный прием до 500…1000 м.

Была предпринята попытка превратить его в приемник прямого преобразования (рис.4).

Рис.4

Гетеродин был выполнен по схеме из «Радио» N 10 за 1981 г., стр.27 на боковой стенке поверхности корпуса. Сам корпус был выполнен из двухстороннего стеклотекстолита. К катушке L2 был подключен усилитель на транзисторе КТ368. Использовались диод КД514, а также транзистор КТ368 в диодном включении.

Приемник показал высокую чувствительность, но низкую стабильность частоты. Очевидно есть смысл попробовать использовать гетеродин с кварцевой стабилизацией. Были проведены эксперименты по превращению его в супергетеродин с ПЧ=90 МГц (использовался перестроенный УКВ блок от радиовещательного приемника). При применении ЧМ в ТХ, приемник с помощью ФАПЧ подстраивался под частоту передатчика. Также была показана высокая чувствительность. 
 

Желаю удачных экспериментов!

Экспериментальный,детекторный приемник,УКВ,СВЧ,из банки,кофе,на диапазон,Мгц,Гарри Литалла,своими руками

RP Photonics Encyclopedia — измерители длины волны, измерители длины волны, интерферометр, спектроскопия с преобразованием Фурье

> буква W> измерители длины волны

можно найти в Руководстве покупателя RP Photonics. Среди них:

Найдите более подробную информацию о поставщиках в конце этой статьи энциклопедии или посетите наш

Вас еще нет в списке? Получите свою запись!

Используя наш рекламный пакет, вы можете разместить свой логотип и далее под описанием продукта.

Определение: приборы для точных измерений длин волн лазера

Альтернативный термин: измерители длины волны

Более общий термин: оптические метрологические приборы

Категории: фотонные устройства, обнаружение и определение характеристик света, оптическая метрология

Как цитировать статью; предложить дополнительную литературу

Автор: Dr.Rüdiger Paschotta

URL: https://www.rp-photonics.com/wavemeters.html

Волномер (или измеритель длины волны ) — это своего рода интерферометр, который используется для точных измерений длины волны лазерных лучей. Существуют разные варианты, в том числе сканирующие волномеры и статические устройства без движущихся частей.

Сканирующий интерферометр Майкельсона

Часто используемый тип измерителя волны основан на интерферометре Майкельсона.На рисунке 1 показана принципиальная установка. Свет от тестируемого оптического источника направляется в интерферометр Майкельсона, при этом длина одного из плеч интерферометра сканируется в определенном диапазоне. Период выходной мощности, регистрируемой фотодетектором, по отношению к изменению длины плеча, затем отражает длину волны. Управление процессом измерения и анализ данных обычно осуществляется с помощью микропроцессорного устройства.

Принцип такого измерителя волны может быть расширен для измерения оптического спектра немонохроматических (= полихроматических) источников (→ спектрометры).По сути, спектр получается путем применения преобразования Фурье к обнаруженной разности мощности в зависимости от разницы в длине плеч. Этот метод называется спектроскопией с преобразованием Фурье .

Различные типы ошибок могут повлиять на точность измерения:

• Смещение длины (например, из-за температурного дрейфа) и дефекты механизма сканирования могут привести к существенным ошибкам. Такие ошибки могут быть в значительной степени устранены путем одновременной регистрации сигнала от стабилизированного эталонного лазера с известной длиной волны.
• Несовершенства или изменения профиля луча могут повлиять на результаты. Поэтому входящий свет обычно пространственно фильтруется, прежде чем попадет в интерферометр. Идеальная фильтрация достигается, когда свет проходит через одномодовое волокно. Для пространственно-многомодовых входов можно использовать своего рода очиститель мод, например, состоящий из точечного отверстия между двумя линзами.
• Точность определения периода колебаний сигнала ограничена шириной диапазона сканирования.
• Для высокоточных устройств могут быть актуальны различные другие эффекты. Например, на результаты могут влиять колебания входной оптической мощности и шум детектора.

В зависимости от качества устройства достигаемая точность определения длины волны может составлять 0,01 нм

Статический интерферометр Физо

Интерферометр Физо (рис. 2) использует две плоские отражающие поверхности с небольшим отклонением от точной параллельности.Например, он может содержать стеклянный клин с небольшим угловым несоответствием в несколько угловых секунд, например, когда передняя поверхность частично отражает, а задняя поверхность полностью отражает. Также существуют реализации с дискретными зеркалами.

Фактически, две копии входного луча накладываются друг на друга под небольшим относительным углом, что приводит к интерференционной картине, период которой зависит от длины волны. Обычно входной пучок сначала проходит через некоторый пространственный фильтр, а коллимированный пучок большого диаметра направляется на интерферометр Физо.

Форма интерференционной картины измеряется, например, с помощью ПЗС-матрицы, а данные обрабатываются с помощью микропроцессора.

Аспекты выбора измерителя волны

Волномеры разных типов могут во многом отличаться:

• Точность варьируется от долей нанометра до намного ниже 1 мкм и может зависеть от длины волны. Не следует путать точность с разрешением: для высокой точности требуется не только высокое разрешение дисплея, но и высокая стабильность установки, включая эталонный лазер.Некоторые устройства имеют процедуру автокалибровки. Для достижения максимальной точности может потребоваться довольно частая калибровка (в крайних случаях один раз в минуту).
• Некоторые волномеры имеют внутренний эталонный лазер, другие используют внешний источник.
• Скорость измерения может быть выше со статическими приборами. Их также легче использовать для измерения длины волны импульсных входов, но некоторые сканирующие интерферометрические устройства также подходят для этой цели.
• Входной свет может быть предоставлен в виде лазерного луча в свободном пространстве или через оптоволоконное соединение.
• Волномеры работают только в ограниченном диапазоне длин волн. Некоторые типы волновомеров лучше других подходят для работы в экстремальных диапазонах длин волн.
• Некоторые волномеры могут отображать не только длину волны, но и ширину линии.
• Различные функции дисплея и программного обеспечения могут сделать использование более удобным. Например, некоторые волномеры могут отображать значения длины волны, волнового числа и оптической частоты.

Альтернативные методы измерения

Волномеры других типов могут быть основаны, например, на интерферометрах Фабри – Перо.

На точность измерения длины волны влияет ряд факторов, таких как искажения волнового фронта луча. Гораздо более высокая точность может быть достигнута с помощью оптических измерений частоты (→ метрология частоты ), которые невосприимчивы к таким эффектам.

Использование измерителя волны обычно более точное, чем измерение длины волны спектрометром. Однако преимущество спектрометра состоит в том, что он также предоставляет информацию об относительных мощностях различных спектральных компонентов.Существуют также волномеры, которые могут действовать как спектрометры, обеспечивая обе функции с высокой точностью.

Поставщики

Справочник покупателя RP Photonics содержит информацию о 23 поставщиках волновомеров. Среди них:

Menlo Systems

Как пионер в области технологии гребенчатой ​​оптической частоты, Menlo Systems предлагает полную линейку продукции от компактной и полностью автоматизированной гребенки SmartComb до сверхмалошумящей оптической гребенки FC1500-ULN ^plus .Наша запатентованная технология синхронизации мод с рисунком 9® обеспечивает низкий уровень фазового шума и долгосрочную надежную работу.

TOPTICA Photonics

Измерители длины волны серии WS позволяют измерять длину волны с высочайшей точностью. Можно исследовать, контролировать и даже активно управлять как непрерывными, так и импульсными лазерами с узкополосным излучением. Доступны различные модели серии WS, охватывающие диапазоны длин волн от УФ до ИК (192 нм — 11 мкм). Основанные на прочной установке интерферометра Физо без каких-либо движущихся компонентов, измерители длины волны обеспечивают почти неограниченный срок службы.Анализаторы спектра LSA и HDSA позволяют использовать многолинейный или широкополосный спектр источников света, таких как непрерывные и импульсные лазеры, газоразрядные лампы, суперлюминесцентные диоды, полупроводниковые лазерные диоды и светодиоды.

Вопросы и комментарии пользователей

Здесь вы можете оставлять вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о приеме на основании определенных критериев. По сути, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы скоро удалили его. (См. Также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личный отзыв или консультацию от автора, пожалуйста, свяжитесь с ним, например по электронной почте.

Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже откажетесь от своего согласия, мы удалим эти данные.) Поскольку ваши материалы сначала проверяются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

Библиография

(Предложите дополнительную литературу!)

См. Также: Интерферометры Майкельсона, спектрометры, частотная метрология, лазерная спектроскопия
и другие статьи в категориях фотонные устройства, обнаружение и определение характеристик света, оптическая метрология

Код для ссылок на других сайтах

Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем веб-сайте, в социальных сетях, дискуссионном форуме, Википедии), вы можете получить здесь требуемый код.

HTML-ссылка на эту статью:

   
 Статья о волновомерах  
 в  
 Энциклопедия фотоники RP   

С изображением для предварительного просмотра (см. Рамку чуть выше):

   
  alt = "article">   

Для Википедии, например в разделе «== Внешние ссылки ==»:

  * [https://www.rp-photonics.com/wavemeters.html 
 статья о «Волнометрах» в энциклопедии RP Photonics]  

Простой спектрофотометр DIY: 8 шагов (с изображениями)

Разделение света

Чтобы иметь возможность выбрать определенную длину волны (цвет света зависит от ее длины волны), нам сначала нужно разделить свет на спектр.

Это можно сделать с помощью дифракционной решетки. Поскольку у большинства людей в доме нет дифракционных решеток, можно использовать и компакт-диск.
Взгляните здесь для получения дополнительной информации.

Обратите внимание, что компакт-диск не дает точного ровного спектра, поэтому он не даст таких точных результатов, как с «настоящей» дифракционной решеткой.

Выбор длины волны

Поскольку мы хотим измерить оптическую плотность образца на определенной длине волны (или, в данном случае, диапазоне длин волн), нам необходимо иметь возможность выбрать определенную часть спектра.

Это может быть выполнено с помощью «щели», то есть листа картона или металла с узкой щелью.

Чтобы выбрать, какая часть спектра проходит через щель, мы можем изменять угол, под которым свет падает на компакт-диск.

Я решил использовать шаговый двигатель, потому что его можно вращать дискретными шагами.

Управление шаговым двигателем

Шаговым двигателем можно легко управлять с помощью платы Arduino. Постройте схему биполярного шагового двигателя, найденную здесь, и используйте включенный в комплект Arduino-code «Spectrostepper».pde », двигателем можно управлять с помощью двух кнопок.

Создайте схему драйвера. Затем добавьте кнопки, подключив одну ножку резистора 2k2 (понижающий резистор) к земле, подключите другую ножку к одной ножке кнопки И к цифровому входу на Arduino.
Затем подключите другую ножку кнопки к + 5V от Arduino.

Подключите сам двигатель к источнику питания, загрузите скетч в Arduino и управляйте шаговым двигателем!

Если все прошло правильно, двигатель должен повернуться на 1 шаг при нажатии кнопки; направление зависит от того, какую кнопку вы нажимаете.\ circ $, а не просто $ 2 $?

Я нашел документ, который представляет эту диаграмму, так что вывод этого ответа в значительной степени основан на утверждениях, сделанных в этой статье.

Fox, P.J., et al. Надежный, компактный и недорогой измеритель длины волны Майкельсона для измерения длины волны лазера. Am. J. Phys. 67 , 624 (1999).

Бесплатные версии документа в формате pdf доступны в INIS и ResearchGate.

Это немного длинновато, и по большей части это просто предыстория того, что происходит в этом интерферометре.Точный ответ на заголовок вопроса описан в последних парах разделов.

Вот опять картинка из вопроса:

Во-первых, краткий обзор назначения и работы этого волновомера: он измеряет длину волны луча, идущего из места, помеченного как «неизвестно».

Работа основана на принципах интерферометра Майкельсона (вспомните эксперимент Майкельсона-Морли, который показал, что эфирного ветра не существует…. похожая вещь, тот же парень), и дизайн был в значительной степени заимствован из системы, опубликованной Холлом и Ли, которую можно найти здесь в ссылке, цитируемой Фоксом и др.,

Холл, Дж. Л. и С. А. Ли. Интерферометрическое отображение в реальном времени длины волны непрерывного лазера на красителе с субдоплеровской точностью. Заявл. Phys. Lett. 29 , 367 (1976).

(Интересно, что интерферометр в той статье не использует 3 зеркала: он использует 2, согласно схеме. Но это не представление реальной конструкции)

Немного упрощая, интерферометры Майкельсона определяют длину волны электромагнитной волны, наблюдая интерференционную картину луча с отраженной (следовательно, сдвинутой по фазе) версией самого себя.Представьте себе устройство, подобное LIGO.

Есть 2 перпендикулярных плеча, каждое из которых имеет отражатель на конце, полупрозрачное зеркало на пересечении и источники / детекторы на других концах плеч. За исключением интерферометров, мы вручную изменяем длину плеч и наблюдаем изменение интерференционной картины. Определение «длины плеча» в этом конкретном интерферометре становится немного сложнее, чем в классических интерферометрах Майкельсона. Но это всего лишь геометрическое сложение длин, так что я вернусь к этому чуть позже.

В любом случае, изменение эффективной длины плеча приводит к изменению разности фаз между двумя лучами. Некоторая простая геометрия и анализ суперпозиции говорят нам, что количество полос $ n $, которые пересекают данную точку в пределах области пятна (хорошее видео этого с сопровождающим объяснением находится здесь) для изменения длины руки на $ \ Delta L $ — это $ \ frac {2 \ Delta L} {\ lambda} $. Давайте рассмотрим два лазера, следующие по пути по тому же пути , один из которых имеет известную длину волны.Мы добавим к свойствам известной длины волны индекс $ R $, что означает «эталонный». Снова простая математика … создавая отдельные версии вышеупомянутого уравнения для неизвестной длины волны и эталонной, мы видим $$ \ lambda = \ frac {n_R} {n} \ lambda_R $$ Следовательно, наш интерферометр должен измерять количество полосы как для известной длины волны, так и для неизвестной длины волны в одних и тех же условиях, и тогда у нас есть наши измерения.

Первое отличие интерферометра на этом изображении от классического интерферометра Майкельсона заключается в методе манипулирования длиной плеч.

На диаграмме два компонента обозначены как $ CC1 $ и $ CC2 $. Это рефлекторы в форме углового куба, и они по существу отражают свет обратно параллельно падающему лучу. Попробуйте проследить луч, идущий к $ CC1 $ от $ M2 $ (это верхний луч в этой паре), и вы увидите, что он дважды отражается от двух поверхностей, прежде чем отправиться обратно. (У отражателей Cornercube тоже есть кое-что интересное в своей функциональности). $ CC2 $ делает нечто подобное с пучком, падающим из $ M5 $. $ CC1 $ и $ CC2 $ фиксируются вместе на тележке, которую можно перемещать по рельсовому пути между $ M2 $ и $ M5 $.

Давайте теперь рассмотрим схему … Есть 2 очевидных источника света, а также светоделитель / полупрозрачное зеркало, помеченное как BS. Области, помеченные $ N_U $ и $ N_R $, — это места, где вы наблюдаете свои паттерны интерференции. Если вы изучите схему, то сможете убедиться, что перемещение тележки по рельсам одновременно укорачивает одну руку и удлиняет другую. Это позволяет сделать всю систему компактной по сравнению со случаем, когда можно регулировать только длину одной руки.

Временно игнорируйте то, что происходит с неизвестным источником света, и представьте, что вы включаете гелий-неоновый лазер. Луч будет разделен и отражаться повсюду в соответствии с этими стрелками (стрелки здесь важны) и в конечном итоге выйдет из системы в месте, помеченном $ N_R $, и источнике неизвестной длины волны. Используя этот путь, прослеживаемый гелий-неоновым лазером, вы можете выполнить юстировку для неизвестной длины волны: она вводится коллинеарно одному из выходов гелий-неонового луча. Во многих местах путь, прослеживаемый неизвестной длиной волны, будет в направлении, противоположном тому, что указано стрелками.

После этого вы можете перемещать тележку, снимать необходимые измерения с $ N_R $ и $ N_U $ и решать уравнения в форме $ \ lambda $.

Вернемся к назначению трехзеркальной системы; это достаточное описание работы интерферометра.

В комментариях к вопросу была высказана идея о том, что расположение трех зеркал предотвращает переворачивание изображения. Вот изображение, которое описывает, как объект переворачивается системой с двумя зеркалами, но не с помощью системы с тремя зеркалами.

Хотя это потенциально причина, по которой кто-то обычно использует 3 зеркала вместо 2 в перископе или что-то в этом роде, в данном случае это не имеет значения.

С самого начала переворот изображения гелий-неонового лазера и изображений с неизвестной длиной волны вверх ногами, очевидно, не является проблемой: если вы посмотрите какие-либо видео с интерферометрами (включая тот, который я связал, описывая способ подсчета полос; он здесь снова), вы увидите, что узоры демонстрируют радиальную симметрию (они практически концентрические круги).Кроме того, в вышеупомянутой статье Холла и Ли использовалась система с двумя зеркалами, так что есть дополнительное подтверждение отсутствия теоретических сложностей.

Но правда в том, что если вы замените 2 зеркала вместо 3, вы получите каждое изображение, перевернутое по вертикали, вы также увидите вертикальный переворот в системе с 3 зеркалами, как упомянул Стивен Сагона в комментарии. Это потому, что рефлектор в виде углового куба ведет себя как система с двумя зеркалами и все равно переворачивает его. Таким образом, с основной системой с двумя зеркалами изображение трижды переворачивается вверх ногами (один раз в угловой куб, один раз в угловой куб и один раз на обратном пути), но в системе с тремя зеркалами оно переворачивается один раз вверх дном.По сути, здесь нет никакой разницы! Схема ниже проясняет это.

До сих пор мы доказали, что система с двумя зеркалами работает отлично, и даже была предложена в статье, которую этот трехзеркальный интерферометр широко цитировал как хорошее описание концепций. Мы также доказали, что функциональной разницы вроде бы нет.

Оказывается, зеркало $ M4 $ добавлено «для облегчения юстировки». M4 — единственное неподвижное зеркало во всей установке.Его нельзя никаким образом отрегулировать (без смещения, без вращения), в отличие от всех остальных:

1. $ M1 $ и $ M2 $ корректируются до тех пор, пока луч из $ M2 $ не будет проходить параллельно дорожке и , падающий луч и отраженный луч на $ CC1 $ не будут перекрываться (то же самое, что обеспечить падение на $ CC1 $ смещен от центрального «стыка» $ CC1 $). В идеале, местоположение наблюдаемой точки не должно меняться, если вы перемещаете тележку по пути от M2 $ до $ M5 9000 $ 3.

2. Оставляя $ M1 $ и $ M2 $ неподвижными, $ M3 $ и $ M5 $ корректируются одновременно, чтобы выровнять элементы таким образом, чтобы лучи от двух плеч были коллинеарны, когда тележка (вместе с $ CC1 $ и $ CC2 $) удаленный.

Посреди всего этого $ M4 $ «поправляет геометрию».

Меня это не убедило, поэтому я решил попробовать реализовать свою интерпретацию идеи WetSavannaAnimal, также известной как Рода Вэнса, из комментариев … упрощают ли выравнивание 3 зеркала? Сделаем геометрию.

Мы будем использовать эту диаграмму, где все толстые синие стрелки соответствуют линиям, параллельным земле. Зеленые кривые обозначают $ A $. Когда $ A = 0 $, система идеально выровнена. $ \ theta $ и $ \ phi $ — наши регулируемые углы.

Я большой поклонник ультра-красочных диаграмм.

В нашей установке, независимо от количества зеркал, все зеркала всегда не могут быть перемещены в разные места: их центры остаются неизменными. Однако все, кроме того, что определяется как $ M4 $, способно вращаться вокруг оси a, лежащей на поверхности зеркала перпендикулярно плоскости, на которой лежат все возможные падающие лучи. $ M4 $ застрял перпендикулярно земле. Два других зеркала должны располагаться друг над другом, т.е.е. если луч от $ M2 $ до $ M5 $ накладывается на ось $ x $, а ось $ y $ перпендикулярна вашему экрану, оба поворотных зеркала ($ M3 $ и $ M5 $ и эквиваленты из двухзеркальной системы ) будут иметь одинаковые координаты $ x $ и $ y $: различаются только их позиции $ z $. Это механические ограничения для системы, которые в этом случае не могут быть нарушены. Это безопасное предположение, поскольку было бы непрактично реализовывать положения о дополнительных степенях свободы: это сделало бы выравнивание чрезвычайно трудным из-за создания огромного количества переменных.

Вот моя логика, лежащая в основе следующих математических расчетов: я стремлюсь найти уравнение в частных производных для каждого угла, обозначенного $ A $ (то есть углов между линией, параллельной земле, и окончательно отраженным лучом) как функции соответствующих $ Значения \ theta $ и $ \ phi $ на этих двух изображениях. Уравнения в частных производных скажут нам, какое изменение $ A $ вызвано небольшим изменением $ \ theta $, а какое изменение $ A $ вызвано небольшим изменением $ \ phi $. Учитываем все остальное: расстояния между зеркалами и т. Д.как константы.

Давайте сначала рассмотрим систему с двумя зеркалами. Геометрия немного сбивает с толку, но теоретически все просто. Это просто применение того факта, что угол падения равен углу отражения. Вы получите это уравнение: $$ A (\ theta, \ phi) = \ pi -2 \ theta-2 \ phi $$ $$ \ frac {\ partial A} {\ partial \ theta} = \ frac {\ partial A} {\ partial \ phi} = — 2 $$

Легкий тест, чтобы понять это, — попробовать $ \ theta = \ phi = \ frac {\ pi} {4} $. Мы знаем, что это должно сработать. И действительно, мы получаем $ A = 0 $, что означает, что луч накладывается на линию, параллельную земле.Уравнение в частных производных показывает, что при крошечном изменении $ \ theta $, $ A $ изменится вдвое. Знак означает, что при увеличении $ \ theta $ $ A $ уменьшается. Достаточно просто.

Затем рассмотрим систему с 3 зеркалами.

После еще более запутанной геометрии (для которой мне нужно было задействовать возможности Microsoft Paint, но это другая история), $$ A (\ theta, \ phi) = 2 \ theta -2 \ phi $$ $$ \ frac {\ partial A} {\ partial \ theta} = \ bigg | \ frac {\ partial A} {\ partial \ phi} \ bigg | = 2 $$

Быстрый поверхностный анализ: интуиция совпадает с математикой, которая утверждает, что $ A = 0 $ всякий раз, когда $ \ theta = \ phi $.Кроме того, существует неопределенное количество решений, все из которых существуют для разных вертикальных расстояний между двумя регулируемыми зеркалами и фиксированным зеркалом, в разумных пределах, таких как учет углов между $ 0 $ и $ \ pi $. Знаки обоих частных дифференциалов различны, поэтому для одного из них увеличение приводит к увеличению $ A $, а для другого увеличение вызывает уменьшение $ A $.

Однако это совершенно несущественно. В итоге мы не доказали преимущества трехзеркальной системы: во всех случаях коэффициент равен 2, и знак особой разницы не имеет.

Неутешительный и неудовлетворительный ответ заключается в том, что нам придется принять слова автора и пойти со словами «упрощает настройку». Я полагаю, что это становится более явным, когда вы эффективно пытаетесь его реализовать, но я надеялся на что-то более захватывающее.

_{Чтобы прояснить кое-что еще из комментариев, которые касались того, как асимметрия луча диодного лазера может искажать интерференционную картину . #   .  . -}

4

))  .  7  7)  и ,.

&   *  7)    —-.  # $ C% 2 «4»  7 &   & ________________   , )   000 9000 3 9 000 2)   & .7 & )  & *

 )   & 4 

. 4 @  & ________________  *   &  )  ,  7)  )  & Ц &  ,  

E # %% -4 (&    &    )   *   .22 &   )

.  

) .      )  

 & -  .   &  )    «• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • ) 4

: #  «;   4). 

,   &   ’ 2 4)  .   ) 

7) )  и  &   &  &   &   4   )  2 7)  ) 

 &  &)  7 )   & 4F   *   

7 ,  7 &  * &  & 7) 

 %%  G? 5  » % 2 # —-.__________), 4

 .    * ) 7- 

и 7 . & . &   &  7  .: #  «; 4 < 7 & ,   7)   / '2C

 *    & (( H $ ‘C #   # =  ? 5 5  * &   # 0 ) нота  / 

 &  *   &)  & 4)  &  & ) ________________   

C %% G? 5-.) ) .)  & .4





 

Рис. 1.> ,   и   3 //    F < F *   &  )  @

9’54

23-й Конгресс Международная комиссия по оптике (ICO 23) IOP Publishing

Journal of Physics: Conference Series 605 (2015) 012018 doi: 10.1088 / 1742-6596 / 605/1/012018

86122C Multi-Wavelength Meter | Keysight

Характеристики:

• Улучшенный стабилизированный эталонный гелий-неоновый лазер с удвоенным сроком службы
• Пятилетняя гарантия на весь прибор, на все детали
• Абсолютная точность длины волны: ± 0.2 страницы в минуту
• Точность дифференциальной длины волны: ± 0,15 ppm
• Сканирование длины волны менее 0,5 с
• НОВИНКА: сканирование длины волны менее чем за 0,3 секунды с опцией быстрого обновления

Обладая абсолютной точностью измерения длины волны ± 0,2 ppm и дифференциальной точностью ± 0,15 ppm, новый многоволновой измеритель длины волны Keysight 86122C принадлежит к высшему классу измерителей длины волны, доступных для тестирования оптической связи. Его диапазон длин волн от 1270 до 1650 нм охватывает все системы передачи по оптоволокну до дома, в метро и на большие расстояния.Инструмент может измерять спектры до 1000 лазерных линий одновременно, что более чем достаточно для полностью заполненных систем с плотным мультиплексированием с разделением по длине волны (DWDM).

Новый 86122C — это обновленная версия проверенных 86122A и 86122B. Продукт используется для эффективной разработки, производства и проверки перестраиваемых передающих лазеров и оптических подсистем для сегодняшних и будущих высокоскоростных приложений. Благодаря своей надежности и долговечности, это семейство продуктов одинаково популярно в производственных цехах и на рабочих местах инженеров, а также достаточно прочно, чтобы устанавливаться на кораблях.Статистические данные от значительной части установленных в отрасли измерителей длины волны позволяют нам непрерывно настраивать наши приборы для снижения стоимости владения и более длительного использования, особенно при круглосуточных испытаниях: мы увеличили рекомендуемый период повторной калибровки 86122C до двух лет и вдвое увеличили ожидаемый срок службы встроенного эталонного лазера. Новый многоволновой измеритель длины волны поставляется с пятилетней гарантией, которая распространяется не только на эталонный лазер, но и на все оптико-механические и электронные компоненты.Чтобы обеспечить постоянную поддержку, 86122C основан на Windows ® 7. Доступные на передней и задней панели порты USB служат для подключения флэш-накопителей USB для обмена данными, а также мыши и клавиатуры для удобной работы.

Новая опция быстрого обновления для многоволнового измерителя длины волны 86122C
Наша флагманская модель, Keysight 86122C, теперь доступна с более высокой частотой обновления. Новая опция 86122C-110 ускоряет частоту обновления с 2 до 3 в секунду. Время цикла измерения сокращено с 0.От 5 секунд до 0,3 секунды. Для совместимости предыдущая частота обновления по-прежнему доступна для опции 86122C-100.

Преимущества:

• Модель 86122C оптимизирована для снижения стоимости владения и сокращения времени простоя за счет сочетания усовершенствований продукта, рекомендуемого двухлетнего периода повторной калибровки и пятилетней стандартной гарантии без дополнительных затрат.
• Для достижения указанной точности достаточно всего 15 минут прогрева.
• Доступен вариант углового соединителя, чтобы избежать воздействия на неизолированные источники.
• Его быстрое сканирование по длине волны, охватывающее весь диапазон 1270–1650 нм, позволяет эффективно характеризовать оптические устройства, такие как настраиваемые передатчики, в зависимости от длины волны.
• Точность длины волны дает вам уверенность в точной характеристике канала в плотных системах WDM для обнаружения сдвига длины волны канала и перекрестных помех между соседними каналами.
• Высокий уровень входной мощности +10 дБм (+18 дБм безопасный входной уровень) позволяет тестировать передатчики без дополнительных подключений и инструментов (например,г. аттенюатор).
• Встроенные приложения для определения отношения оптического сигнала к шуму, длины волны и дрейфа мощности позволяют использовать интеллектуальные автономные испытательные станции, что снижает требования к занимаемой площади и требует разработки дорогостоящих процедур испытаний.
• Встроенный эталонный гелий-неоновый лазер гарантирует точное измерение абсолютной длины волны в реальном времени в соответствии со стандартом в любое время и гарантирует точные и воспроизводимые экспериментальные результаты.

В этом продукте используется программа Foxit Reader для Windows.

Для получения дополнительной информации о измерителях длины волны посетите веб-сайт Keysight Wavelength Meters.

SEC Методы измерения возбудителя — PDFCOFFEE.COM

РАЗЛИЧНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ К ПРОСТРАНСТВЕННОМУ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМУ КОГЕРЕНЦУ ВОЗБУДИТЕЛЮ 1 Рональд Р. Стиффлер, 1 старший научный сотрудник, Stiff

Просмотры 10 Загрузки 4 Размер файла 1 МБ

Отчет DMCA / Copyright

СКАЧАТЬ ФАЙЛ