Mukautuva optiikka ohjelmallisesti?
Mikko Heiska
ilmakehän äkkinäisten tiheyden muutosten aiheuttamaa haittaa
kaukoputkien tarkkuudelle. Se tarkoittaa peilin muodon säätelyä
tuhansia kertoja sekunnissa kirkkaan tähden valon perusteella. Eikö
sensijaan tulisi halvemmaksi lukea CCD kennon tilaa tuhansia kertoja
sekunnissa ja korjata tuikkiminen datasta ohjelmallisesti? Eikö myös
peilin muodon pieniä virheitä voisi korjata datasta?
Olisi luultavasti halvempaa rakentaa CCD-kenno jonka muotoa voi säätää
kuin nykyisenlainen säädettävänmuotoinen monta metriä leveä peili. En
tiedä ajaisiko se saman asian...
Lassi Hippeläinen
Ei onnistu. CCD-kenno kohisee, kun sitä luetaan. Jos sitä lukee
riittävän useasti väreilyn poistamiseksi, siitä tule enemmän kohinaa
kuin signaalia.
-- Lassi
Mikko Heiska
Entä CMOS-kenno?
Luulisi olevan mahdollista joku erikoisempi tapa tehdä fotoneita
rekisteröivä komponentti joka ei kohise luettaessa.
Tarkoitatko, että kaupallisten digikameroiden CCD:t kohisee
luettaessa? Jos kohisee, tarkoittaako se sitä, että esim. astronomien
käyttämät hyvin erikoiset ja typellä jäähdytetyt CCD:t tekee saman?
Itse en osaa sanoa, mutta vaikea uskoa, ettei fysiikan lait sallisi
vaaditun kaltaista komponenttia.
Perttu Keinänen
: Lassi Hippeläinen <lahi...@ieee.orgasm-research.invalid> wrote in message news:<3E758E96...@ieee.orgasm-research.invalid>...
:> Mikko Heiska wrote:
:> >
:> > Olisi luultavasti halvempaa rakentaa CCD-kenno jonka muotoa voi säätää
:> > kuin nykyisenlainen säädettävänmuotoinen monta metriä leveä peili. En
:> > tiedä ajaisiko se saman asian...
:>
:> Ei onnistu. CCD-kenno kohisee, kun sitä luetaan. Jos sitä lukee
:> riittävän useasti väreilyn poistamiseksi, siitä tule enemmän kohinaa
:> kuin signaalia.
: Entä CMOS-kenno?
S-cam Superconducting tunnel junction-CAMera
http://www.mssl.ucl.ac.uk/pages/general/news/scam/scam.html
http://astro.estec.esa.nl/SA-general/Research/Detectors_and_optics/detectors_scam.html
Riittävän pieni kohina ja lukunopeus, niin yksittäiset fotonit ja
niiden aallonpituus saadaan luettua. Tarvitaan tietystikkin
hyvin alhainen detektorin lämpötilä jotta fotonit saadaan havaittua.
Perttu
Valmari Antti
Mikko Heiska kysyi:
> Eikö
> sensijaan tulisi halvemmaksi lukea CCD kennon tilaa tuhansia kertoja
> sekunnissa ja korjata tuikkiminen datasta ohjelmallisesti?
> Entä CMOS-kenno?
Veikkaan, että peilin kohdalla on vielä tallella informaatiota, jota
ei enää ole, kun fotonit ovat ilmaisimessa. Ilmakehän häiriöthän
saattavat ohjata eri paikkoihin kuuluvia fotoneita peilin eri kohtien
kautta samaan pikseliin. Miten selvitetään, mikä osa ko. pikseliin
osuneista fotoneista "palautetaan" mihinkin paikkaan?
Veikkaan myös, että fotonien kvanttiluonne vaikuttaa asiaan. On eri
asia odottaa millisekunti, todeta ettei pikseliin tullut mitään,
odottaa toinen millisekunti, ja taas todeta ettei pikseliin tullut
mitään, kuin odottaa kaksi millisekuntia ja romahduttaa aaltofunktio
vasta sitten. (Ehkä kenties mahdollisesti voisiko olla että tämä on
yhteydessä siihen Lassi Hippeläisen kertomaan seikkaan, että kovin
tiheästi luettuna ilmaisimesta saadaan melkein pelkästään kohinaa.)
Jotain kuvailemasi kaltaista voidaan tehdä. Jos muistan oikein,
lentokoneen pohjassa olevaa tutka-antennia voidaan suunnata
kääntämättä sitä viivästyttämällä antennin eri osista tulevia
signaaleja sopivasti. Niinikään radioastronomiassa ilmeisesti osataan
yhdistää eri antenneista tulevia signaaleja.
--- Antti Valmari ---
kse
> Itse en osaa sanoa, mutta vaikea uskoa, ettei fysiikan lait sallisi
> vaaditun kaltaista komponenttia.
Fysiikan lait puuttuvat asiaan kyllä hieman erimuodossa - tuike ei
aiheuta pelkästään säteen tulosuunnan muutumista vaan myös signaalin
vaimenemista (jopa kymmeniä dB). Tämä johtuu siitä, että hieman eri
reittiä kulkeneet säteet ovat eri vaiheessa ja summautuessa ne voivat
pahimillaan kumota toisensa. Siksipä aaltorintama on korjattava ennen
detektointia.
--
kse
Sampo Smolander
> Veikkaan myös, että fotonien kvanttiluonne vaikuttaa asiaan. On eri
> asia odottaa millisekunti, todeta ettei pikseliin tullut mitään,
> odottaa toinen millisekunti, ja taas todeta ettei pikseliin tullut
> mitään, kuin odottaa kaksi millisekuntia ja romahduttaa aaltofunktio
> vasta sitten.
Anteeksi?
Kun aaltofunktion 'romahduttaminen' on vain yksi kvanttimystiikan monista
tulkinnoista, niin ei kai sitä pitäisi sotkea ihan konkreettisista
mittalaitteista puhumiseen. Tai siis, jos kyseessä on todellinen
fysikaalinen ilmiö, niin sanomasi voisi ehkä muotoilla hiukan toisinkin,
'filosofiainvariantisti'?
(Laitoin follarit fysiikkaan.)
kse
> Jotain kuvailemasi kaltaista voidaan tehdä. Jos muistan oikein,
> lentokoneen pohjassa olevaa tutka-antennia voidaan suunnata
> kääntämättä sitä viivästyttämällä antennin eri osista tulevia
> signaaleja sopivasti. Niinikään radioastronomiassa ilmeisesti osataan
> yhdistää eri antenneista tulevia signaaleja.
Mitäs se muokkautuva pelipinta optisessa kaukoputkessa tekee ellei
viivytä kaukoputken eri osista tulevaa signaalia? Eikä optisten
signaalien yhditäminenkään ole enää vain tulevaisuuden haaveita -
muutamia pieniä koejärjestelmiä on ollut jo olemassa jo hyvän aikaa,
Havajilla taitaa olla yksi kahden 10 m (?) teleskoopin järjestelmä ja
ESOn uusi teleskooppihan tulee yhdistämään neljän 8,2 m plus muutaman
pienemmän putken signaalit yhteen.
Signaalin korjaus polttotasossa ei tule mielestäni
onnistumaan. Tarkastellaanpa tilannetta: ilman ilmakehän häiriöitä
voimme pitää tähdestä tulevaa aaltorintamaa tasoaaltona. Ilmakehä
aiheuttaa kuitenkin tähän tasoaaltoon häiriöitä, koska ilman
taitekerroin riippuu ilmamassan lämpötilasta, joka taasen vaihtelee
pienilläkin alueilla. Nyt kun tällainen distortoitunut aaltorintama
summautuu polttotasossa ja se detektoidaan, niin tähden kuva
vääristyy, sijainti vaeltelee ja vastaanotettu teho vaihtelee. Jotta
näiltä haitoilta vältyttäisiin, niin tasoaallon vääristymät on
korjattava jo ennen polttotasoa.
--
kse
Lassi Hippeläinen
>
> In article <b57eun$pv0$1...@news.cc.tut.fi>,
> Valmari Antti <ava@.c.s...t.u.t...f.i.invalid> wrote:
>
> >Jotain kuvailemasi kaltaista voidaan tehdä. Jos muistan oikein,
> >lentokoneen pohjassa olevaa tutka-antennia voidaan suunnata
> >kääntämättä sitä viivästyttämällä antennin eri osista tulevia
> >signaaleja sopivasti.
>
> Antenni (phased array antenna) koostuu monista lähetys/vastaanotto -
> elementeistä joiden vaihetta säätämällä saadaa biimi sinne mihin halutaan.
>
> Marcus
Phased array ("vaiheistettu anturikenttä"?) toimii havaitsemalla ja
tarvittaessa manipuloimalla vaihetta. CCD-kenno ei havaitse vaihetta
vaan lukumääriä. Muotoaan muuttava peili voi manipuloida myös vaihetta.
-- Lassi
Lassi Hippeläinen
> Entä CMOS-kenno?
>
> Luulisi olevan mahdollista joku erikoisempi tapa tehdä fotoneita
> rekisteröivä komponentti joka ei kohise luettaessa.
>
> Tarkoitatko, että kaupallisten digikameroiden CCD:t kohisee
> luettaessa? Jos kohisee, tarkoittaako se sitä, että esim. astronomien
> käyttämät hyvin erikoiset ja typellä jäähdytetyt CCD:t tekee saman?
> Itse en osaa sanoa, mutta vaikea uskoa, ettei fysiikan lait sallisi
> vaaditun kaltaista komponenttia.
Pulma ei ole yksin detrektorissa. Myös lukutapahtuma aiheuttaa
häiriösignaaleja, jotka näkyvät kohinana. Normaaleissa kameroissa se ei
ole ongelma, koska valoa on paljon, mutta tähtitieteessä jokainen fotoni
on arvokas. Mitä harvempi, sitä kalliimpi.
-- Lassi
Valmari Antti
Sampo Smolander kirjoitti:
> Kun aaltofunktion 'romahduttaminen' on vain yksi kvanttimystiikan monista
> tulkinnoista, niin ei kai sitä pitäisi sotkea ihan konkreettisista
> mittalaitteista puhumiseen. Tai siis, jos kyseessä on todellinen
> fysikaalinen ilmiö, niin sanomasi voisi ehkä muotoilla hiukan toisinkin,
> 'filosofiainvariantisti'?
Kaksoisrakokokeesta saatava kuvio muuttuu, jos koejärjestelyyn
lisätään jotakin, jolla selvitetään, kummasta reiästä fotoni meni.
Tämän kanssa analogisesti veikkasin, että tulos voi muuttua, jos
yritetään selvittää, tuliko ainokainen kahden ensimmäisen millisekunnin
aikana havaittu fotoni ensimmäisen vai toisen millisekunnin aikana.
Heisenbergin epätarkkuusperiaate koskee myös aikaa.
Korostan, että tämä on vain veikkaus --- olen aivan amatööri näissä
asioissa.
Nimimerkki kse kirjoitti:
> Mitäs se muokkautuva pelipinta optisessa kaukoputkessa tekee ellei
> viivytä kaukoputken eri osista tulevaa signaalia?
Lassi Hippeläinen kirjoitti:
> Phased array ("vaiheistettu anturikenttä"?) toimii havaitsemalla ja
> tarvittaessa manipuloimalla vaihetta. CCD-kenno ei havaitse vaihetta
> vaan lukumääriä. Muotoaan muuttava peili voi manipuloida myös vaihetta.
Aivan. Itse en hoksannut ajatella vaihetta, mutta näin jälkikäteen
asia on aivan selvä. Ensimmäinen veikkaukseni oli, että on olemassa
olennaista informaatiota, joka on vielä peilin kohdalla tallella, mutta
ei enää ilmaisimen tuloksessa. Vaihe on tällaista.
kse edelleen:
> Eikä optisten
> signaalien yhditäminenkään ole enää vain tulevaisuuden haaveita -
Mukava saada tietää.
Arvaanko oikein, kun arvaan, että vaihe pitää ottaa huomioon signaaleja
yhdistettäessä? Miten vaihe säilytetään? Tuodaanko yhdistettävät signaalit
samaan paikkaan valona?
--- Antti Valmari ---