خط التأخير البصري: مفتاح القياس المعتمد على الزمن

خط تأخير بصريمفتاح القياس المعتمد على الزمن
للحصول على طريقة دقيقة لتوليد تأخيرات موثوقة في أي تجارب طيفية أو ديناميكية تعتمد على الزمن، يجب مراعاة عدة عوامل عندخط التأخيريجب مراعاة مستوى السطح لتقليل أو إزالة الأخطاء المتعلقة بالمستوى الخطي. في أي تجارب طيفية وديناميكية تعتمد على الزمن، يُعد خط التأخير البصري أحد أهم المكونات. يتكون خط التأخير البصري النموذجي من عاكس خلفي أو مرآة قابلة للطي على منصة تحريك (الشكل 1). عند اختيار منصة التحريك، ينبغي مراعاة بعض المعايير المتعلقة بالمنصة ووحدة التحكم، لأنها قد تؤثر على تحليل البيانات وتفسيرها. تشمل معايير التحكم الرئيسية في الحركة التي تؤثر على القياسات المعتمدة على الزمن: التأخير الكلي، والحد الأدنى للحركة التزايدية، والتكرارية، والدقة، والخطأ الميكانيكي.

أول معيار يجب مراعاته على المستوى الخطي هو التأخير الكلي (T) - وهو الوقت اللازم للضوء للانتشار إلى الانعكاس الخلفي.جهاز بصريوتُشكّل هذه المسارات مسار العودة. ويرتبط هذا ارتباطًا مباشرًا بمدى حركة المرحلة الخطية (L): T = 2*L/c، حيث c هي سرعة الضوء في الفراغ. أما المعلمة التالية الأكثر أهمية فهي دقة التأخير (Δτ)، والتي ترتبط بمتوسط ​​الحركة (MIM) لمستوى الإزاحة، ويتم حسابها باستخدام الصيغة Δτ = 2*MIM/c.
من الضروري التمييز بين الحد الأدنى للحركة التزايدية (MIM) ودقة نظام الحركة، لأنهما يمثلان مفهومين مختلفين. يشير الحد الأدنى للحركة التزايدية إلى أصغر حركة تزايدية يمكن للجهاز نقلها باستمرار وبشكل موثوق، وبالتالي فهو يمثل إحدى قدرات النظام؛ أما الدقة (دقة العرض أو دقة المشفر) فهي أصغر قيمة يمكن لوحدة التحكم عرضها أو أصغر قيمة تزايدية للمشفر، وهي تشير إلى ميزة التصميم.
من المعايير الأخرى المهمة في هذه المرحلة، والتي لا تقل أهمية عن معيار MIM، قابلية تكرار المرحلة، والتي تشير إلى قدرة النظام على الوصول إلى الموضع المطلوب بعد عدة محاولات. في القياسات الزمنية النموذجية، تقوم المرحلة الخطية بالمسح ضمن مسافة محددة (تتوافق مع تأخير زمني معين) وتسجل بعض إشارات العينة المستهدفة كدالة للتأخير الزمني. وبناءً على شدة إشارة العينة ونسبة الإشارة إلى الضوضاء المتوقعة، يُعد متوسط ​​قيم عمليات المسح المتعددة طريقة شائعة الاستخدام في القياسات الزمنية. ومن خلال هذه العملية، من الضروري أن تتمتع المرحلة الخطية بقابلية تكرار عالية.