eddy_em: (Default)
[personal profile] eddy_em
Пока получилось урвать момент и спустить MMPP вниз, нужно было успеть хотя бы вставить четвертьволновую пластинку и определить нуль-пункты (эту операцию больше ради интереса проводил, т.к. все равно наблюдатели должны будут калиброваться по стандартам).
Из подручных средств и горы пластилина получилась вот такая "лабораторная установка" (кстати, и авторефераты мои хоть где-то пригодились):


Пока фотометр висел на Ц-1000 проблем как-то не возникало (правда, кроме турелей ничем не пользовались), а как спустили, я обнаружил, что маленькая подвижка (фазовой пластины) не работает. В чем дело, разбираться было некогда, благо, были еще две резервные платы (уже заводского изготовления, а не самопал). Вторую плату пока что оставил старой (поэтому измерение тока во втором канале отсутствует, но его и нет в "штатном" GUI).
Справа виден старый модуль, он ответственен за поляроид (верхняя подвижка):

А с этой стороны уже виднеется новый модуль, управляющий фазовой пластиной (нижняя подвижка):

USB-хаб с алиэкспресса работает только для USB1.1, т.е. в данной ситуации как раз то, что нужно. Справа из него торчит PL2303 (кстати, обнаружил, что в передаче данных нет-нет, да возникают глюки; надо будет до 9600 скорость снизить), а два желтых разъема — для турелей. Если бы не турели, я бы лучше на RS-232 сделал вход — разъем надежней!
Прежде, чем вставить фазовую пластину, нужно было определить нуль-пункты, а для этого вместо оптических деталей вставляются проставки с нитяными крестами. Я обматерил себя, пока эти операции проводил: уж очень неудобным я сделал доступ к оправе поляроида (нужно открутить платформу с оправой, перевернуть, снять платформу с оправы, обратно перевернуть и лишь после этого откроется доступ к винтам оправы оптики). Перепаял концевики подвижки поляроида, чтобы ее нуль-пункт тоже был в положении "вне пучка". Проследил, чтобы направления вращения обоих элементов совпадали (положительное направление — по часовой стрелке, если смотреть со стороны ПЗС).
Заодно пометил обе турели, чтобы не запутаться, с какой стороны падает свет (турели развернуты "мордами" друг к другу, иначе их было не разместить компактно):

Справа — агрегат, который дал мне В.Л., чтобы откалиброваться удобней:

Правда, использовал я его несколько иначе: просто как источник поляризованного света с вертикальным направлением поляризации относительно ПЗС. Здесь же — уродливый чиллер (надеюсь, недолго ему осталось на Ц-1000 работать: для штатного самодельного чиллера уже почти все элементы собраны в кучу, нужно прошивку написать и отладить). Я решил, что гонять ПЗС для простой задачи определения плоскости поляризации поляроида и плоскости максимальной скорости четвертьволновой пластинки — слишком круто. Поэтому хоть и залил воду в систему охлаждения, ПЗСку снял и использовал обычный фоторезистор (которых с десяток купил еще года 4 назад на алиэкспрессе). Для освещения спаял вместе желтый и красный светодиоды во встречном направлении (т.е. если желтый провод на +12В подключить, будет гореть желтый, а красный провод включает красный светодиод). ШИМ-контроллер на STM8S003 с алиэкспресса служил регулятором освещенности (я выставил 10кГц, чтобы точно не влиять на результаты измерения мультиметром).
Вот так при помощи пластилина и призмы Глэна-Тейлора была найдена ориентация осветителя для получения вертикально поляризованного света (там внутри объектив, перед которым наклеена поляризующая пленочка от монитора; подобные пленки лежат на чиллере на предыдущей фотографии — их я тоже откалибровал):

Пластилином же наклеен фоторезистор со стороны ПЗС:

Далее фотометр завешивается тканью для уменьшения посторонней засветки и можно приступать к измерениям. Старый нетбук Asus eepc700 уже давно используется мной как простой терминал (хотя, там даже иксы с IceWM есть, но они редко нужны бывают). Ну и старым добрым способом: карандашом на обратной стороне бумажек, на которых распечатан протокол управления контроллерами фотометра (протокол был нужен для тонкой настройки: коэффициенты преобразования АЦП, направление положительного вращения двигателей и т.д., и т.п.), — проводилась фиксация измерений. Как на лабораторных работах 20 лет назад...

Для калибровки интенсивности я замерил сопротивление фоторезистора при засветке напрямую (без анализаторов поляризации) при разных степенях заполнения ШИМ (точки - значения, восстановленные по степенной аппроксимации):

В логарифмической шкале получается практически прямая, поэтому можно определить параметры зависимости вида ln(I)=a+b·ln(R) (I - в процентах, R - в килоомах):
calduty=[1:10 20:10:100];
calR = [4400 1800 1100 830 660 560 480 420 380 340 190 130 100 87 75 67 60 55 50];
lcalR=log(calR); lcald = log(calduty);
M=[ones(19,1) lcald'];
k = M\lcalR';

На основе этого можно сделать простую функцию: function I=I(R); I=(8.05524-log(R))./0.92113; endfunction, которая позволит преобразовать нелинейное сопротивление в линейную интенсивность.

С поляроидом все получилось прилично: в двух сериях эксперимента результаты вышли различающимися не больше, чем на 0.3 градуса (как одинаковые углы, так и отличие их на 180°). А вот с четвертьволновой пластинкой получилось как-то криво. Понятно, что плоскость максимальной скорости определить невозможно без второй четвертьволновой пластинки (ее невозможно отличить от плоскости минимальной скорости), но протестировать интересно. Эксперимент простой: засвечиваем фазовую пластинку поляризованным светом, а за ней ставим второй поляризатор, скрещенный с первым. Как только направление плоскости максимальной скорости фазовой пластинки совпадает с одной из плоскостей поляризации, мы получим минимальную интенсивность на выходе. И если пластинка правильная, то ровно через 90° это будет повторяться.
А у меня вчера получилось почти 92°. Поэтому сегодня перемерил. Два раза. И в обоих случаях с точностью в 0.03° получилось абсолютно то же самое!
Вот как выглядят кривые вблизи минимума интенсивности (они отцентрованы на минимум):

Однако, если теперь вычислить медианное значение этого угла (с поправками на 90·n°) и построить кривые относительно него, получим вот такую картинку:

Я получил ее трижды (правда, вчера только 2 угла промерил, без сопряженных)!
Для определения центров использовал вот такую функцию:
function [alpha Intens] = getmax(iA, iR)
%
% k = getmax(iA, iR) - calculate intensity minimum & plot graph
% iA - angle (degrees), R - resistanse (kOhms)
%
    alpha = iA(:);
    Intens = I(iR(:));
    M = [ones(size(alpha)) alpha alpha.^2];
    k = M\Intens;
    ang = -k(2)/2/k(3);
    Imin = min(Intens); Imax = max(Intens);
    ii = [iA(1):0.1:iA(end)];
    plot(iA, Intens, 'o', [ang ang], [Imin Imax], ii, k(1)+k(2)*ii+k(3)*ii.^2);
    printf("center angle = %g\n", ang);
    alpha = iA - ang;
endfunction

Хоть на самом деле должна получаться синусоида, но аппроксимировать параболой намного проще (да и вблизи минимумов синусоиды парабола отлично справляется).
Итак, в среднем получилось, что фазовые плоскости пластины лежат не строго ортогонально, а под углом 91.7° друг к другу! Как это повлияет на результаты — не знаю, я не оптик и уже давно не астрофизик...
Завтра вешаем фотометр на Ц-1000, и висеть ему там как минимум до окончания праздников! Нужны еще поляриметрические измерения для определения возможностей прибора, и тогда можно будет в конце-концов написать нормальную документацию и сдать его в штатную эксплуатацию!
This account has disabled anonymous posting.
If you don't have an account you can create one now.
HTML doesn't work in the subject.
More info about formatting

If you are unable to use this captcha for any reason, please contact us by email at support@dreamwidth.org

May 2025

S M T W T F S
    123
45678910
11121314151617
1819202122 2324
25262728293031

Most Popular Tags

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated May. 29th, 2025 12:53 pm
Powered by Dreamwidth Studios