可见光束形成“望远镜”是否可行?

信息处理 波束成形
2022-01-28 17:45:36

如果你有一个相距足够远的高速光电二极管阵列,是否有可能应用波束成形理论来创建一个可操纵的可见光“望远镜”?

传统的地面望远镜受到其主镜尺寸的限制,这是由于随着尺寸的增加,花纹玻璃的机械特性。此外,主镜越大,跟踪机制需要越强大来处理重量。

看来,如果您可以通过对水平安装的光电二极管阵列的输出进行波束成形来“虚拟”跟踪物体,那么您将不再受主镜尺寸和/或物理移动望远镜的基础设施的限制。可以简单地通过使阵列更大来增加角度分辨率。此外,您的跟踪准确性仅取决于您的软件处理和电子设备,而不是移动部件。

当然,问题可能在于处理从光电二极管阵列收集的大量数据以及阵列的绝对物理尺寸。

在空气中的传播速度约为 299,700 公里/秒,因此约为 29.97 厘米/微秒。给定足够大的阵列(10x10m?),这似乎属于高速电子领域

困难,大量数据......但除非我误解了波束成形的工作原理,否则这似乎并非不可能?

1个回答

不是你想的那样,不。

数字波束成形之所以起作用,是因为数字接收器能够感知入射无线电波的相位;该阶段被保留。

光电二极管不感测相位——它们只感测强度。

此外,这要求整个入射无线电波或光波在其正面是相位相干的——这就是激光的情况,但恐怕不是一个巨大的聚变火球发射的两个随机光子。因此,第二个要求也持平。一般来说,即使是非激光光源也有一个相干周期——但不同的波长越多,它就越小。

在 TX,这个原理是有效的——如果你通过一系列数字相位调制器(具有电可调折射率的光学晶体)馈送激光,你可以构建相位相干多发射器。

在 RX 中,如果可以使接收到的相干光穿过显微镜物镜,然后落到声光偏转器上,那么这也可能起作用,您可以通过调制偏转器的状态来构建选择性/相位-夏季移动,导致波束成形。但是:这通常是粒子物理大小的电子设备,即适用于您有非常强的激光照亮非常小的点的情况(事实上,我今天才了解 AOD,它们通常以相反的方式使用:取一束激光,将其分成多个平行光束,聚焦这些光束,并在焦点中捕获量子。很酷的东西。)。

无论如何,数字波束成形也存在数学精度限制,我必须承认,我不知道它们是否甚至可以在我们今天可以做到的那种定时精度下实现更高的精度。再说一次,物理学家发明了最酷的设备,也许你可以