Эфир есть! Часть 54. Электронный эфирометр Пепина.
Текущие замеры и видео по адресу: https://youtu.be/cjOC2EQ2STg
или просто на канале Ютуба «СЕРГЕЙ ПЕПИН» https://www.youtube.com/channel/UCykuHyeKswg41DwbrBLCxBQ
Как всегда все мои статьи с хорошими фотографиями вы можете прочитать на сайте «Изба-Читальня» страница «Иван Жжуков» - статья в формате ПДФ.
Также, по теме ЭФИРА предлагается видеолекция по опытам измерения расстояния до ИСЗ (искусственных спутников земли), где астроном из Крымской обсерватории рассказывает о постоянном сносе лазерных измерительных лучей. И делается вывод, на основании анализа астрономических параметров, что снос происходит потоками эфира..
https://www.youtube.com/watch?v=xBTQd1nnLCY - «Аномальное» отклонение света при лазерной локации искусственных спутников Земли»
Параграф 1. Электронный эфирометр-гравитометр Пепина (Проект).
В эфирометрах Пепина подсчёт сместившихся полос на интерференционной картине на экране эфирометра производится визуально. Работа по подсчёту смещающихся полос довольно сложная и утомительная, наверное даже вредная, поскольку надо всё время подсчёта смотреть на отражение лазерного излучения. По причине вредности я использую самые маломощные лазерные модули до 5 мВт. В то же время положительная сторона маломощности - это использование для питания этих лазеров мизинчиковых батареек в количестве 2 -3 штук.
Для автоматизации подсчётов я пытался применить счётчики импульсов, которые применяются для подсчёта продукции на конвеерах. Но возникли некоторые трудно решаемые вопросы:
1. Сначала трудно было подобрать фототранзистор, поскольку он должен быть очень чувствительный и с небольшим фотоприёмником, поскольку полосы интерференции весьма узкие и при большом окне фотоприёмника не происходит разделения полос и собственно , не происходит уверенного подсчёта полос.. Идея с таким подсчётом полос описана в статье «Эфир есть! Часть 41. Патент..»
2. При использовании мощных лазеров – увеличивается вредность работы с такими эфирометрами. А, следовательно и увеличение блока питания лазера.
3. В сентябре 2020 года в интерференции появились разные осциляции, при которых полосы смещаются локально назад-вперёд, что приводит к ложным и лишним срабатываниям Счётчиков Импульсов.. Хотя практически дело до подсчёта полос счётчиками импульсов так и не дошло.
4. В январе 2022 года стали ясно различимы спонтанные перемещения полос, то есть так называемый естественный дрейф полос, когда на неподвижных эфирометрах (на всех 4-ёх) полосы смещаются со скоростью от 10 секунд до 2 с лишним минут -одна полоса, в зависимости от ориентации эфирометра. Смещение полос -дрейф, происходит с востока на запад, и предварительно его можно приписать вращению Земли. Но почему-то в зимнее время он проявляется очень чётко. А вот в летнее время и даже сейчас (сентябрь 22 года) дрейф визуально незаметен???
Все эти технические и естественные факторы затрудняют точный подсчёт сместившихся полос с помощью электронных счётчиков импульсов. Визуальный подсчёт смещающихся полос оказывается проще, поскольку можно видеть хотя бы то, что полосы подрагивая , всё таки смещаются и считать только полосы сместившиеся в одном направлении.
Тем более, что в последнее время замеры провожу по 1 -3 раза в неделю, контролируя только тенденцию к изменению смещающихся полос по годовым сезонам, или по положению Земли на орбите: афелий, перигелий и дни весеннего и осеннего солнцестояния.
В августе 22 года пришла новая идея, как можно автоматизировать эфирометр. Рассуждения основываются на том, что смещение полос на экране эфирометра (интерферометра) соответствует разности длин волн, укладывающихся в оптические измерительные пути эфирометра. На экране эфирометра смещение одной полосы СООТВЕТствует изменению в длинах оптических путей двух лучей НА ОДНУ ДЛИНУ ВОЛНЫ!1 И что смещение полос от 30 до 220 штук соответствует тому, что оптические пути могут изменятся до 220 длин волн. А длина оптического пути одного измерительного плеча на моих эфирометрах - примерно 1 миллион длин волн: 625 мм при длине волны лазера 650 нм.
Что означает, что при вращении эфирометра вокруг своей оси , до каждого зеркала доходит разное количество волн.. (а количество волн соответствует частоте). Количество волн доходящих от светоделителя до отражающего зеркала , наверное мы померить не можем, а вот частоту померить можем - частотометром.
Поэтому идея моя в автоматизации подсчёта полос, состоит в том, что бы луч ИСХОДЯЩИЙ из лазера ПРОМОДУЛИРОВАТЬ..!!! Что физически означает , что в эфирометре между лазером и полупрозрачным зеркалом нужно поставить модулятор. Например, на 1 мегагерц (1 мГц) или более… 10 -100 мГц. А на зеркала отражающие, расположенные на концах измерительных плеч, поставить СЧЕТЧИКИ импульсов, которые будут подсчитывать количество промодулированных импульсов, дошедших до зеркала, каждую секунду во время вращения эфирометра..
Причём вся оптическая схема эфирометра остаётся, как базовая и контрольная. Поскольку разницу подсчитанных импульсов можно синхронизировать с количеством сместившихся полос на экране эфирометра.. и использовать в дальнейшем для подсчёта скорости потока эфира.
Хотя при такой автоматизации подсчёта можно вывести методику вычисления скорости потока уже по разнице количеств получаемых импульсов на зеркалах. И чем большая частота модуляции может быть применена, тем точнее будут измерения.
Есть конечно ВОПРОС: - А как скажется модуляция исходного луча лазера на самой картине интерференции? Особенно тогда , когда частота модуляции приблизится по размерам к «длине когерентности» - не будет ли излишняя частота модуляции разрушать саму интерференцию? Поскольку в теории считается, что длина когерентности определяется временем когерентности «т.е, интервалом времени, в течение которого фазу и амплитуду волны лазера можно считать постоянными».
Для хороших лазеров ширина линии излучения составляет ;; = 2 х 10 в минус 3 степени нм. И при этом длина когерентности равно примерно 20 сантиметрам.. исходя из практики у меня с моими полупроводниковыми лазерами длина когерентно примерно 2 миллиметра.. Что означает , что ширина линии излучения примерно один ангстрем.. Тогда наверное можно модулировать лазер до частоты 10 в 9 степени ..? Но я думаю, что модуляция на 10 мГч-ах ( 10 в 7 степени) будет работать нормально.. В том смысле, модулирование в 10 мегагерц никак не повлияет на качество интерференционной картины..
Более подробная методика подсчёта полос у меня пока не складывается, поскольку я пока не представляю как работают сами счётчики таких импульсов..
С модуляторами логика работы более-менее понятна. И я даже нашел в Китае фирму, которая изготавливает подобные модуляторы , которые могут модулировать лазерный луч, и как раз для интерферометрии до 12 гигагерц.
ROF-PM 780nm Phase modulator
ROF-PM series 780nm lithium niobate electro-optic phase modulator adopts advanced proton exchange technology, with low insertion loss, high modulation bandwidth, low half-wave voltage other characteristics, mainly used in space optical communication system, cesium atomic time reference, spectrum broadening, interferometry, and other fields.
Features
ROF-PM 780nm Фазовый модулятор литий-ниобатовый Электрооптический фазовый модулятор серии ROF-PM 780 нм использует передовую технологию протонного обмена с низкими вставными потерями, высокой полосой пропускания модуляции, низким полуволновым напряжением других характеристик, в основном используемых в космической оптической системе связи, цезиевой атомной привязке времени, расширении спектра, интерферометрии и других областях.
Но единственно, что работает такой модулятор в диапазоне более 760 нм… А в моих эфирометрах длина волны лазера - 650 нм… и не попадает в диапазон работы конкретно этого модулятора..
А фабрика, которая изготавливает такие модуляторы называется
We Manufacture
Electri-optic Integrated Modulators
И общение там предполагается на китайском языке.. Послать вопрос о том, могут ли они произвести модуляторы для меньших длин волн лазера и сколько это будет стоить пока не удалось сделать. НЕпонятна схема и источник питания..
Внешний вид тоже представлен как-то весьма неразборчиво
Что касается выбранного модулятора, то он представлен так: (см. рисунок ниже)
Есть непонятное место в этих приборах : они предназначены для использования в оптоволоконных линиях связи и, наверное, к довольно маломощным потокам лазерного излучения. Удастся ли просто поместить такой модулятор на линию луча в интерферометре, запитав его вроде как от батареек с вольтажом 5 В.??? Возможно ли управление модуляцией , для установки прибора, например в 10-ти мегагерцовый диапазон?
Сайт фабрики http://www.rof-oc.com/
А вот , что касается счётчиков импульсов, то пока ничего не удалось найти, эта фабрика Рофея ничего для подсчётов импульсов не предлагает. Но как-то и чем-то они же определяют частоту модулирования?? Но для этого у них возможно применяются не обязательно миниатюрные приборы, типа модулятора, а большие стационарные частотометры..
Зато на АлиЭкспересс предлагается несколько вариантов частотомеров. Например:
60 МГц полный генератор сигналов с ЧПУ двухканальный DDS функция произвольной формы импульсный источник сигнала Частотный метр JDS2900
JDS2900 цифровой двухканальный DDS функция генератор сигналов произвольной формы, с небольшим размером, легко носить с собой, хорошая стабильность и другие характеристики, два канала полностью независимы, все параметры могут быть выполнены одновременно; может выводить функциональный сигнал, импульсный сигнал, сигналы, Цифровые сигналы и пользовательские сигналы произвольной формы, и имеет функцию счетчика и измерения сигнала; Использование крупномасштабных интегральных схем FPGA, высокоскоростные микропроцессоры MCU и Высокоточный осциллятор в качестве основы внутренних цепей, сигнал более стабильный. Технология SMT может значительно улучшить защиту от помех и срок службы инструмента; Электронные инженеры, электронные лаборатории, научно-исследовательские учреждения и электронные энтузиасты, достойные оборудования.
С Алиэкспресс
Или вот такой: Высокоточный цифровой счетчик частоты с ЖК-дисплеем 0802, 1-500 МГц, тестер частоты, модуль для любительского радио, внутренней связи
Этот счетчик частоты широко используется для тестирования частоты с очень высокой точностью. Широкий диапазон измерения частоты: 1 ~ 500 МГц, разрешение 100 Гц. 0802 ЖК-дисплей с подсветкой и цвет подсветки, как правило, желто-зеленый.
Особенности:
Высокая надежность и надежное качество.
Широкий диапазон: 1 ~ 500 МГц, разрешение 100 Гц.
0802 ЖК-дисплей, низкое энергопотребление.
Стандартный интерфейс для легкого соединения с другими тестами или антеннами.
Вход осуществляется через гнездо SMA (гнездо).
Характеристики:
Цвет: темно-зеленый
Материал: PCB + FR4
Режим питания: аккумулятор 9 В (не входит в комплект)
Дисплей: 38*16 мм ЖК-дисплей
Диапазон частот: 1 ~ 500 МГц, разрешение 100 Гц
Размер изделия: 60*33*26,5 мм/2,36*1,30 * 1.04in
Вес изделия: 45 г/1,54 унций
Который наиболее приемлем по цене , стоит 600 рублей и весит всего 45 грамм.. Но имеет точность до 100 Гц. Первый частотометр стоит более 6 тысяч рублей , но является двухканальным. Что вероятно позволит вывести на экран показания частоты сразу на обеих экранах.
И в том и другом случае непонятно возможен ли вывод на компьютер??
И, наверное, главный вопрос: для получения электрического сигнала нужен ещё и блок приёма фотосигнала с преобразованием его в электрический. Но вероятно есть такие блоки на Алиэкспресс..
Фото 1. Принципиальная схема электронного эфирометра Пепина.
Выше на фото 1 приводится принципиальная схема электронного эфирометра Пепина.. Как сказано выше - оптическая часть эфирометра сохраняется, как для визуального подсчёта смещающихся полос, так и для контроля того, что эфирометр настроен и синхронно отмеряет количество сместившихся полос в соответствии с регистрацией индициируемых на частотометрах на зеркалах 1 и 2.
Как видите за зеркалами 1 и 2 установлены частотометры, это схематично. Частотометр может быть , например, двухканальным и установлен в районе экрана Эинд., чтоб можно было на видеокамеру снимать ОДНОВРЕМЕННО и смещение полос и изменение показаний индикаторов частотометра..
На плече источника света между лазером и светоделителем установлен модулятор, который грубо говоря «рубит» исходный, первоначальный луч лазера на куски..= импульсы. Которые должны подсчитать частотометры, установленные своими фотоприёмниками на зеркалах 1 и 2.
В процессе рисования схемы для Фото 1 пришла мысль, что вместо модулятора можно использовать импульсные лазеры, которые уже имеют заводскую соответствующей частоты промодулированное излучение. НО, неизвестно, производятся ли такие , подходящие по частоте, длине волны и мощности лазеры..
Полазив по интернету, нашёл китайскую фабрику, которая производит зелёные лазеры для указок с длиной волной 532 нм. И с мощностью от 5 до 50 мВт.. Написал им электронный заказ на 5 таких лазерных модулей .. Попутно задал вопрос могут ли они изготавливать (или может быть изготавливают) импульсные лазеры с частотой от 1 до 10 мГц. Но ответа пока от них нет..
Таким образом в этой статье остановимся на том, что принципиально определена возможность создания электронного эфирометра Пепина. При определении приборного наполнения, необходимо бы ещё предусмотреть вывод данных на компьютер или ноутбук но какому либо интерфейсу (протоколу) передачи данных, для автоматизированной обработки данных.. наряду с возможностью электронного управления вращение эфирометра и электронно-программным управлением наклоном эфирометра над горизонтом и ориентации эфирометра по азимуту ( по сторонам света).
Параграф 2. Текущие измерения потоков эфира в сентябре-октябре 22 года.
Результаты сведены в набор круговых диаграмм , представленных на Фото 2.
Фото 2 . Круговые диаграммы 5 и 21 сентября и 2 октября 22 г. Диаграммы по датам разделены оранжево-синими линиями.
Собственно вся информация представлена по потокам и их скорости и форме на этой фотографии диаграмм. Подписано на каких эфирометрах и когда были сделаны замеры. Разве что напомню , что эфирометр ЭП№1 ориентирован в плоскости вращения Восток -Запад, а эфирометр ЭП№6 при замерах 21 сентября был ориентирован в плоскости вращения Север-Юг.
В целом сообщу, что в сентябре не произошло никаких радикальных перемен в формах и скорости потоков эфира, которые наблюдались в сентябре 20 и 21 годов.
А сами потоки отличались нестабильностью, почти сплошной нестабильностью, которая не позволила ещё в 3-4 случаях произвести замеры потоков эфира.. Нестабильность проявлялась в форме подёргиваний и в форме исчезновения резкости интерференционной картины.. Иногда пульсации интерференционной картины были похожи на пульс человека, то есть картинка передёргивалась в ритм сердечного пульса. По крайней мере у меня возникло такое ощущение..
Более подробно вы можете увидеть и услышать на видео, которое будет выложено в Ютубе по адресу::
Видео продолжительностью 21 минуту с лишним содержит 3 фрагмента контрольных замеров потоков эфира.
Первый фрагмент снят 2 октября 22 года – замер на эфирометре ЭП№1 . Получено в верхнем полукруге - 94 смещённых полосы, в нижнем полукруге - 107 полос.. При этом сектора стабильности , как видите на диаграмме в нижнем левом углу на Фото 2. Довольно узкие..
Второй фрагмент снят 21 сентября - на том же эфирометре ЭП№1 в том же стандартном положении, в котором он находился в начале сентября. Последняя съёмка перед этим была проведена 5 сентября . Верхний полукруг - 89 полос , нижний полукруг - 95 полос.
Третий фрагмент снят на эфирометре ЭП№6 22 сентября 22 года.. расположение которого было перпендикулярно ориентации эфирометра ЭП№1 и ЭП№6 вращается в плоскости , как я писал выше, Север -Юг. В этот же день снять показания на ЭП№1 , по помехи и пульсации были настолько велики, что посчитать смещающиеся полосы было просто невозможно. Поэтому я и предпринял попытку снять замеры потоков эфира на ЭП№6..
Кроме того хотелось посмотреть как ведут себя потоки в день осеннего равноденствия, который как раз приходится на 21 - 22 сентября. Оказалось, что в этом году никаких перемен радикальных не произошло..
Напоследок добавлю, что думаю, что в электронной версии эфирометра Пепина таких помех не должно быть, потому что импульсы лазерного луча будут измеряться до их участия в интерференции. А помехи возникают как раз в интерференционном луче: если закрыть один из измерительных лучей, то помехи на таком луче не заметны, или так малы, что глазом не фиксируются..