acousto-optic time integrating convolver

مُضاعِف الزمن المُتكامل صوتي-بصري: أداة قوية لمعالجة الإشارات

يُعدّ **مُضاعِف الزمن المُتكامل صوتي-بصري (AOTIC)** جهازًا يستخدم تفاعل الموجات الضوئية والصوتية لإجراء عملية الالتواء الرياضية. يُشاطر الجهاز الكثير من أوجه الشبه مع نظيره، **مُتَآثِر الزمن المُتكامل صوتي-بصري (AOTIC)**، إلا أنه بدلاً من حساب الارتباط بين إشارتين، يقوم AOTIC بإجراء الالتواء. يُنعكس هذا الاختلاف في تطبيقاته، مما يجعل AOTIC أداة قوية لمختلف مهام معالجة الإشارات.

كيف يعمل:

يُعد مُعدّل صوتي-بصري (AOM) عنصرًا أساسيًا في AOTIC، وهو جهاز يُستغل تفاعل الموجات الصوتية والضوئية. عند تطبيق إشارة كهربائية على AOM، يُنتج موجة صوتية متناظرة تنتقل عبر بلورة. تُحدث موجة الصوت هذه تعديلًا دوريًا في معامل انكسار البلورة، بحيث تعمل كشبكة حيود ديناميكية للضوء الساقط.

تُبدأ عملية AOTIC بإدخال إشارة (إشارة مرجعية) إلى AOM، مما يُنتج موجة صوتية مقابلة. ثم تُوجه الإشارة الثانية (إشارة الإدخال) على شكل ضوء عبر AOM. بينما يمر الضوء عبر البلورة المعدلة بموجات الصوت، فإنه يُعاني من الحيود، مما يؤدي إلى تشكيل أشعة متعددة. ثم تُسلّط هذه الأشعة على كاشف ضوئي، والذي يُدمج شدة الضوء بمرور الوقت. يُمثل خرج الكاشف الضوئي التواء إشارة الإدخال مع الإشارة المرجعية.

التطبيقات:

يُجد AOTIC تطبيقاته في مختلف المجالات نظرًا لقدرته على إجراء الالتواء في الوقت الفعلي:

• معالجة إشارات الرادار: يُمكن استخدام AOTIC في أنظمة الرادار لضغط النبضات، مما يُحسّن دقة المدى ونسبة الإشارة إلى الضوضاء.
• أنظمة الاتصالات: يُمكن استخدام AOTIC في أنظمة الاتصالات لتحقيق فك تشفير الإشارات، و معادلة التشوهات، وإلغاء التداخل.
• التصوير الطبي: يُمكن استخدام AOTIC في أنظمة التصوير الطبي لأداء مهام معالجة الصور مثل اكتشاف الحواف وتقليل الضوضاء.
• استكشاف الزلازل: يُمكن استخدام AOTIC في استكشاف الزلازل لمعالجة البيانات الزلزالية وتحديد الهياكل تحت الأرض.

المزايا:

يُقدم AOTIC العديد من المزايا مقارنةً بطرق الالتواء الإلكترونية التقليدية:

• معالجة في الوقت الفعلي: يُمكن لـ AOTIC إجراء الالتواء في الوقت الفعلي، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب معالجة سريعة.
• معالجة متوازية: يستخدم AOTIC معالجة متوازية، مما يُمكّنه من التعامل مع كميات كبيرة من البيانات بكفاءة.
• نطاق تردد عالي: يُمكن لـ AOTIC التعامل مع الإشارات ذات نطاقات التردد العالية، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب معدلات بيانات سريعة.
• مرونة: يُمكن تعديل AOTIC بسهولة لمعالجة أنواع مختلفة من الإشارات من خلال ضبط إشارة المرجعية المُطبّقة على AOM.

الاستنتاج:

يُعد مُضاعِف الزمن المُتكامل صوتي-بصري (AOTIC) جهازًا مُتعدد الاستخدامات وقويًا لمعالجة الإشارات مع مجموعة واسعة من التطبيقات. قدرته على إجراء الالتواء في الوقت الفعلي، ونطاق تردده العالي، ومرونته تجعله خيارًا مثاليًا لمجموعة متنوعة من مهام معالجة الإشارات. مع التطورات التكنولوجية، يُعدّ AOTIC جاهزًا للعب دور أكثر أهمية في تطبيقات معالجة الإشارات المستقبلية.