عاكس ضوئي
العاكس الرجعي (يُسمى أحيانًا عاكسًا رجعيًا أو عاكسًا ضوئيًا ) هو جهاز أو سطح يعكس الضوء أو الإشعاع الآخر إلى مصدره بأقل قدر من التشتت . يعمل هذا العاكس ضمن نطاق واسع من زوايا السقوط ، على عكس المرآة المستوية التي لا تعمل إلا إذا كانت عمودية تمامًا على جبهة الموجة، أي بزاوية سقوط صفرية. ولأنه عاكس موجه، يكون انعكاسه أكثر سطوعًا من انعكاس العاكس المنتشر . تُعد العواكس الزاوية وعواكس عين القط من أكثر الأنواع استخدامًا.
الأنواع
هناك عدة طرق للحصول على الانعكاس العكسي: [ 1 ]
عاكس الزاوية
تعمل مجموعة من ثلاثة أسطح عاكسة متعامدة، موضوعة لتشكيل الزاوية الداخلية لمكعب، كعاكس ارتدادي. تشكل متجهات الأوجه العمودية الثلاثة المتناظرة لأضلاع الزاوية أساسًا ( x ، y ، z ) لتمثيل اتجاه أي شعاع وارد، [ a ، b ، c ] . عندما ينعكس الشعاع من الضلع الأول، ولنقل x، ينعكس مركبه x ، a ، ليصبح -a ، بينما يبقى مركباه y و z دون تغيير. لذلك، عندما ينعكس الشعاع أولاً من الجانب x ثم الجانب y وأخيراً من الجانب z، فإن اتجاه الشعاع ينتقل من [ a , b , c ] إلى [ −a , b , c ] إلى [ −a , −b , c ] إلى [ −a , −b , −c ] ويغادر الزاوية مع انعكاس جميع مكونات اتجاهه الثلاثة تماماً.
توجد عاكسات الزاوية بنوعين. في النوع الأكثر شيوعًا، تكون الزاوية هي الزاوية المقطوعة لمكعب مصنوع من مادة شفافة كالزجاج البصري التقليدي. في هذا النوع، يتحقق الانعكاس إما بالانعكاس الداخلي الكلي أو بتغطية أسطح المكعب الخارجية بالفضة. أما النوع الثاني فيستخدم مرايا مستوية متعامدة تحيط بفراغ هوائي. يتميز هذان النوعان بخصائص بصرية متشابهة.
يمكن تشكيل عاكس رجعي كبير ورقيق نسبيًا عن طريق دمج العديد من العواكس الصغيرة في الزوايا، باستخدام التبليط السداسي القياسي .
عين القطة
نوع آخر شائع من العواكس الرجعية يتكون من عناصر بصرية كاسرة ذات سطح عاكس، مرتبة بحيث يتطابق السطح البؤري للعنصر الكاسر مع السطح العاكس، والذي يكون عادةً كرة شفافة ، ومرآة كروية (اختياريًا). في التقريب المحوري ، يمكن تحقيق هذا التأثير بأقل تباعد باستخدام كرة شفافة واحدة عندما يكون معامل انكسار المادة مساويًا لواحد زائد معامل انكسار الوسط الذي يسقط منه الإشعاع (n<sub> i </sub> يساوي تقريبًا 1 للهواء). في هذه الحالة، يتصرف سطح الكرة كمرآة كروية مقعرة ذات انحناء مناسب للانعكاس الرجعي. عمليًا، قد يكون معامل الانكسار الأمثل أقل من n<sub> i</sub> + 1 ≅ 2 لعدة عوامل. أحدها، أنه يُفضل أحيانًا وجود انعكاس رجعي غير مثالي ومتباعد قليلًا، كما هو الحال في إشارات المرور، حيث تختلف زوايا الإضاءة عن زوايا الرؤية. بسبب الزيغ الكروي ، يوجد أيضًا نصف قطر من المحور المركزي تتركز عنده الأشعة الساقطة في مركز السطح الخلفي للكرة. وأخيرًا، تتميز المواد ذات معامل الانكسار العالي بمعاملات انعكاس فرينل أعلى، لذا تقل كفاءة اقتران الضوء من المحيط بالكرة كلما زاد معامل الانكسار. وبالتالي، تتراوح معاملات انكسار الخرزات العاكسة التجارية من حوالي 1.5 (في أنواع الزجاج الشائعة) إلى حوالي 1.9 (في زجاج تيتانات الباريوم الشائع ).
يمكن حل مشكلة الزيغ الكروي في عدسة عين القطة الكروية بطرق مختلفة، إحداها هي تدرج معامل الانكسار المتناظر كرويًا داخل الكرة، كما هو الحال في تصميم عدسة لونيبيرغ . عمليًا، يمكن تقريب ذلك بنظام كروي متحد المركز. [ 2 ]
لأن انعكاس الجانب الخلفي للكرة غير المطلية غير مثالي، فمن الشائع إضافة طلاء معدني إلى النصف الخلفي من الكرات العاكسة لزيادة الانعكاس، ولكن هذا يعني أن الانعكاس العكسي يعمل فقط عندما تكون الكرة موجهة في اتجاه معين.
يستخدم شكل بديل من عاكس عين القط عدسة عادية مركزة على مرآة منحنية بدلاً من كرة شفافة، على الرغم من أن هذا النوع محدود للغاية في نطاق زوايا السقوط التي يعكسها.
يُشتق مصطلح "عين القط" من تشابه عاكس الضوء في عين القط مع النظام البصري المسؤول عن ظاهرة "العيون المتوهجة" أو لمعان العين المعروفة لدى القطط والفقاريات الأخرى (والتي تعكس الضوء فقط، وليست متوهجة فعليًا). يشكل كل من عدسة العين والقرنية نظامًا انكساريًا مُجمّعًا، بينما تُشكّل الطبقة العاكسة خلف الشبكية المرآة الكروية المقعرة. ولأن وظيفة العين هي تكوين صورة على الشبكية، فإن العين التي تُركّز على جسم بعيد يكون سطحها البؤري مُطابقًا تقريبًا لبنية الطبقة العاكسة ، وهو الشرط اللازم لتكوين انعكاس خلفي جيد.
يمكن أن يتكون هذا النوع من العاكسات الرجعية من نسخ مصغرة متعددة لهذه الهياكل مدمجة في صفيحة رقيقة أو في الطلاء. في حالة الطلاء المحتوي على خرز زجاجي، يلتصق الخرز بالسطح المطلوب انعكاسه الرجعي، ويبرز الخرز، ويبلغ قطره ضعف سمك الطلاء تقريبًا.
مرآة الطور المترافق
ثمة طريقة ثالثة، أقل شيوعًا بكثير، لإنتاج عاكس ارتدادي، وهي استخدام ظاهرة الاقتران الطوري غير الخطية . تُستخدم هذه التقنية في الأنظمة البصرية المتقدمة ، مثل الليزر عالي الطاقة وخطوط النقل الضوئية . تعكس المرايا ذات الاقتران الطوري [ 3 ] الموجة الواردة بحيث تتبع الموجة المنعكسة المسار الذي سلكته سابقًا بدقة، وتتطلب هذه التقنية جهازًا معقدًا ومكلفًا نسبيًا، فضلًا عن كميات كبيرة من الطاقة (إذ لا تكون العمليات البصرية غير الخطية فعالة إلا عند شدة عالية كافية). مع ذلك، تتميز المرايا ذات الاقتران الطوري بدقة أكبر بكثير في اتجاه الانعكاس الارتدادي، وهي دقة محدودة في العناصر السلبية بسبب الدقة الميكانيكية للتصميم.
عملية
العاكسات الرجعية هي أجهزة تعمل عن طريق إعادة الضوء إلى مصدره في نفس اتجاهه. معامل شدة الإضاءة ( R I ) هو مقياس أداء العاكس، ويُعرَّف بأنه نسبة شدة الضوء المنعكس (شدة الإضاءة) إلى كمية الضوء الساقط على العاكس (الإضاءة العمودية). يبدو العاكس أكثر سطوعًا كلما زادت قيمة R I الخاصة به . [ 1 ]
تعتمد قيمة معامل الانكسار (R I) للعكس على لونه وحجمه وحالته. وتُعدّ العواكس الشفافة أو البيضاء الأكثر كفاءة، وتبدو أكثر سطوعًا من الألوان الأخرى. وتتناسب مساحة سطح العاكس طرديًا مع قيمة معامل الانكسار ، التي تزداد بزيادة مساحة السطح العاكس. [ 1 ]
تعتمد قيمة R I أيضًا على الهندسة المكانية بين الراصد ومصدر الضوء والعاكس. يوضح الشكلان 1 و2 زاوية الرؤية وزاوية الدخول بين مصابيح السيارة الأمامية والدراجة والسائق. زاوية الرؤية هي الزاوية المتكونة بين شعاع الضوء وخط نظر السائق. وتعتمد زاوية الرؤية على المسافة بين المصابيح الأمامية وعين السائق، والمسافة إلى العاكس. يستخدم مهندسو المرور زاوية رؤية تبلغ 0.2 درجة لمحاكاة هدف عاكس على بعد حوالي 800 قدم أمام سيارة ركاب. مع ازدياد زاوية الرؤية، يقل أداء العاكس. على سبيل المثال، توجد مسافة كبيرة بين مصباح الشاحنة الأمامي وعين السائق مقارنةً بسيارة الركاب. يبدو عاكس الدراجة أكثر سطوعًا لسائق سيارة الركاب منه لسائق الشاحنة عند نفس المسافة من السيارة إلى العاكس. [ 1 ]
يشكل شعاع الضوء والمحور العمودي للعكس، كما هو موضح في الشكل 2، زاوية الدخول. وتعتمد زاوية الدخول على اتجاه العاكس بالنسبة لمصدر الضوء. فعلى سبيل المثال، تكون زاوية الدخول بين سيارة تقترب من دراجة هوائية عند تقاطع يفصل بينهما 90 درجة أكبر من زاوية الدخول لدراجة هوائية تقف مباشرة أمام سيارة على طريق مستقيم. ويبدو العاكس أكثر سطوعًا للمشاهد عندما يكون في خط مستقيم مع مصدر الضوء. [ 1 ]
يعتمد سطوع العاكس أيضًا على المسافة بين مصدر الضوء والعاكس. عند زاوية رصد معينة، كلما قلت المسافة بين مصدر الضوء والعاكس، زادت كمية الضوء الساقط على العاكس. وهذا بدوره يزيد من كمية الضوء المنعكس إلى الراصد، فيبدو العاكس أكثر سطوعًا. [ 1 ]
التطبيقات
على الطرق
يُستخدم الانعكاس الرجعي (أو ما يُسمى أحيانًا بالانعكاس العكسي) على أسطح الطرق ، وإشارات المرور ، والمركبات ، والملابس (في أجزاء كبيرة من ملابس السلامة الخاصة ، وبدرجة أقل على المعاطف العادية). عندما تُضيء مصابيح السيارة الأمامية سطحًا عاكسًا رجعيًا، يتجه الضوء المنعكس نحو السيارة وسائقها (بدلًا من انتشاره في جميع الاتجاهات كما هو الحال مع الانعكاس المنتشر ). مع ذلك، لا يستطيع المشاة رؤية الأسطح العاكسة رجعيًا في الظلام إلا إذا كان هناك مصدر ضوء مباشر بينهم وبين العاكس (مثل مصباح يدوي يحملونه) أو خلفهم مباشرة (مثل سيارة تقترب من الخلف). تُعدّ " عيون القطط " نوعًا خاصًا من العواكس الرجعية المدمجة في سطح الطريق، وتُستخدم بشكل رئيسي في المملكة المتحدة وأجزاء من الولايات المتحدة .
تُعد العاكسات الزاوية أفضل في إعادة الضوء إلى المصدر عبر مسافات طويلة، بينما تُعد الكرات أفضل في إرسال الضوء إلى جهاز استقبال خارج المحور إلى حد ما من المصدر، كما هو الحال عندما ينعكس الضوء من المصابيح الأمامية إلى عيني السائق .
يمكن تثبيت العواكس الضوئية في الطريق (بمستوى سطح الطريق)، أو يمكن رفعها فوقه. وتكون العواكس المرتفعة مرئية من مسافات بعيدة جدًا (عادةً من 0.5 إلى 1 كيلومتر أو أكثر)، بينما لا تُرى العواكس الغائرة إلا من مسافات قريبة جدًا نظرًا للزاوية العالية المطلوبة لعكس الضوء بشكل صحيح. ولا تُستخدم العواكس المرتفعة عمومًا في المناطق التي تشهد تساقطًا للثلوج بانتظام خلال فصل الشتاء، لأن كاسحات الثلج قد تقتلعها من الطرق. كما أن الضغط على الطرق الناتج عن مرور السيارات فوق الأجسام المثبتة فيها يُسهم في تسريع تآكلها وتكوّن الحفر .
لذا، تحظى الدهانات العاكسة للضوء على الطرق بشعبية واسعة في كندا وأجزاء من الولايات المتحدة، إذ لا تتأثر بمرور كاسحات الثلج ولا تؤثر على السطح الداخلي للطريق. وعندما يسمح الطقس بذلك، يُفضل استخدام العواكس المدمجة أو البارزة لأنها تدوم لفترة أطول بكثير من دهانات الطرق التي تتأثر بالعوامل الجوية، وقد تُحجب بالرواسب أو الأمطار، وتتآكل بفعل مرور المركبات.
للحصول على اللافتات
بالنسبة لإشارات المرور وسائقي المركبات، يُعدّ ضوء المصابيح الأمامية للمركبة مصدر الضوء، حيث يُرسل الضوء إلى واجهة إشارة المرور ثم يعود إلى سائق المركبة. تُصنع واجهات إشارات المرور العاكسة للضوء باستخدام خرز زجاجي أو عاكسات موشورية مُدمجة في طبقة أساسية، بحيث تعكس الواجهة الضوء، مما يجعل الإشارة أكثر سطوعًا ووضوحًا لسائق المركبة في ظروف الإضاءة الخافتة. ووفقًا للإدارة الوطنية الأمريكية لسلامة المرور على الطرق السريعة (NHTSA)، يُشير منشور "حقائق السلامة المرورية 2000" إلى أن معدل الحوادث المميتة يزيد بمقدار 3-4 مرات خلال حوادث الليل مقارنةً بحوادث النهار.
يعتقد الكثيرون خطأً أن خاصية الانعكاس الخلفي مهمة فقط أثناء القيادة الليلية. مع ذلك، في السنوات الأخيرة، ألزمت العديد من الولايات والهيئات بتشغيل المصابيح الأمامية في الأحوال الجوية السيئة كالمطر والثلج. ووفقًا لإدارة الطرق السريعة الفيدرالية الأمريكية (FHWA): يقع ما يقارب 24% من حوادث المركبات خلال الأحوال الجوية السيئة (المطر، والبرد، والثلج، والضباب). وتُشكل حوادث الأمطار 47% من الحوادث المرتبطة بالطقس. وتستند هذه الإحصائيات إلى متوسطات 14 عامًا، من 1995 إلى 2008.
يشترط دليل أجهزة التحكم المروري الموحدة الصادر عن إدارة الطرق السريعة الفيدرالية (FHWA) أن تكون اللافتات إما مضاءة أو مصنوعة من مواد عاكسة للضوء، ومع أن معظم اللافتات في الولايات المتحدة مصنوعة من هذه المواد، إلا أنها تتدهور بمرور الوقت. وحتى الآن، كانت المعلومات المتوفرة لتحديد مدة بقاء خاصية الانعكاس الضوئي قليلة. ويشترط الدليل الآن على الجهات المعنية صيانة لافتات المرور وفقًا لمستويات دنيا محددة، مع توفير مجموعة متنوعة من أساليب الصيانة التي يمكن للجهات استخدامها لضمان الامتثال. ولا تعني متطلبات الحد الأدنى للانعكاس الضوئي أن على الجهة قياس كل لافتة، بل يصف الدليل الجديد الأساليب التي يمكن للجهات استخدامها للحفاظ على انعكاس لافتات المرور عند المستويات الدنيا أو أعلى منها.
في كندا ، يمكن استبدال إضاءة المطارات بعواكس ضوئية ملونة بشكل مناسب، وأهمها العواكس الضوئية البيضاء التي تحدد حواف المدرج، والتي يجب أن تكون مرئية للطائرات المجهزة بأضواء الهبوط من مسافة تصل إلى ميلين بحريين. [ 4 ]
السفن والقوارب ومعدات الطوارئ
يُعتبر الشريط العاكس للضوء معتمدًا وموصى به من قِبل الاتفاقية الدولية لسلامة الأرواح في البحار ( SOLAS ) نظرًا لقدرته العالية على عكس كلٍ من الضوء وإشارات الرادار . يُسهّل استخدامه على قوارب النجاة وأجهزة الطفو الشخصية وغيرها من معدات السلامة تحديد مواقع الأشخاص والأشياء في الماء ليلًا. وعند استخدامه على أسطح القوارب، يُنتج بصمة رادارية أكبر ، لا سيما للقوارب المصنوعة من الألياف الزجاجية، والتي تُنتج انعكاسًا راداريًا ضئيلًا جدًا بطبيعتها. يتوافق هذا الشريط مع لوائح المنظمة البحرية الدولية، IMO Res. A.658 (16)، ويُطابق مواصفات خفر السواحل الأمريكي 46 CFR الجزء 164، الجزء الفرعي 164.018/5/0. ومن الأمثلة على المنتجات المتوفرة تجاريًا: منتجات 3M برقمي 3150A و6750I، وOrafol Oralite FD1403.
المسح
في أعمال المسح ، يُثبّت عاكس ضوئي - يُشار إليه عادةً باسم موشور - على عمود المسح ويُستخدم كهدف لقياس المسافة ، كما في محطات المسح الشاملة . يقوم مُشغّل الجهاز أو الروبوت بتوجيه شعاع ليزر نحو العاكس الضوئي. يقيس الجهاز زمن انتشار الضوء ويحوله إلى مسافة. تُستخدم المناشير مع أنظمة المسح وأنظمة مراقبة النقاط ثلاثية الأبعاد لقياس التغيرات في الموضع الأفقي والرأسي لنقطة ما. يمكن أيضًا استخدام موشورين كأهداف لقياس الزوايا ، باستخدام محطات المسح الشاملة أو أجهزة الثيودوليت الأبسط ؛ هذا الاستخدام، الذي يُشبه استخدام الهليوتروب ، لا يتضمن انعكاسًا ضوئيًا بحد ذاته، بل يتطلب فقط رؤية من خلال أي مصدر إضاءة (مثل الشمس) للتصويب المباشر على مركز الموشور الهدف كما يُرى من الجهاز البصري.
في الفضاء
على سطح القمر
ترك رواد الفضاء في مهمات أبولو 11 و 14 و 15 عاكسات ضوئية على سطح القمر كجزء من تجربة قياس المسافة بالليزر القمري . كما حملت المركبتان السوفيتيتان لونخود 1 ولونخود 2 مصفوفات أصغر. في البداية، استُقبلت إشارات منعكسة من لونخود 1 ، ولكن لم تُكتشف أي إشارات عائدة من عام 1971 حتى عام 2010، ويعود ذلك جزئيًا على الأقل إلى عدم اليقين بشأن موقعها على سطح القمر. في عام 2010، عُثر عليها في صور التقطها مسبار استطلاع القمر المداري ، وأُعيد استخدام العاكسات الضوئية. لا تزال مصفوفة لونخود 2 تُرسل إشارات إلى الأرض. [ 5 ] حتى في ظل ظروف رؤية جيدة، لا يُستقبل سوى فوتون منعكس واحد كل بضع ثوانٍ. وهذا ما يجعل مهمة ترشيح الفوتونات المُولّدة بالليزر من الفوتونات الطبيعية مهمة صعبة. [ 6 ]
هبطت مركبة الهبوط "فيكرام" التابعة لمهمة "تشاندرايان-3" على سطح القمر ، حاملةً جهاز مصفوفة عاكس الليزر (LRA) الذي وفّره مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا، وذلك في إطار تعاون دولي مع منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO ). وفي 12 ديسمبر 2023، تمكّن مسبار استطلاع القمر المداري بنجاح من رصد نبضات الليزر المرسلة من مركبة الهبوط "فيكرام". [ 7 ]
على المريخ
تم دمج جهاز مماثل، وهو مصفوفة العاكس الليزري (LaRA)، في مركبة المريخ الجوالة "برسيفيرانس ". وقد صمم هذا العاكس المعهد الوطني للفيزياء النووية في إيطاليا، الذي قام ببناء الجهاز نيابة عن وكالة الفضاء الإيطالية .
في الأقمار الصناعية
تحمل العديد من الأقمار الصناعية عاكسات ضوئية لتسهيل تتبعها من المحطات الأرضية . وقد صُممت بعض الأقمار خصيصًا لقياس المسافة بالليزر. تُعدّ أقمار LAGEOS ، أو أقمار الجيوديناميكا الليزرية، سلسلة من أقمار البحث العلمي المصممة لتوفير معيار قياس المسافة بالليزر في مداراتها، وذلك لإجراء دراسات جيوديناميكا الأرض. [ 8 ] يوجد قمران فضائيان من طراز LAGEOS: LAGEOS-1 [ 9 ] (أُطلق عام 1976)، وLAGEOS-2 (أُطلق عام 1992). يستخدم هذان القمران عاكسات ضوئية مكعبة الزوايا مصنوعة من زجاج السيليكا المنصهر. وحتى عام 2020، كان كلا القمرين لا يزالان في الخدمة. [ 10 ] أُطلقت ثلاثة أقمار صناعية من طراز STARSHINE مزودة بعاكسات ضوئية بدءًا من عام 1999. أما القمر الصناعي LARES فقد أُطلق في 13 فبراير 2012. (انظر أيضًا: قائمة أقمار قياس المسافة بالليزر ).
تشمل الأقمار الصناعية الأخرى عاكسات ارتدادية لمعايرة المدار [ 11 ] وتحديد المدار، [ 12 ] كما هو الحال في الملاحة عبر الأقمار الصناعية (مثل جميع أقمار غاليليو ، [ 13 ] ومعظم أقمار غلوناس ، [ 14 ] وأقمار IRNSS ، [ 15 ] وبيدو ، [ 16 ] و QZSS ، [ 17 ] وقمرين صناعيين لنظام تحديد المواقع العالمي GPS [ 18 ] )، وكذلك في قياس الجاذبية عبر الأقمار الصناعية ( GOCE [ 19 ] ) وقياس الارتفاع عبر الأقمار الصناعية (مثل TOPEX/Poseidon و Sentinel-3 [ 20 ] ). ويمكن أيضًا استخدام العاكسات الارتدادية لتحديد المدى بالليزر بين الأقمار الصناعية بدلاً من التتبع الأرضي (مثل GRACE-FO ). [ 21 ]
وُضِعَ القمر الصناعي العاكس الكروي BLITS (عدسة كروية في الفضاء) في مداره كجزء من عملية إطلاق سويوز في سبتمبر 2009 [ 22 ] بواسطة وكالة الفضاء الفيدرالية الروسية، بمساعدة الخدمة الدولية لقياس المدى بالليزر ، وهي هيئة مستقلة تأسست في الأصل من قِبَل الرابطة الدولية للجيوديسيا والاتحاد الفلكي الدولي ولجان دولية. [ 23 ] يقع المكتب المركزي للخدمة الدولية لقياس المدى بالليزر في مركز غودارد لرحلات الفضاء بالولايات المتحدة . طُوِّرَ العاكس، وهو نوع من عدسات لونيبورغ ، وصُنِعَ من قِبَل معهد هندسة الأدوات الدقيقة (IPIE) في موسكو. توقفت المهمة في عام 2013 بعد اصطدامه بحطام فضائي . [ 24 ] [ 25 ]
الاتصالات الضوئية في الفضاء الحر
تُعدّ العواكس الرجعية المُعدَّلة، التي يتغير فيها معامل الانعكاس بمرور الوقت بطريقة ما، موضوعًا للبحث والتطوير في شبكات الاتصالات الضوئية في الفضاء الحر . وتقوم الفكرة الأساسية لهذه الأنظمة على أن نظامًا بعيدًا منخفض الطاقة، مثل وحدة استشعار، يمكنه استقبال إشارة ضوئية من محطة أساسية وعكس الإشارة المُعدَّلة إليها. وبما أن المحطة الأساسية تُزوِّد الطاقة الضوئية، فإن هذا يسمح للنظام البعيد بالاتصال دون استهلاك مفرط للطاقة. وتوجد العواكس الرجعية المُعدَّلة أيضًا في صورة مرايا مُقترنة الطور مُعدَّلة (PCMs). في هذه الحالة الأخيرة، تُولِّد مرآة PCM موجة "معكوسة زمنيًا" مع ترميز زمني للموجة المُقترنة الطور (انظر، على سبيل المثال، مجلة ساينتفك أمريكان، أكتوبر 1990، "التأثير الكهروضوئي"، ديفيد إم. بيبر وآخرون ).
تُستخدم عاكسات ضوئية رخيصة الثمن موجهة نحو الزوايا في التقنيات التي يتحكم بها المستخدم كأجهزة ربط بيانات ضوئية. يتم التوجيه ليلاً، وتعتمد مساحة العاكس الضوئي اللازمة على مسافة التوجيه والإضاءة المحيطة من مصابيح الشوارع. يعمل جهاز الاستقبال الضوئي نفسه كعاكس ضوئي ضعيف لأنه يحتوي على عدسة كبيرة ودقيقة التركيز ترصد الأجسام المضيئة في مستوى بؤرتها. وهذا يسمح بالتوجيه دون الحاجة إلى عاكس ضوئي للمسافات القصيرة.
استخدامات أخرى
تُستخدم العواكس الرجعية في التطبيقات التالية على سبيل المثال:
- في الكاميرات الرقمية العادية (غير ذات العدسة الأحادية العاكسة)، غالبًا ما يكون نظام الاستشعار عاكسًا للضوء. وقد استغل الباحثون هذه الخاصية لتطوير نظام يمنع التقاط الصور غير المصرح بها عن طريق كشف الكاميرات الرقمية وتوجيه شعاع ضوئي عالي التركيز إلى العدسة. [ 26 ]
- في شاشات السينما للسماح بسطوع عالٍ في ظروف الإضاءة المنخفضة. [ 27 ]
- تستخدم برامج التركيب الرقمي وبيئات مفتاح اللون تقنية الانعكاس الرجعي لاستبدال الخلفيات المضاءة التقليدية في أعمال التركيب، حيث توفر لونًا أكثر ثباتًا دون الحاجة إلى إضاءة الخلفية بشكل منفصل. [ 28 ]
- في أنظمة Longpath- DOAS ، تُستخدم العواكس العكسية لعكس الضوء المنبعث من مصدر ضوئي إلى التلسكوب. ثم يُحلل طيفياً للحصول على معلومات حول محتوى الغازات النزرة في الهواء بين التلسكوب والعاكس العكسي.
- يمكن طباعة ملصقات الباركود على مواد عاكسة للضوء لزيادة مدى المسح الضوئي حتى 50 قدمًا. [ 29 ]
- في شكل من أشكال العرض ثلاثي الأبعاد ، تُستخدم طبقة عاكسة ومجموعة من أجهزة العرض لعرض صور مجسمة على عين المستخدم. يسمح استخدام أجهزة عرض متنقلة ونظام تتبع موضعي مثبت على إطار نظارة المستخدم بإنشاء وهم الهولوغرام للصور المولدة بالحاسوب . [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]
- تمتلك أسماك المصباح من عائلة Anomalopidae عاكسات ضوئية طبيعية. انظر: tapetum lucidum .
- الملابس ذات الرؤية العالية، وخاصة في قطاع البناء .
تاريخ
تمتلك العديد من الحيوانات المفترسة والفرائس عيونًا عاكسة للضوء بشكل طبيعي من خلال وجود طبقة عاكسة تسمى البساط اللامع خلف الشبكية، حيث أن هذا يضاعف الضوء الذي تستقبله شبكية العين.
استوحى بيرسي شو، من بوثتاون ، هاليفاكس، غرب يوركشاير ، إنجلترا، فكرة "عيون القطط" للطرق من عالم الطبيعة . فعندما أُزيلت خطوط الترام في ضاحية أمبلر ثورن المجاورة، أدرك أنه كان يستخدم قضبان الصلب المصقولة للتنقل ليلاً. [ 33 ] ويُستمد اسم "عيون القطط" من إلهام شو للجهاز: انعكاس الضوء من عيون القطط. في عام 1934، حصل على براءة اختراع لاختراعه (براءتا الاختراع رقم 436290 و457536)، وفي 15 مارس 1935، أسس شركة "ريفلكتينغ رودستدز ليمتد" في هاليفاكس لتصنيع هذه المنتجات. [ 34 ] [ 35 ] واسم "كاتس آي" هو علامتهم التجارية. [ 36 ] تم اختراع العدسة العاكسة للضوء قبل ست سنوات لاستخدامها في اللافتات الإعلانية من قبل ريتشارد هولينز موراي، وهو محاسب من هيريفوردشاير [ 37 ] [ 38 ] ، وكما أقر شو، فقد ساهمت هذه العدسة في فكرته. [ 33 ]
انظر أيضاً
ملحوظات
- ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ تقرير مشروع عاكسات الدراجات الهوائية الصادر عن لجنة سلامة المنتجات الاستهلاكية الأمريكية. مؤرشف بتاريخ ٢٠٠٧-١٠-٠٥ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
- ↑ بيرناكي، بروس إي.؛ أنهير، نورمان سي.؛ كريشناسوامي، كانان؛ كانون، بريت دي.؛ بينكلي، ك. برنت (2008). "تصميم وتصنيع عاكسات ضوئية مصغرة فعالة للأشعة تحت الحمراء المتوسطة". مؤتمر SPIE للدفاع والأمن 2008، تكنولوجيا الأشعة تحت الحمراء وتطبيقاتها . وقائع SPIE 6940. XXXIV (30).
- ↑ غاور، إم سي (1984). "فيزياء المرايا المترافقة الطورية". التقدم في الإلكترونيات الكمومية . 9 (2). إلسيفير بي في: 101-147 . رمز Bibcode : 1984PQE.....9..101G . doi : 10.1016/0079-6727(84)90023-5 . ISSN 0079-6727 .
- ↑ "Transport Canada CARs 301.07" . tc.gc.ca. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أبريل 2018 .
- ↑ NASA.gov
- ↑ "ناسا - دقة توقعات الكسوف" . eclipse.gsfc.nasa.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 أغسطس 2015 .
- ↑ «مركبة فضائية تابعة لناسا ترصد مركبة الهبوط الهندية تشاندرايان-3 على سطح القمر» . صحيفة ذا هندو . ١٩ يناير ٢٠٢٤. الرقم الدولي الموحد للدوريات ٠٩٧١-٧٥١X . تاريخ الاطلاع ٢٢ يناير ٢٠٢٤ .
- ↑ بيرلمان، م.؛ أرنولد، د.؛ ديفيس، م.؛ بارلييه، ف.؛ بيانكالي، ر.؛ فاسيليف، ف.؛ تشيوفوليني، إ.؛ باولوزي، أ.؛ بافليس، إي سي؛ سوسنيكا، ك.؛ بلوسفيلد، م. (نوفمبر 2019). "الأقمار الصناعية الجيوديسية الليزرية: أداة علمية عالية الدقة" . مجلة الجيوديسيا . 93 (11): 2181-2194 . Bibcode : 2019JGeod..93.2181P . doi : 10.1007/s00190-019-01228-y . S2CID 127408940 .
- ↑ NASA.gov
- ↑ زايدل، ر.؛ سوسنيكا، ك.؛ دروزدزيفسكي، م.؛ بوري، ج.؛ ستروجاريك، د. (نوفمبر 2019). "تأثير تقييد الشبكة على تحقيق الإطار المرجعي الأرضي بناءً على ملاحظات SLR إلى LAGEOS" . مجلة الجيوديسيا . 93 (11): 2293-2313 . Bibcode : 2019JGeod..93.2293Z . doi : 10.1007/s00190-019-01307-0 .
- ↑ كازميرسكي، كاميل؛ سوسنيكا، كريستوف؛ هاداس، توماش (2017-11-06). "تقييم جودة مدارات وساعات أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية المتعددة لتحديد المواقع بدقة في الوقت الحقيقي" . حلول نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) . 22 (1): 11. رمز Bibcode : 2018GPSS...22...11K . doi : 10.1007/s10291-017-0678-6 .
- ^ بوري، جريزيجورز؛ سوسنيكا، كرزيستوف؛ زاجديل ، رادوسلاف (2018-04-19). "تحديد مدار النظام العالمي لسواتل الملاحة المتعدد باستخدام نطاق الليزر عبر الأقمار الصناعية" . مجلة الجيوديسيا . 93 (12): 2447– 2463. بيب كود : 2019JGeod..93.2447B . دوى : 10.1007/s00190-018-1143-1 .
- ^ سوسنيكا، كرزيستوف؛ برانج، لارس. كاميرسكي، كامل؛ بيري، جرزيجورز؛ دروزدفيسكي، ماتيوس؛ زاجديل، رادوسلاف؛ هداس ، توماش (فبراير 2018). "التحقق من صحة مدارات جاليليو باستخدام SLR مع التركيز على الأقمار الصناعية التي يتم إطلاقها في مستويات مدارية غير صحيحة" . مجلة الجيوديسيا . 92 (2): 131– 148. بيب كود : 2018JGeod..92..131S . دوى : 10.1007/s00190-017-1050-x .
- ↑ زايدل، رادوسلاف (14 أكتوبر 2017). "خدمة إلكترونية جديدة للتحقق من صحة مدارات أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية المتعددة باستخدام تقنية تحديد المواقع بالليزر" . الاستشعار عن بعد . 9 (10): 1049. رمز Bibcode : 2017RemS....9.1049Z . doi : 10.3390/rs9101049 .
- ↑ "IRNSS: معلومات عن العاكسات" . ilrs.cddis.eosdis.nasa.gov . مؤرشف من الأصل بتاريخ 25-03-2019 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-03-2019 .
- ^ سوسنيكا، كرزيستوف؛ زاجديل، رادوسلاف؛ بيري، جرزيجورز؛ بوسي، ياروسلاف؛ مور، مايكل. معصومي ، سالم (أبريل 2020). "تقييم جودة مدارات IGS التجريبية المتعددة الأنظمة العالمية لسواتل الملاحة" . حلول نظام تحديد المواقع . 24 (2): 54. بيب كود : 2020GPSS...24...54S . دوى : 10.1007/s10291-020-0965-5 .
- ↑ سوسنيكا، ك.؛ بوري، ج.؛ زايدل، ر.؛ ستروجاريك، د.؛ دروزدزيفسكي، م.؛ كازميرسكي، ك. (ديسمبر 2019). "تقدير المعلمات الجيوديسية العالمية باستخدام ملاحظات SLR لأنظمة غاليليو، وغلوناس، وبيدو، وجي بي إس، وكويز إس إس" . الأرض والكواكب والفضاء . 71 (1): 20. Bibcode : 2019EP & S...71...20S . doi : 10.1186/s40623-019-1000-3 .
- ^ سوسنيكا، كرزيستوف؛ ثالر، دانييلا. داش، رولف. ستيجنبرجر، بيتر؛ بيتلر، غيرهارد. أرنولد، دانيال. جاجي ، أدريان (يوليو 2015). "ليزر الأقمار الصناعية يتراوح بين GPS و GLONASS" . مجلة الجيوديسيا . 89 (7): 725–743 . بيب كود : 2015JGeod..89..725S . دوى : 10.1007/s00190-015-0810-8 .
- ^ ستروجاريك، داريوش؛ سوسنيكا، كرزيستوف؛ جاجي ، أدريان (يناير 2019). “خصائص مدارات GOCE بناءً على مدى الليزر عبر الأقمار الصناعية”. التقدم في أبحاث الفضاء . 63 (1): 417– 431. بيب كود : 2019AdSpR..63..417S . دوى : 10.1016/j.asr.2018.08.033 . S2CID 125791718 .
- ^ ستروجاريك، داريوش؛ سوسنيكا، كرزيستوف؛ أرنولد، دانيال؛ جاجي، أدريان؛ زاجديل، رادوسلاف؛ بيري، جرزيجورز؛ Drożdżewski، ماتيوس (30 سبتمبر 2019). "تحديد المعلمات الجيوديسية العالمية باستخدام قياسات المدى بالليزر عبر الأقمار الصناعية للأقمار الصناعية Sentinel-3" . الاستشعار عن بعد . 11 (19): 2282. بيب كود : 2019RemS...11.2282S . دوى : 10.3390/rs11192282 .
- ↑ شوارتز، أوليفر (21 يناير 2016). "مقياس التداخل لتحديد المدى بالليزر GRACE FO" . شركة SpaceTech GmbH . مؤرشف من الأصل في 6 ديسمبر 2019. تم الاطلاع عليه في 6 أبريل 2018 .
- ↑ زاك، أناتولي؛ غونيش، س. (25 أبريل 2007). "استكشاف الفضاء في عام 2009" . RussianSpaceWeb.com . مؤرشف من الأصل في 15 يناير 2024. تم الاطلاع عليه في 15 يناير 2024 .
- ↑ تياهلا، لوري ج. (2013-02-20). "مهام خدمة تحديد المدى بالليزر الدولية: BLITS" . خدمة تحديد المدى بالليزر الدولية . مؤرشف من الأصل في 2013-02-20 . تم الاسترجاع في 2013-02-20 .
- ↑ "BLITS (عدسة كروية في الفضاء)" . وكالة الفضاء الأوروبية ، بوابة مراقبة الأرض.
- ↑ بلاو، باتريك (9 مارس 2013). "اصطدام حطام فضائي بالقمر الصناعي الروسي BLITS" . Spaceflight101: أخبار الفضاء وما وراءها . تاريخ الاسترجاع: 16 أبريل 2020 .
{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link ) - ↑ إنج، بول (19 سبتمبر 2005). "جهاز يسعى لتشويش المصورين الرقميين السريين" . أخبار ABC . مؤرشف من الأصل في 20 يناير 2024. تم الاطلاع عليه في 6 أبريل 2018 .
- ↑ هاريس، ويليام؛ لامب، روبرت (20 يوليو 2005). "كيف يعمل رداء الإخفاء؟" . HowStuffWorks . مؤرشف من الأصل في 21 سبتمبر 2023. تم الاطلاع عليه في 6 أبريل 2018 .
- ↑ توماس، غراهام (2009-12-06). "إخفاء الأشياء - تقنية ترو مات" . بي بي سي . مؤرشف من الأصل في 2017-07-05 . تم الاطلاع عليه في 2014-10-25 .
- ↑ ثيرمال، تيمي (2014-07-08). "الملصقات العاكسة للضوء" . شركة ميدكوم لتقنيات البيانات. مؤرشف من الأصل بتاريخ 2023-09-25 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2014-07-16 .
- ↑ "تصميم شاشة عرض إسقاطية فائقة الخفة مثبتة على الرأس (HMPD) وتطبيقاتها في بيئات التعاون المعزز" (ملف PDF) . وقائع SPIE. 2002.
- ↑ "شاشة عرض ضوئية عاكسة للضوء" . مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأمريكي. 2016-09-22.
- ↑ "لقطات اختبار castAR - محاكي الطيران" . يوتيوب. 26-09-2013. مؤرشف من الأصل في 11-12-2021.
- ١ ٢ "اليوم الذي رأى فيه بيرسي النور!" . هاليفاكس توداي . مؤرشف من الأصل في ١٢ مارس ٢٠٠٤. تم الاطلاع عليه في ٢٤ أبريل ٢٠١٣ .
- ↑ "التاريخ" . شركة ريفلكتينغ رودستدز المحدودة. مؤرشف من الأصل في 19 فبراير 2009. تم الاطلاع عليه في 24 أبريل 2013 .
- ↑ ريبورن، روس (26 يونيو 1999). "اختراعات تثبت أن الحجم لا يهم؛ يلقي روس ريبورن نظرة على بعض الأشياء الصغيرة التي غيرت حياة الناس بشكل كبير على مدار القرن" . المكتبة الحرة . صحيفة برمنغهام بوست . تاريخ الاسترجاع: 7 مارس 2020 .
- ↑ تاريخ اللافتات المرورية البريطانية، وزارة النقل، الطبعة الثانية، 1999
- ↑ براءة اختراع بريطانية رقم 289619، 7 أبريل 1927
- ↑ براءة اختراع الولايات المتحدة رقم 1625905، مؤرشفة بتاريخ 26 مايو 2020 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) بتاريخ 26 أبريل 1927
مراجع
- رسائل البصريات ، المجلد 4 ، الصفحات 190-192 (1979)، "المصفوفات العاكسة للضوء كأجهزة اقتران طور تقريبية"، بقلم إتش إتش باريت وإس إف جاكوبس.
- الهندسة البصرية ، المجلد 21 ، الصفحات 281-283 (مارس/أبريل 1982)، "تجارب مع المصفوفات ذات التوجيه العكسي"، بقلم ستيفن ف. جاكوبس.
- مجلة ساينتفك أمريكان ، ديسمبر 1985، "اقتران الطور"، بقلم فلاديمير شكونوف وبوريس زيلدوفيتش.
- مجلة ساينتفك أمريكان ، يناير 1986، "تطبيقات اقتران الطور البصري"، بقلم ديفيد إم. بيبر.
- مجلة ساينتفك أمريكان ، أبريل 1986، "العالم الهاوي" ("عجائب مع العاكس الرجعي")، بقلم جيرل ووكر.
- مجلة ساينتفك أمريكان ، أكتوبر 1990، "تأثير الانكسار الضوئي"، بقلم ديفيد إم. بيبر، وجاك فاينبرغ، ونيكولاي في. كوختاريف.
روابط خارجية
- المكونات البصرية