กล้องโทรทรรศน์และดาวเทียมเป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อน มีราคาแพงในการสร้างและใช้งาน ด้วยเหตุนี้ นักดาราศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์ด้านอวกาศจึงต้องการ และพร้อมที่จะจ่าย เซ็นเซอร์ที่เพิ่มสิ่งที่พวกเขาสามารถทำได้ทางวิทยาศาสตร์ให้ได้มากที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักดาราศาสตร์กำลังมองดูวัตถุจางๆ ซึ่งมักจะอยู่ห่างไกลมาก เช่น กาแล็กซี ดาวฤกษ์ และดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่อยู่ห่างไกล
ในการจับ
แสงจากวัตถุเหล่านี้ พวกเขาต้องการกล้องโทรทรรศน์ที่มีทั้งพื้นที่รวบรวมขนาดใหญ่และเครื่องตรวจจับที่มีความไวสูง แง่มุมหนึ่งของความไวคือประสิทธิภาพเชิงควอนตัมของเครื่องตรวจจับ ซึ่งเป็นการวัดว่าคุณสามารถรวบรวมโฟตอนและใช้งานได้ดีเพียงใด อีกด้านคือสัญญาณรบกวนที่เกี่ยวข้อง
กับการอ่านสัญญาณโฟตอนที่เข้าสู่ระบบของคุณ ตัวแปรที่สำคัญประการที่สามคือประสิทธิภาพการทำงานของกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งขึ้นอยู่กับว่าคุณอ่านเซนเซอร์ได้เร็วเพียงใด สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้อาจมีราคาหลายแสนดอลลาร์ต่อคืนในการทำงาน ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่พวกเขา
จะใช้เวลาส่วนใหญ่ในการถ่ายภาพแสงและถ่ายโอนข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์ให้น้อยที่สุด ข้อกำหนดทั้งสามนี้ ประสิทธิภาพควอนตัมสูง สัญญาณรบกวนต่ำ และประสิทธิภาพการดำเนินงานสูง ช่วยผลักดันการปรับปรุงเครื่องตรวจจับที่สร้างขึ้นสำหรับตลาดดาราศาสตร์มาอย่างยาวนาน เมื่อเร็ว ๆ นี้
เราเห็นประโยชน์ของการปรับปรุงเหล่านี้ในพื้นที่นอกดาราศาสตร์เช่นกัน นี่คือตัวอย่างบางส่วน ประสิทธิภาพควอนตัมเซ็นเซอร์ซิลิคอนมีอิเล็กโทรดที่พื้นผิวด้านหน้า อิเล็กโทรดเหล่านี้มีความโปร่งใสบางส่วน แต่ถึงกระนั้นก็ตาม เซ็นเซอร์ “รับแสงด้านหน้า” มีประสิทธิภาพเพียงประมาณ 50%
ในการบันทึกโฟตอน อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่ช่วงปี 1980 เป็นต้นมา เราสามารถเอาวัสดุซิลิกอนส่วนใหญ่ออกได้ โดยคว่ำเซ็นเซอร์ลงและให้แสงจากด้านหลังแทน ซึ่งช่วยให้โฟตอนสามารถชนกับซิลิกอนได้โดยไม่มีชั้นใดๆ มาขวางกั้น ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของคุณใกล้เคียงกับ 100% มาก
ไฟส่อง
ด้านหลังยังขยายช่วงความยาวคลื่น ทำให้สามารถใช้เซ็นเซอร์ที่ความยาวคลื่นรังสีเอกซ์อ่อนและรังสีอัลตราไวโอเลตเพื่อรวบรวมโฟตอนที่อาจถูกดูดซับในชั้นผิวของซิลิกอน เซ็นเซอร์แบบรับแสงด้านหลังมีราคาแพงกว่าและใช้เวลานานในการผลิต แต่ในตลาดดาราศาสตร์และอวกาศ การแลกเปลี่ยนนั้น
คุ้มค่าด้วยเหตุผลทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้น อย่างไรก็ตาม ไม่นานมานี้ เทคโนโลยีนี้ได้แพร่หลายมากขึ้นและมีคุณค่าในด้านอื่นๆ ด้วย ตัวอย่างเช่น โทรศัพท์มือถือสมัยใหม่ทั้งหมดมีเซ็นเซอร์ CMOS ในชิปกล้อง และมีแรงผลักดันมหาศาลในการทำให้ชิปเหล่านี้มีขนาดเล็กลง ตอนนี้เรามาถึงจุดที่ขนาดพิกเซล
ของเซ็นเซอร์ลดลงเหลือ ~1 µm และเมื่อพิกเซลหดตัว พื้นที่รวบรวมก็จะเล็กลง ทำให้ความไวของพิกเซลลดลง นั่นเป็นข้อเสีย แต่ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา ผู้ผลิตเริ่มชดเชยด้วยการใช้เทคโนโลยีเรืองแสงด้านหลัง ไฟส่องด้านหลังยังพบได้ทั่วไปในเซ็นเซอร์สำหรับตลาดอื่นๆ เช่น การค้นพบยา
ความไวสีแดงการศึกษาเกี่ยวกับจักรวาลวิทยาเกี่ยวกับพลังงานมืดและสสารมืดเมื่อเร็วๆ นี้หลายชิ้นเกี่ยวข้องกับการวัดวัตถุที่อยู่ห่างไกลด้วยแสงที่เลื่อนสีแดงมาก อย่างไรก็ตาม ชิปที่ผลิตด้วยวัสดุ การออกแบบ และกระบวนการมาตรฐานจะมีความไวต่อสีแดงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น มีเหตุผลที่ดีสำหรับสิ่งนี้:
การตอบสนอง
ของสายตามนุษย์เริ่มลดลงที่ความยาวคลื่นในช่วงอินฟราเรดใกล้ ดังนั้น หากคุณกำลังสร้างชิปสำหรับกล้องดิจิทัล คุณอาจต้องการให้มีความไวใกล้เคียงกัน แต่นักดาราศาสตร์จำเป็นต้องวัดความยาวคลื่นทั้งหมด ดังนั้นที่ เราจึงพัฒนาเทคนิคต่างๆ เช่น การทำให้ซิลิกอนหนาขึ้นเพื่อให้ดูดซับแสงช่วงใกล้
เราได้จัดหาเซ็นเซอร์เหล่านี้เข้าสู่ตลาดดาราศาสตร์มาเป็นเวลานาน แต่ความไวของสีแดงก็เริ่มเป็นประโยชน์ในเซ็นเซอร์ที่ใช้ในจักษุวิทยาด้วยเทคนิคที่เรียกว่าการตรวจเอกซเรย์การเชื่อมโยงกันของแสง เทคนิคนี้ใช้แสงอินฟราเรดใกล้เพื่อเจาะลึกเข้าไปในเซลล์เล็กน้อย ดังนั้นเซ็นเซอร์ที่ไวต่อสีแดง
จึงมีประโยชน์ที่ชัดเจนออปติกแบบปรับได้วัตถุประสงค์พื้นฐานของการปรับเลนส์คือการแก้ไขความปั่นป่วนและการรบกวนที่เกิดจากชั้นบรรยากาศของโลก สิ่งนี้ใช้ไม่ได้กับกล้องโทรทรรศน์อวกาศแน่นอน เมื่อคุณขึ้นไปแล้ว คุณไม่ต้องมองผ่านอากาศ แต่นักดาราศาสตร์ภาคพื้นดินทุกคนทำ
แม้ว่าพวกเขาจะอยู่บนภูเขาสูงก็ตาม และนั่นก็จำกัดความคมชัดของภาพถ่ายของพวกเขาในการแก้ไขปัญหานี้ คุณต้องเล็งกล้องโทรทรรศน์ไปที่ “ดาวอ้างอิง” บางชนิด วัดหน้าคลื่นที่มาจากดาวอ้างอิง จับภาพด้วยเครื่องตรวจจับหน้าคลื่น อ่านค่าเครื่องตรวจจับใน 1-10 มิลลิวินาที แล้วป้อน
สัญญาณเข้าสู่ระบบวงปิดด้วยกระจกที่เปลี่ยนรูปได้ซึ่งแก้ไขสิ่งที่บรรยากาศทำลงไปเป็นหลัก ผลลัพธ์ที่ได้คือภาพที่คมชัดกว่าที่เคยเป็นมาหากไม่มีเทคนิค ในขณะนี้ เรากำลังทำงานเกี่ยวกับระบบออพติคแบบปรับได้สำหรับกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (ELT) ซึ่งอยู่ระหว่างการก่อสร้างสำหรับหอดูดาว
ทางตอนใต้ของยุโรปด้วยกล้องโทรทรรศน์ในชิลี ELT เป็นกล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 39 ม. ซึ่งจะมีราคาประมาณ 1 พันล้านยูโร และจะเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกเมื่อสร้างเสร็จในปี 2567 แต่ถ้าไม่มีเลนส์แบบปรับได้ ก็คงไม่ดีไปกว่าเครื่องมือรุ่นเก่าที่มีขนาดเล็กกว่าซึ่งสร้าง
เมื่อหลายชั่วอายุคนหรือมากกว่านั้น ประโยชน์ของอะแดปทีฟออพติคไม่ได้จำกัดอยู่เพียงดาราศาสตร์เท่านั้น นอกจากนี้ยังมีการประยุกต์ใช้ในการสื่อสารด้วยเลเซอร์ เช่น ในการสื่อสารด้วยแสงระหว่างภาคพื้นดินกับดาวเทียม และการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์กำลังแพร่หลายมากขึ้น
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
