Faasifotoelektrilise kaugusmõõturi valgusallika üksikasjalik selgitus
Faasivahemiku leidja valgusallikate hulka kuuluvad peamiselt galliumarseniidi (GaAs) dioodid ja heelium-neoon (He-Ne) gaaslaserid. Esimest kasutatakse üldiselt lähimaaotsijates, teist aga kesk- ja pikamaaotsijates. Järgnevalt tutvustame neid kahte valgusallikat.
(1) Galliumarseniidi (GaAs) diood
Galliumarseniidi (GaAs) diood on kristalldiood. Nagu tavalisel dioodil, on sellel ka sees ristmik, nagu on näidatud joonisel {{0}}. Selle edasitakistus on väike ja vastupidine takistus on suur. Tugeva voolu suunamisel edasisuunas väljub ristmikust infrapunavalgus lainepikkusega 0,72–0,94 m ja kiiratava valguse intensiivsus varieerub sõltuvalt sisestatud voolu suurusest, seega saab seda lihtsalt muuta toitevoolu muutes Valguse intensiivsuse väljundi moduleerimine on nn "alalisvoolu modulatsioon". See on valgusallikana kasutatava kaugusmõõturi jaoks väga mõttekas, kuna see suudab valguse intensiivsust otseselt moduleerida ning pole vaja varustada keeruka struktuuri ja suure voolutarbega modulaatorit. Lisaks on galliumarseniiddioodiga valgusallika eelisteks teiste valgusallikatega võrreldes väiksus, kerge kaal, kindel struktuur ja vibratsioonikartmatus, mis soodustab kaugusmõõturi miniatuursust ja kaasaskantavust.
(2) Heelium-Ne (He-Ne) gaaslaser
Heelium-neoongaaslaser koosneb lahendustorust, ergutustoiteallikast ja resonantsõõnsusest. Väljalasketoru on kristalltoru, mille siseläbimõõt on mitu millimeetrit. Toru täidetakse heeliumi ja neooni segagaasiga. Toru pikkus varieerub mõnest sentimeetrist kümnete sentimeetriteni. Mida pikem toru, seda suurem on väljundvõimsus. Optiliselt täpselt töödeldud Brewsteri aknad paigaldatakse toru mõlemasse otsa. Ergastusvõimsus võib üldiselt kasutada alalis-, vahelduv- või kõrgsagedusliku võimsuse tühjendamise meetodeid. Praegu kasutatakse enim alalisvoolu tühjenemise meetodit ja selle eeliseks on see, et laserväljund on stabiilne. Resonantsõõnsus koosneb kahest sfäärilisest peeglist, millest üks on täielikult peegeldav ja teine osaliselt läbipaistev. Selle läbilaskvus on 2 protsenti, see tähendab, et peegelduvus on endiselt 98 protsenti.
Heeliumi aatom tühjendustorus hüppab ergutustoiteallika ergastamisel pidevalt kõrgele energiatasemele. Kui see põrkub neoonaatomiga, kandub energia pidevalt üle neoonaatomile, nii et neooniaatom hüppab pidevalt kõrgele energiatasemele ja naaseb kõrgele energiatasemele. baastasemele. Samal ajal stimuleeritakse footonite ergastamisel kõrgel energiatasemel olevaid neoonaatomeid kiirgama tagasi baasenergia tasemele ja sel ajal tekivad uued footonid. Üldiselt hüppab enamik footoneid läbi toruseina või neeldub toru seinas ning ainult piki toru seina telge piki olevad footonid peegelduvad kahe peegli vahel edasi-tagasi, mille tulemuseks on pidev kiirgus ja valguse võimendus. .
Brewsteri aken on tugevalt poleeritud kristallplaat ning nurka aknapinna ja toru telje vahel nimetatakse Brewsteri nurgaks. See nurk varieerub sõltuvalt akna materjalist, kristallakende puhul on see ligikaudu võrdne 56o-ga. Kui valguslaine langeb aknale piki toru telge, kandub piki paberipinda valguslaine elektrilise vibratsiooni komponent (joonisel näidatud noolega) täielikult edasi ilma peegelduseta; samas kui komponent piki paberipinnaga risti olevat suunda (joonisel näidatud noolega) Mustad täpid) peegelduvad, nii et ülejäänud valgus on lineaarselt polariseeritud valgus, mis vibreerib piki paberit. Seejärel jookseb selline valgus resonantsõõnsuses edasi-tagasi, sest äsja sündinud stimuleeritud kiirguse footonitel on sama vibratsioonisuund kui algsetel footonitel, st akumuleeritud valgus on alati lineaarselt polariseeritud valgus, mis vibreerib selle suunas. Seega, kui nad Brewsteri aknast edasi-tagasi liiguvad, läbivad peaaegu kõik need vähese valguse kadumisega.
Brewsteri aknaga varustatud laser väljastab otse lineaarselt polariseeritud valgust, nii et fotoelektrilise modulaatori rühm ei vaja polarisaatorit, vältides nii üldmodulaatori langevat valgust, mis põhjustab polarisaatori läbimise tõttu valguse intensiivsuse kadu umbes 50 protsenti. Defektid. Seetõttu võib ülaltoodud laseriga varustatud kaugusmõõtja maksimaalne ulatus ulatuda 40-50 km-ni.
Heelium-neoongaaslaseri kiirgav laser on väga stabiilse sageduse ja faasiga, suure suunatavuse ja pideva emissiooniga, seetõttu kasutatakse seda laialdaselt laseri kauguse määramisel, kollimatsioonil, suhtlusel ja holograafial. Heelium-neoongaaslaseril on aga ka omad miinused ehk kasutegur on väga madal ning selle väljundvõimsuse ja sisendvõimsuse suhe on vaid üks tuhandik. Seetõttu on laserkaugusmõõturi laserväljundvõimsus vaid umbes 2-5mW.
