Импульсные лазерные измерения расстояний

Опубликовано: 07.12.2018

Лазерная станция состоит из импульсной дальномерной системы и системы наблюдения за искусственными спутниками Земли. Принцип импульсного метода измерения расстояний достаточно прост. Импульс, излучающий лазер, расщепляется на пусковой импульс, который через внутренний световой канал запускает счетчик пробега и импульс остановки, который после распространения до спутника и обратно останавливает процесс счета (рис.8.5).

Для регистрации счетчиком световые импульсы сначала превращают в электрические с помощью фотоприемника (ФЭП). Время пробега пропорционален расстоянию до спутника. Начало отсчета для измерения времени пробега (эпоху) задают кварцевый, или атомный часы. Точность измерения расстояния до спутников для импульсных дальномеров 1-ого поколения 1-5 м (визуальное наблюдение) и 2-ого поколения 0,1-0,3 м (полуавтоматическое наблюдения) существенно ограничена неопределенностью выявления отраженного импульса. Поэтому при разработке дальномеров 3-го поколения (погрешность - несколько сантиметров, автоматическое наблюдение) на передний план были поставлены проблемы генерирования чрезвычайно коротких импульсов, создание фотоелектронних приемников с чрезвычайно коротким временем установления и анализа зарегистрированных импульсов.

Лазерный уровень STABILA LA 180 L

В дальномерах 1-ого и 2-ого поколений для генерирования импульсов применяют переключатели добротности: зеркала, вращающиеся переключатели на поглощающих пластинках, ячейки Покельса.

С помощью этих переключателей можно получать импульсы с шириной на уровне 0,5 порядка 10-30нс в приборах 1-ого поколения 3-4 нс в приборах 2-ого поколения.

FrontDesigner

В приборах 3-го поколения на базе использования акустической взаимодействия мод (типов волн) и селекции импульсов с помощью ячеек Покельса, полуширина уменьшена до 0,1 нс. При нормальном охлаждении рубиновые лазеры генерируют импульсы с частотой следования 0,5-1 Гц и с полушириною 1-3нс и с пиковой мощностью в несколько гигаватт. Для получения импульсов с большей частотой следования и с меньшей шириной и таких же пиковых мощностей в наше время используют многоступенчатые лазеры на стекле и неодимые Nd .

Время установления ФЭП за последние годы удалось уменьшить до десятых долей наносекунды. Кроме того есть электронные счетчики, которые с помощью вспомогательного аналогового интерполяторы последней единицы счета позволяют уточнить временной интервал до 0,1 нс. Таким образом можно измерять расстояния с сантиметровой точностью.

Импульсные лазерные измерения расстояний

Новости