Faz fotoelektrik telemetrenin ışık kaynağının ayrıntılı açıklaması
Faz mesafe bulucunun ışık kaynakları esas olarak galyum arsenit (GaAs) diyotları ve helyum-neon (He-Ne) gaz lazerlerini içerir. İlki genellikle kısa menzilli telemetrelerde kullanılır ve ikincisi orta ve uzun menzilli menzil bulucularda kullanılır. Aşağıda bu iki ışık kaynağına bir giriş yer almaktadır.
(1) Galyum arsenit (GaAs) diyot
Bir galyum arsenit (GaAs) diyotu bir kristal diyottur. Sıradan bir diyot gibi, Şekil {{0}}'de gösterildiği gibi içinde de bir bağlantı noktası vardır. İleri direnci küçük ve geri direnci büyüktür. İleri yönde güçlü bir akım enjekte edildiğinde, kavşaktan 0.72 ile 0.94m arasında bir dalga boyuna sahip kızılötesi ışık çıkacak ve yayılan ışığın yoğunluğu enjekte edilen akımın büyüklüğüne göre değişecektir, bu nedenle, besleme akımı değiştirilerek kolayca değiştirilebilir. Işık yoğunluğunun çıktısının modüle edilmesi, "doğru akım modülasyonu" olarak adlandırılır. Bu, telemetrenin bir ışık kaynağı olarak kullanılması için çok anlamlıdır, çünkü ışık yoğunluğunu doğrudan modüle edebilir ve karmaşık bir yapıya ve yüksek güç tüketimine sahip bir modülatörü donatmaya gerek yoktur. Buna ek olarak, diğer ışık kaynakları ile karşılaştırıldığında, galyum arsenit diyot ışık kaynağı, telemetrenin minyatürleştirilmesine ve taşınabilirliğine elverişli olan küçük boyut, hafiflik, sağlam yapı ve titreşim korkusu olmaması gibi avantajlara sahiptir.
(2) Helyum-Ne (He-Ne) gaz lazeri
Bir helyum-neon gaz lazeri, bir deşarj tüpü, bir uyarma güç kaynağı ve bir rezonans boşluğundan oluşur. Tahliye tüpü, iç çapı birkaç milimetre olan kristal bir tüptür. Tüp, karışık bir helyum ve neon gazı ile doldurulur. Tüpün uzunluğu birkaç santimetreden onlarca santimetreye kadar değişir. Tüp ne kadar uzun olursa, çıkış gücü o kadar yüksek olur. Optik olarak hassas işlenmiş Brewster pencereleri borunun her iki ucuna da yerleştirilmiştir. Uyarma gücü genellikle DC, AC veya yüksek frekanslı güç boşaltma yöntemlerini kullanabilir. Şu anda, DC güç boşaltma yöntemi en çok kullanılan yöntemdir ve avantajı, lazer çıkışının kararlı olmasıdır. Rezonans boşluğu, biri tamamen yansıtıcı ve diğeri kısmen şeffaf olan iki küresel aynadan oluşur. Geçirgenliği yüzde 2'dir, yani yansıtma oranı hala yüzde 98'dir.
Boşaltma tüpündeki helyum atomu, uyarma güç kaynağının uyarılması altında sürekli olarak yüksek bir enerji seviyesine atlar. Neon atomu ile çarpıştığı zaman, enerji sürekli olarak neon atomuna aktarılır, böylece neon atomu sürekli olarak yüksek bir enerji seviyesine atlar ve yüksek enerji seviyesine geri döner. temel seviyeye. Aynı zamanda fotonların uyarımı altında yüksek enerji seviyesindeki neon atomları uyarılarak taban enerji seviyesine geri ışınlanır ve bu sırada yeni fotonlar üretilir. Genel olarak konuşursak, çoğu foton tüp duvarından dışarı sıçrayacak veya tüp duvarı tarafından soğurulacak ve yalnızca tüp duvarının ekseni boyunca olan fotonlar iki ayna arasında ileri geri yansıtılarak sürekli radyasyon ve ışığın amplifikasyonu ile sonuçlanacaktır. .
Brewster penceresi oldukça parlak bir kristal plakadır ve pencere yüzeyinin normali ile tüpün ekseni arasındaki açı Brewster açısı olarak adlandırılır. Bu açı pencerenin malzemesine göre değişir, kristal pencerelerde yaklaşık olarak 56o'ye eşittir. Işık dalgası tüpün ekseni boyunca pencereye düştüğünde, kağıt yüzeyi boyunca ışık dalgasının elektrik titreşiminin bileşeni (şekilde okla gösterilmiştir) yansıtılmadan tamamen iletilecektir; kağıt yüzeyine dik yön boyunca bileşen (şekilde okla gösterilmiştir) Siyah noktalar yansıtılır, böylece kalan ışık kağıt boyunca titreşen doğrusal polarize ışıktır. Daha sonra, bu tür ışık rezonans boşluğunda ileri geri hareket eder, çünkü uyarılmış radyasyonun yeni doğan fotonları orijinal fotonlarla aynı titreşim yönüne sahiptir, yani biriken ışık her zaman yön boyunca titreşen doğrusal polarize ışıktır. Bu nedenle, Brewster penceresinden ne zaman ileri geri geçseler, neredeyse tamamı çok az ışık kaybıyla geçer.
Bir Brewster penceresi ile donatılmış lazer doğrudan doğrusal olarak polarize ışık verir, böylece fotoelektrik modülatör grubu bir polarizöre ihtiyaç duymaz, böylece polarizörden geçerken ışık yoğunluğunun yaklaşık yüzde 50'sine neden olan genel modülatörün gelen ışığından kaçınır. kusurlar Bu nedenle, yukarıdaki lazerle donatılmış telemetrenin maksimum menzili 40-50km'ye ulaşabilir.
Helyum-neon gaz lazeri tarafından yayılan lazer, çok kararlı frekans ve faza, yüksek yönlülüğe ve sürekli emisyona sahiptir, bu nedenle lazer aralığı, kolimasyon, iletişim ve holografide yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak helyum-neon gaz lazerinin dezavantajları da vardır, yani verimi çok düşüktür ve çıkış gücünün giriş gücüne oranı yalnızca binde birdir. Bu nedenle, lazer telemetre üzerindeki lazer çıkış gücü yalnızca yaklaşık 2-5mW'dir.
