Detaljert forklaring av lyskilden til den fasefotoelektriske avstandsmåleren
Lyskildene til faseavstandsmåleren inkluderer hovedsakelig galliumarsenid (GaAs) dioder og helium-neon (He-Ne) gasslasere. Førstnevnte brukes vanligvis i kortdistansemålere, og sistnevnte brukes i mellom- og langdistansemålere. Det følgende er en introduksjon til disse to lyskildene.
(1) Galliumarsenid (GaAs) diode
En galliumarsenid (GaAs) diode er en krystalldiode. Som en vanlig diode har den også et koblingspunkt inni, som vist i figur {{0}}. Motstanden forover er liten og motstanden bakover er stor. Når en sterk strøm injiseres i retning fremover, vil infrarødt lys med en bølgelengde mellom 0.72 og 0.94m komme ut fra krysset, og intensiteten til det utsendte lyset vil variere med størrelsen på den injiserte strømmen, så det kan enkelt endres ved å endre matestrømmen. Modulering av lysintensiteten er såkalt "likestrømsmodulasjon". Dette er veldig meningsfullt for avstandsmåleren som skal brukes som lyskilde, fordi den direkte kan modulere lysintensiteten, og det er ikke nødvendig å utstyre en modulator med en kompleks struktur og høyt strømforbruk. I tillegg, sammenlignet med andre lyskilder, har galliumarseniddiode lyskilde fordelene med liten størrelse, lett vekt, fast struktur og ingen frykt for vibrasjoner, noe som bidrar til miniatyrisering og portabilitet av avstandsmåleren.
(2) Helium-Ne (He-Ne) gasslaser
En helium-neongasslaser består av et utladningsrør, en eksitasjonsstrømforsyning og et resonanshulrom. Utløpsrøret er et krystallrør med en indre diameter på flere millimeter. Røret er fylt med en blandet gass av helium og neon. Lengden på røret varierer fra noen få centimeter til titalls centimeter. Jo lengre rør, jo høyere utgangseffekt. Optisk presisjonsmaskinerte Brewster-vinduer er installert i begge ender av røret. Eksitasjonskraften kan vanligvis bruke DC, AC eller høyfrekvente strømutladningsmetoder. For tiden er DC-kraftutladningsmetoden mest brukt, og fordelen er at laserutgangen er stabil. Resonanshulen er sammensatt av to sfæriske speil, hvorav det ene er helt reflekterende og det andre delvis gjennomsiktig. Transmittansen er 2 prosent, det vil si at reflektiviteten fortsatt er 98 prosent.
Heliumatomet i utladningsrøret, under eksitering av eksitasjonsstrømforsyningen, hopper kontinuerlig til et høyt energinivå. Når det kolliderer med neonatomet, overføres energien kontinuerlig til neonatomet, slik at neonatomet kontinuerlig hopper til et høyt energinivå, og det går tilbake til det høye energinivået. til grunnnivå. Samtidig, under eksitasjon av fotoner, stimuleres neonatomene på det høye energinivået til å stråle tilbake til basisenerginivået, og nye fotoner produseres på dette tidspunktet. Generelt sett vil de fleste fotoner hoppe ut gjennom rørveggen eller bli absorbert av rørveggen, og bare fotonene langs aksen til rørveggen vil reflekteres frem og tilbake mellom de to speilene, noe som resulterer i kontinuerlig stråling og forsterkning av lys .
Brewster-vinduet er en høypolert krystallplate, og vinkelen mellom normalen på vindusflaten og rørets akse kalles Brewster-vinkelen. Denne vinkelen varierer med vinduets materiale, ved krystallvinduer er den omtrent lik 56o. Når lysbølgen faller inn på vinduet langs rørets akse, vil komponenten av den elektriske vibrasjonen av lysbølgen langs papiroverflaten (angitt med pilen i figuren) bli fullstendig overført uten å bli reflektert; mens komponenten langs retningen vinkelrett på papiroverflaten (angitt med pilen i figuren) De svarte prikkene) reflekteres, slik at det gjenværende lyset er lineært polarisert lys som vibrerer langs papiret. Etterpå løper denne typen lys frem og tilbake i resonanshulen, fordi de nyfødte fotonene av stimulert stråling har samme vibrasjonsretning som de opprinnelige fotonene, det vil si at det akkumulerte lyset alltid er lineært polarisert lys som vibrerer langs retningen. av papiret, Derfor, når de passerer frem og tilbake gjennom Brewster-vinduet, passerer nesten alle av dem med lite tap av lys.
Laseren utstyrt med et Brewster-vindu sender direkte ut lineært polarisert lys, slik at den fotoelektriske modulatorgruppen ikke trenger en polarisator, og unngår dermed innfallende lys fra den generelle modulatoren, som forårsaker omtrent 50 prosent tap av lysintensitet på grunn av å passere gjennom polarisatoren Defekter. Derfor kan den maksimale rekkevidden til avstandsmåleren utstyrt med laseren ovenfor nå 40-50km.
Laseren som sendes ut av helium-neongasslaseren har veldig stabil frekvens og fase, høy retningsvirkning og kontinuerlig emisjon, så den er mye brukt i laseravstand, kollimering, kommunikasjon og holografi. Helium-neongasslaseren har imidlertid også sine ulemper, det vil si at effektiviteten er veldig lav, og forholdet mellom utgangseffekten og inngangseffekten er bare en tusendel. Derfor er laserutgangseffekten på laseravstandsmåleren bare omtrent 2-5mW.
