Podrobné vysvetlenie svetelného zdroja fázového fotoelektrického diaľkomeru
Svetelné zdroje merača fázového rozsahu zahŕňajú najmä gálium arzenidové (GaAs) diódy a hélium-neónové (He-Ne) plynové lasery. Prvý sa všeobecne používa v hľadáčikoch krátkeho dosahu a druhý sa používa v hľadáčikoch stredného a dlhého dosahu. Nasleduje úvod k týmto dvom zdrojom svetla.
(1) Dióda arzenidu gália (GaAs).
Dióda arzenidu gália (GaAs) je kryštálová dióda. Rovnako ako bežná dióda má tiež vo vnútri prechod, ako je znázornené na obrázku {{0}}. Jeho dopredný odpor je malý a jeho spätný odpor je veľký. Keď je silný prúd vstreknutý v smere dopredu, infračervené svetlo s vlnovou dĺžkou medzi 0,72 a 0,94 m bude vychádzať z križovatky a intenzita vyžarovaného svetla sa bude meniť s veľkosťou vstrekovaného prúdu, dá sa teda jednoducho zmeniť zmenou napájacieho prúdu Modulácia výkonu intenzity svetla je takzvaná "modulácia jednosmerného prúdu". To je veľmi dôležité pre použitie diaľkomeru ako zdroja svetla, pretože môže priamo modulovať intenzitu svetla a nie je potrebné vybavovať modulátor zložitou štruktúrou a vysokou spotrebou energie. Navyše v porovnaní s inými svetelnými zdrojmi má gálium arzenidový svetelný zdroj výhody malej veľkosti, nízkej hmotnosti, pevnej štruktúry a bez strachu z vibrácií, čo prispieva k miniaturizácii a prenosnosti diaľkomeru.
(2) Hélium-Ne (He-Ne) plynový laser
Hélium-neónový plynový laser pozostáva z výbojovej trubice, budiaceho napájacieho zdroja a rezonančnej dutiny. Výbojová trubica je kryštálová trubica s vnútorným priemerom niekoľko milimetrov. Rúrka je naplnená zmesovým plynom hélia a neónu. Dĺžka trubice sa pohybuje od niekoľkých centimetrov až po desiatky centimetrov. Čím dlhšia je trubica, tým vyšší je výstupný výkon. Na oboch koncoch tubusu sú inštalované opticky precízne opracované Brewsterove okná. Budiaci výkon môže vo všeobecnosti používať metódy jednosmerného, striedavého alebo vysokofrekvenčného vybíjania. V súčasnosti sa najviac používa metóda jednosmerného výboja a jej výhodou je stabilný výstup lasera. Rezonančná dutina sa skladá z dvoch sférických zrkadiel, z ktorých jedno je úplne reflexné a druhé čiastočne priehľadné. Jeho priepustnosť je 2 percentá, to znamená, že odrazivosť je stále 98 percent.
Atóm hélia vo výbojovej trubici pri budení budiaceho zdroja plynule preskakuje na vysokú energetickú hladinu. Keď sa zrazí s atómom neónu, energia sa nepretržite prenáša na atóm neónu, takže atóm neónu nepretržite preskočí na vysokú energetickú hladinu a vráti sa na vysokú energetickú hladinu. na základnú úroveň. Súčasne pri excitácii fotónov sú neónové atómy na vysokej energetickej úrovni stimulované k vyžarovaniu späť na základnú energetickú úroveň a v tomto čase sú produkované nové fotóny. Všeobecne povedané, väčšina fotónov vyskočí cez stenu trubice alebo bude absorbovaná stenou trubice a iba fotóny pozdĺž osi steny trubice sa budú odrážať tam a späť medzi dvoma zrkadlami, čo vedie k nepretržitému žiareniu a zosilneniu svetla. .
Brewsterovo okno je vysoko leštená krištáľová doska a uhol medzi normálou povrchu okna a osou trubice sa nazýva Brewsterov uhol. Tento uhol sa mení s materiálom okna, v prípade krištáľových okien je približne rovný 56o. Keď svetelná vlna dopadne na okienko pozdĺž osi trubice, zložka elektrickej vibrácie svetelnej vlny pozdĺž povrchu papiera (označená šípkou na obrázku) sa úplne prenesie bez toho, aby sa odrazila; pričom zložka v smere kolmom na povrch papiera (na obrázku je označená šípkou) Čierne bodky) sa odráža, takže zostávajúce svetlo je lineárne polarizované svetlo vibrujúce pozdĺž papiera. Potom tento druh svetla prúdi tam a späť v rezonančnej dutine, pretože novonarodené fotóny stimulovaného žiarenia majú rovnaký smer vibrácií ako pôvodné fotóny, to znamená, že nahromadené svetlo je vždy lineárne polarizované svetlo vibrujúce pozdĺž smeru Preto vždy, keď prechádzajú oknom Brewster tam a späť, takmer všetky prechádzajú s malou stratou svetla.
Laser vybavený Brewsterovým oknom vydáva priamo lineárne polarizované svetlo, takže skupina fotoelektrických modulátorov nepotrebuje polarizátor, čím sa zabráni dopadajúcemu svetlu všeobecného modulátora, ktoré spôsobuje asi 50-percentnú stratu intenzity svetla v dôsledku prechodu cez polarizátor. Vady. Preto maximálny dosah diaľkomeru vybaveného vyššie uvedeným laserom môže dosiahnuť 40-50 km.
Laser vyžarovaný hélium-neónovým plynovým laserom má veľmi stabilnú frekvenciu a fázu, vysokú smerovosť a kontinuálnu emisiu, takže je široko používaný v laserovom meradle, kolimácii, komunikácii a holografii. Hélium-neónový plynový laser má však aj svoje nevýhody, to znamená, že účinnosť je veľmi nízka a pomer jeho výstupného výkonu k príkonu je len jedna tisícina. Preto je výstupný výkon lasera na laserovom diaľkomere len asi 2-5 mW.
