위상 광전 거리계의 광원에 대한 자세한 설명
위상 범위 측정기의 광원은 주로 비화갈륨(GaAs) 다이오드와 헬륨-네온(He-Ne) 가스 레이저를 포함합니다. 전자는 일반적으로 단거리 파인더에 사용되고 후자는 중거리 및 장거리 레인지 파인더에 사용됩니다. 다음은 이 두 광원에 대한 소개입니다.
(1) 갈륨 비소(GaAs) 다이오드
갈륨 비소(GaAs) 다이오드는 수정 다이오드입니다. 일반 다이오드와 마찬가지로 그림 {0}}과 같이 내부에 접합부가 있습니다. 순방향 저항은 작고 역방향 저항은 큽니다. 순방향으로 강한 전류를 주입하면 0.72~0.94m 파장의 적외광이 접합부에서 나오게 되며 주입된 전류의 크기에 따라 방출되는 빛의 세기가 달라지게 되며, 광량의 출력을 변조하는 것을 소위 "직류 변조"라고 합니다. 이는 광량을 직접 변조할 수 있고 복잡한 구조와 높은 전력 소모를 가진 변조기를 장착할 필요가 없기 때문에 거리계를 광원으로 사용하는 데 매우 의미가 있습니다. 또한 갈륨비소 다이오드 광원은 다른 광원에 비해 크기가 작고 가벼우며 구조가 견고하고 진동의 우려가 없어 거리측정기의 소형화 및 휴대성에 유리하다는 장점이 있다.
(2) 헬륨-네(He-Ne) 가스 레이저
헬륨-네온 가스 레이저는 방전관, 여기 전원 공급 장치 및 공명 공동으로 구성됩니다. 방전관은 내경이 수 밀리미터인 수정관입니다. 튜브는 헬륨과 네온의 혼합 가스로 채워져 있습니다. 튜브의 길이는 수 센티미터에서 수십 센티미터까지 다양합니다. 튜브가 길수록 출력이 높아집니다. 광학적으로 정밀하게 가공된 Brewster 창은 튜브의 양쪽 끝에 설치됩니다. 여기 전원은 일반적으로 DC, AC 또는 고주파 전원 방전 방법을 사용할 수 있습니다. 현재 DC 전원 방전 방식이 가장 많이 사용되고 있으며 레이저 출력이 안정적이라는 장점이 있다. 공명 공동은 두 개의 구형 거울로 구성되며, 그 중 하나는 완전히 반사되고 다른 하나는 부분적으로 투명합니다. 투과율은 2퍼센트입니다. 즉, 반사율은 여전히 98퍼센트입니다.
여기 전원 공급 장치의 여기 상태에서 방전관의 헬륨 원자는 지속적으로 높은 에너지 수준으로 점프합니다. 네온 원자와 충돌하면 에너지가 계속해서 네온 원자로 전달되므로 네온 원자는 계속해서 높은 에너지 준위로 점프하고 다시 높은 에너지 준위로 돌아온다. 기본 수준으로. 동시에 광자의 여기 하에서 높은 에너지 준위의 네온 원자가 자극되어 기본 에너지 준위로 다시 방사되며 이때 새로운 광자가 생성됩니다. 일반적으로 대부분의 광자는 튜브 벽을 통해 튀어 나오거나 튜브 벽에 흡수되며 튜브 벽의 축을 따라 있는 광자만 두 거울 사이에서 앞뒤로 반사되어 빛의 지속적인 방사 및 증폭이 발생합니다. .
브루스터 창은 고광택 수정판으로 창 표면의 법선과 튜브의 축 사이의 각도를 브루스터 각이라고 합니다. 이 각도는 창의 재질에 따라 달라지며 크리스탈 창의 경우 대략 56o입니다. 광파가 튜브의 축을 따라 창에 입사할 때 종이 표면을 따라 광파의 전기 진동 성분(그림에서 화살표로 표시됨)은 반사되지 않고 완전히 전달됩니다. 종이 표면에 수직인 방향을 따라 성분(그림에서 화살표로 표시됨)은 반사되어 나머지 빛은 종이를 따라 진동하는 선형 편광이 됩니다. 이후, 이러한 종류의 빛은 공명 공동에서 앞뒤로 이동하는데, 새로 태어난 자극 방사선의 광자는 원래 광자와 동일한 진동 방향을 가지기 때문입니다. 즉, 축적된 빛은 항상 방향을 따라 진동하는 선형 편광입니다. 따라서 종이가 브루스터 창을 통과할 때마다 거의 모두 빛의 손실이 거의 없이 통과합니다.
브루스터 윈도우가 장착된 레이저는 선형 편광된 빛을 직접 출력하므로 광전 변조기 그룹은 편광판이 필요하지 않으므로 편광판을 통과하여 광량의 약 50% 손실이 발생하는 일반 변조기의 입사광을 피할 수 있습니다. 결함. 따라서 위의 레이저를 장착한 거리 측정기의 최대 사거리는 40-50km에 달할 수 있습니다.
헬륨-네온 가스 레이저에서 방출되는 레이저는 매우 안정적인 주파수와 위상, 높은 지향성 및 연속 방출을 가지므로 레이저 거리 측정, 시준, 통신 및 홀로그래피에 널리 사용됩니다. 그러나 헬륨-네온 가스 레이저는 효율이 매우 낮고 입력 전력에 대한 출력 전력의 비율이 1000분의 1에 불과하다는 단점도 있습니다. 따라서 레이저 거리계의 레이저 출력은 약 2-5mW에 불과합니다.
