Explicação detalhada da fonte de luz do telêmetro fotoelétrico de fase
As fontes de luz do localizador de faixa de fase incluem principalmente diodos de arseneto de gálio (GaAs) e lasers de gás hélio-neon (He-Ne). O primeiro é geralmente usado em localizadores de alcance curto e o último é usado em localizadores de alcance médio e longo. O que se segue é uma introdução a essas duas fontes de luz.
(1) Diodo de arsenieto de gálio (GaAs)
Um diodo de arsenieto de gálio (GaAs) é um diodo de cristal. Assim como um diodo comum, ele também possui uma junção interna, conforme mostra a Figura {{0}}. Sua resistência direta é pequena e sua resistência reversa é grande. Quando uma corrente forte é injetada na direção direta, a luz infravermelha com um comprimento de onda entre 0.72 e 0,94m emergirá da junção e a intensidade da luz emitida variará com a magnitude da corrente injetada, portanto, pode ser simplesmente alterado alterando a corrente de alimentação Modular a saída da intensidade da luz é a chamada "modulação de corrente contínua". Isso é muito significativo para o telêmetro ser usado como fonte de luz, pois pode modular diretamente a intensidade da luz, não sendo necessário equipar um modulador com estrutura complexa e alto consumo de energia. Além disso, em comparação com outras fontes de luz, a fonte de luz de diodo de arseneto de gálio tem as vantagens de tamanho pequeno, peso leve, estrutura firme e sem medo de vibração, o que é propício à miniaturização e portabilidade do telêmetro.
(2) Laser de gás Hélio-Ne (He-Ne)
Um laser de gás hélio-neônio consiste em um tubo de descarga, uma fonte de alimentação de excitação e uma cavidade ressonante. O tubo de descarga é um tubo de cristal com um diâmetro interno de vários milímetros. O tubo é preenchido com uma mistura de gás hélio e néon. O comprimento do tubo varia de alguns centímetros a dezenas de centímetros. Quanto mais longo o tubo, maior a potência de saída. Janelas Brewster usinadas com precisão óptica são instaladas em ambas as extremidades do tubo. A energia de excitação geralmente pode usar métodos de descarga de energia DC, AC ou de alta frequência. Atualmente, o método de descarga de energia DC é o mais usado e sua vantagem é que a saída do laser é estável. A cavidade ressonante é composta por dois espelhos esféricos, sendo um totalmente refletivo e o outro parcialmente transparente. Sua transmitância é de 2 por cento, ou seja, a refletividade ainda é de 98 por cento.
O átomo de hélio no tubo de descarga, sob a excitação da fonte de alimentação de excitação, salta continuamente para um alto nível de energia. Quando colide com o átomo de néon, a energia é transferida continuamente para o átomo de néon, de modo que o átomo de néon salta continuamente para um nível de energia alto e retorna ao nível de energia alto. ao nível básico. Ao mesmo tempo, sob a excitação de fótons, os átomos de néon no alto nível de energia são estimulados a irradiar de volta ao nível de energia básico, e novos fótons são produzidos neste momento. De um modo geral, a maioria dos fótons saltará através da parede do tubo ou será absorvida pela parede do tubo, e apenas os fótons ao longo do eixo da parede do tubo serão refletidos para frente e para trás entre os dois espelhos, resultando em radiação contínua e amplificação da luz. .
A janela de Brewster é uma placa de cristal altamente polida, e o ângulo entre a normal da superfície da janela e o eixo do tubo é chamado de ângulo de Brewster. Este ângulo varia com o material da janela, no caso das janelas de cristal é aproximadamente igual a 56o. Quando a onda de luz incide na janela ao longo do eixo do tubo, a componente da vibração elétrica da onda de luz ao longo da superfície do papel (indicada pela seta na figura) será totalmente transmitida sem ser refletida; enquanto o componente ao longo da direção perpendicular à superfície do papel (indicado pela seta na figura) Os pontos pretos) são refletidos, de modo que a luz restante é luz polarizada linearmente vibrando ao longo do papel. Depois, esse tipo de luz corre para frente e para trás na cavidade ressonante, porque os fótons recém-nascidos da radiação estimulada têm a mesma direção de vibração dos fótons originais, ou seja, a luz acumulada é sempre luz polarizada linearmente vibrando na direção do papel, portanto, sempre que passam para frente e para trás pela janela Brewster, quase todos passam com pouca perda de luz.
O laser equipado com uma janela Brewster emite diretamente luz polarizada linearmente, de modo que o grupo modulador fotoelétrico não precisa de um polarizador, evitando assim a luz incidente do modulador geral, que causa cerca de 50% de perda de intensidade de luz devido à passagem pelo polarizador Defeitos. Portanto, o alcance máximo do telêmetro equipado com o laser acima pode chegar a 40-50km.
O laser emitido pelo laser de gás hélio-neônio tem frequência e fase muito estáveis, alta diretividade e emissão contínua, por isso é amplamente utilizado em alcance de laser, colimação, comunicação e holografia. No entanto, o laser de gás hélio-neônio também tem suas desvantagens, ou seja, a eficiência é muito baixa e a proporção de sua potência de saída para a potência de entrada é de apenas um milésimo. Portanto, a potência de saída do laser no telêmetro a laser é de apenas cerca de 2-5mW.
