Explicació detallada de la font de llum del telèmetre fotoelèctric de fase
Les fonts de llum del cercador de fase inclouen principalment díodes d'arsenur de gal·li (GaAs) i làsers de gas heli-neó (He-Ne). El primer s'utilitza generalment en buscadors de curt abast, i el segon s'utilitza en buscadors de distància mitjà i llarg. La següent és una introducció a aquestes dues fonts de llum.
(1) Díode d'arsenur de gal·li (GaAs).
Un díode d'arsenur de gal·li (GaAs) és un díode de cristall. Com un díode comú, també té una unió a l'interior, tal com es mostra a la figura {{0}}. La seva resistència cap endavant és petita i la seva resistència inversa és gran. Quan s'injecta un corrent fort en la direcció cap endavant, de la unió emergirà llum infraroja amb una longitud d'ona entre 0,72 i 0,94 m, i la intensitat de la llum emesa variarà amb la magnitud del corrent injectat, de manera que es pot canviar simplement canviant el corrent d'alimentació La modulació de la sortida de la intensitat de la llum és l'anomenada "modulació de corrent continu". Això és molt significatiu perquè el telèmetre s'utilitzi com a font de llum, ja que pot modular directament la intensitat de la llum i no cal equipar un modulador amb una estructura complexa i un alt consum d'energia. A més, en comparació amb altres fonts de llum, la font de llum de díode d'arsenur de gal·li té els avantatges d'una mida petita, un pes lleuger, una estructura ferma i sense por a les vibracions, cosa que afavoreix la miniaturització i la portabilitat del cercador de telèmetre.
(2) Làser de gas Heli-Ne (He-Ne).
Un làser de gas heli-neó consta d'un tub de descàrrega, una font d'alimentació d'excitació i una cavitat ressonant. El tub de descàrrega és un tub de cristall amb un diàmetre interior de diversos mil·límetres. El tub s'omple amb un gas barrejat d'heli i neó. La longitud del tub varia d'uns pocs centímetres a desenes de centímetres. Com més llarg sigui el tub, més gran serà la potència de sortida. Les finestres Brewster mecanitzades amb precisió òptica s'instal·len als dos extrems del tub. La potència d'excitació generalment pot utilitzar mètodes de descàrrega de corrent continu, alterna o d'alta freqüència. Actualment, el mètode de descàrrega de corrent continu és el més utilitzat, i el seu avantatge és que la sortida del làser és estable. La cavitat ressonant està formada per dos miralls esfèrics, un dels quals és totalment reflectant i l'altre parcialment transparent. La seva transmitància és del 2 per cent, és a dir, la reflectivitat encara és del 98 per cent.
L'àtom d'heli del tub de descàrrega, sota l'excitació de la font d'alimentació d'excitació, salta contínuament a un alt nivell d'energia. Quan xoca amb l'àtom de neó, l'energia es transfereix contínuament a l'àtom de neó, de manera que l'àtom de neó salta contínuament a un nivell d'energia elevat i torna al nivell d'energia elevat. al nivell base. Al mateix temps, sota l'excitació dels fotons, els àtoms de neó d'alt nivell d'energia són estimulats per irradiar de nou al nivell d'energia base i en aquest moment es produeixen nous fotons. En termes generals, la majoria dels fotons sortiran a través de la paret del tub o seran absorbits per la paret del tub, i només els fotons al llarg de l'eix de la paret del tub es reflectiran d'anada i tornada entre els dos miralls, donant lloc a una radiació contínua i amplificació de la llum. .
La finestra de Brewster és una placa de cristall molt polida, i l'angle entre la normal de la superfície de la finestra i l'eix del tub s'anomena angle de Brewster. Aquest angle varia segons el material de la finestra, en el cas de les finestres de vidre és aproximadament igual a 56o. Quan l'ona de llum incideix a la finestra al llarg de l'eix del tub, el component de la vibració elèctrica de l'ona de llum al llarg de la superfície del paper (indicat per la fletxa de la figura) es transmetrà completament sense reflectir-se; mentre que el component al llarg de la direcció perpendicular a la superfície del paper (indicat per la fletxa a la figura) Els punts negres) es reflecteixen, de manera que la llum restant és llum polaritzada linealment que vibra al llarg del paper. Després, aquest tipus de llum corre d'anada i tornada per la cavitat ressonant, perquè els fotons recentment nascuts de la radiació estimulada tenen la mateixa direcció de vibració que els fotons originals, és a dir, la llum acumulada és sempre llum polaritzada linealment que vibra al llarg de la direcció. del paper, Per tant, sempre que passen d'anada i tornada per la finestra de Brewster, gairebé tots passen amb poca pèrdua de llum.
El làser equipat amb una finestra Brewster emet directament llum polaritzada linealment, de manera que el grup modulador fotoelèctric no necessita un polaritzador, evitant així la llum incident del modulador general, que provoca una pèrdua d'intensitat de la llum al voltant del 50 per cent a causa del pas pel polaritzador. Defectes. Per tant, l'abast màxim del telèmetre equipat amb el làser anterior pot arribar a 40-50km.
El làser emès pel làser de gas d'heli-neó té una freqüència i una fase molt estables, una alta directivitat i una emissió contínua, de manera que s'utilitza àmpliament en la gamma làser, la col·limació, la comunicació i l'holografia. Tanmateix, el làser de gas heli-neó també té els seus desavantatges, és a dir, l'eficiència és molt baixa i la relació entre la potència de sortida i la potència d'entrada és només una mil·lèsima. Per tant, la potència de sortida del làser al telèmetre làser és només d'uns 2-5mW.
