Лазер зай хэмжигч нь спорт, барилга байгууламжаас эхлээд цэрэг, шинжлэх ухааны судалгаа хүртэл зайлшгүй шаардлагатай хэрэгсэл болжээ. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь лазер импульс ялгаруулж, тэдгээрийн тусгалыг шинжлэх замаар зайг гайхалтай нарийвчлалтайгаар хэмждэг. Тэдний хэрхэн ажилладагийг үнэлэхийн тулд үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг задлах нь чухал юм. Энэ нийтлэлд бид лазерын зай хэмжигчний гол хэсгүүд, тэдгээрийн үнэн зөв хэмжилт хийхэд гүйцэтгэх үүргийг судлах болно.
1. Лазер диод (ялгаруулагч)
Лазерын зай хэмжигч бүрийн гол цөм нь хэмжилт хийхэд ашигладаг уялдаатай гэрлийн туяа үүсгэдэг лазер диод юм. Ихэвчлэн ойрын хэт улаан туяаны спектрт ажилладаг (жишээлбэл, 905 нм эсвэл 1550 нм долгионы урт) диод нь богино, төвлөрсөн гэрлийн импульс ялгаруулдаг. Долгионы уртыг сонгохдоо аюулгүй байдал (хүний нүдийг хамгаалах) болон хүрээлэн буй орчны янз бүрийн нөхцөлд гүйцэтгэлийг тэнцвэржүүлдэг. Өндөр чанартай диодууд нь урт хугацааны нарийвчлалд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг тогтвортой туяаг баталгаажуулдаг.
2. Оптик линзний систем
Оптик линзний систем нь хоёр үндсэн үүргийг гүйцэтгэдэг.
- Collimation: ялгарсан лазерын цацрагийг нарийсгаж, зайнд тархалтыг багасгахын тулд параллель туяа болгон байрлуулна.
- Фокус: Буцаж буй туссан гэрлийн хувьд линз нь тархсан фотонуудыг илрүүлэгч дээр төвлөрүүлдэг.
Нарийвчилсан зай хэмжигч нь өөр өөр хэмжээ эсвэл зайд дасан зохицохын тулд тохируулж болох линз эсвэл томруулах чадварыг агуулж болно.
3. Фото илрүүлэгч (хүлээн авагч)
Фотодетектор нь ихэвчлэн нуранги фотодиод (APD) эсвэл PIN диод байдаг - туссан лазерын импульсийг барьж авдаг. APD нь өндөр мэдрэмжтэй, сул дохиог өсгөх чадвартай тул алсын зайн хэрэглээнд илүүд үздэг. Орчны гэрлийг (жишээ нь, нарны гэрэл) шүүж авахын тулд оптик дамжуулагч шүүлтүүрийг хүлээн авагчид нэгтгэж, зөвхөн лазерын тодорхой долгионы уртыг илрүүлэх боломжийг олгодог.
4. Нислэгийн цаг (ToF) хэлхээ
Нислэгийн цаг хугацааны хэлхээ нь зайны тооцооллын цаадах тархи юм. Энэ нь ялгарсан импульс болон илэрсэн тусгалын хоорондох хугацааны саатлыг хэмждэг. Гэрэл мэдэгдэж буй хурдаар (~3×10⁸ м/с) тархдаг тул зайг дараах томъёогоор тооцоолно.
Хэт өндөр хурдны таймерууд (пикосекундын нарийвчлалтай) нь миллиметрийн түвшний нарийвчлал, ялангуяа богино зайн хэрэглээнд маш чухал юм.
5. Дохио боловсруулах нэгж
Фотодетекторын түүхий өгөгдлийг микроконтроллер эсвэл дижитал дохионы процессор (DSP) боловсруулдаг. Энэ нэгж нь дуу чимээг шүүж, хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлсийг (жишээ нь, агаар мандлын бууралт) нөхөж, цаг хугацааны хэмжилтийг зайны заалт болгон хувиргадаг. Нарийвчилсан алгоритмууд нь олон цуурайг (жишээ нь, модны их бие рүү чиглүүлэх үед навчийг үл тоомсорлож) зохицуулж болно.
6. Дэлгэц ба хэрэглэгчийн интерфэйс
Ихэнх зай хэмжигч нь хэмжилтийг харуулах LCD эсвэл OLED дэлгэцтэй бөгөөд налууг тохируулах, тасралтгүй скан хийх, өгөгдөл бүртгэх Bluetooth холболт зэрэг горимоор нэмэгддэг. Хэрэглэгчийн оролтууд-товчлуур, мэдрэгчтэй дэлгэц эсвэл эргэлдэгч товчлуурууд нь гольф тоглох, ан агнах, хайгуул хийх гэх мэт тодорхой хэрэглээний тохиолдолд тохируулах боломжийг олгодог.
7. Цахилгаан хангамж
Цэнэглэдэг авсаархан зай (жишээ нь, Li-ion) эсвэл нэг удаагийн зай нь төхөөрөмжийг тэжээдэг. Эрчим хүчний хэмнэлт нь ялангуяа гадаа ашиглахад ашигладаг гар утасны загваруудад маш чухал юм. Зарим зай хэмжигч нь идэвхгүй байх үед батерейны ажиллах хугацааг уртасгахын тулд эрчим хүч хэмнэх горимуудыг агуулдаг.
8. Орон сууц ба угсралтын систем
Энэхүү орон сууц нь удаан эдэлгээтэй, эргономикийн зориулалттай бөгөөд ихэвчлэн усанд тэсвэртэй эсвэл цочролд тэсвэртэй материал (IP зэрэглэл) агуулсан байдаг. Бусад тоног төхөөрөмжтэй (жишээ нь, камер, винтов эсвэл дрон) нэгтгэхийн тулд tripod залгуур эсвэл Picatinny rails гэх мэт холбох сонголтуудыг оруулж болно.
Энэ бүхэн хэрхэн хамт ажилладаг вэ
1. Лазер диод нь бай руу чиглэсэн импульс үүсгэдэг.
2. Оптик систем нь цацрагийг чиглүүлж, тусгалыг цуглуулдаг.
3. Фотодетектор нь эргэн тойрон дахь чимээ шуугианаас шүүсэн буцах дохиог авдаг.
4. ToF хэлхээ нь өнгөрсөн хугацааг тооцдог.
5. Процессор нь цагийг зайнд хувиргаж, үр дүнг харуулна.
Дүгнэлт
Лазер диодын нарийвчлалаас эхлээд боловсруулах алгоритмын нарийн төвөгтэй байдал хүртэл лазерын зай хэмжигчний бүрэлдэхүүн хэсэг бүр нь нарийвчлал, найдвартай байдлыг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Та путтыг шүүж буй гольфчин эсвэл газрын зураг зурдаг инженер байгаа эсэхээс үл хамааран эдгээр элементүүдийг ойлгох нь таны хэрэгцээнд тохирох хэрэгслийг сонгоход тусална.
Шуудангийн цаг: 2025-03-18