लेजर पर ज्ञान का लोकप्रियकरण सेंसर

जब लेजर रेंजिंग सेंसर काम कर रहा होता है, तो डायोड का उत्सर्जन करने वाला लेजर पहले लक्ष्य को लक्षित करता है और लेजर दालों का उत्सर्जन करता है। लक्ष्य द्वारा परिलक्षित होने के बाद, लेजर सभी दिशाओं में स्कैटर करता है। सेंसर रिसीवर में बिखरे हुए प्रकाश रिटर्न का हिस्सा और हिमस्खलन फोटोडायोड पर imaged होने से पहले ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा प्राप्त किया जाता है। एक हिमस्खलन फोटोडायोड आंतरिक प्रवर्धन फ़ंक्शन के साथ एक ऑप्टिकल सेंसर है, जो बेहद कमजोर ऑप्टिकल संकेतों का पता लगा सकता है और उन्हें इसी विद्युत संकेतों में बदल सकता है। एक सामान्य प्रकार एक लेजर रेंजिंग सेंसर है, जो एक प्रकाश पल्स के उत्सर्जन से लेकर इसके रिटर्न और रिसेप्शन तक के समय को रिकॉर्ड करने और संसाधित करके लक्ष्य दूरी को मापता है। लेजर सेंसर को ट्रांसमिशन समय को सही ढंग से मापना चाहिए क्योंकि प्रकाश की गति बहुत तेज है।

उदाहरण के लिए, यदि प्रकाश की गति लगभग 3 * 10 ^ 8m/s है, तो 1 मिमी के संकल्प को प्राप्त करने के लिए, सेंसर के ट्रांसमिशन समय के इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को निम्नलिखित बेहद कम समय को अलग करने में सक्षम होना चाहिए:

0.001m/(3 * 10 ^ 8m/s) = 3ps

3Ps के समय को अलग करने के लिए, यह इलेक्ट्रॉनिक तकनीक के लिए एक उच्च आवश्यकता है और कार्यान्वयन की लागत बहुत अधिक है। लेकिन आज के लेजर सेंसर चतुराई से इस बाधा से बचते हैं, एक साधारण सांख्यिकीय सिद्धांत, औसत नियम का उपयोग करते हुए, 1 मिमी के संकल्प को प्राप्त करने और प्रतिक्रिया गति सुनिश्चित करने के लिए।

प्रमुख कार्य

लेजर की विशेषताओं जैसे कि उच्च दिशात्मकता, उच्च मोनोक्रोमैटिकिटी, और उच्च चमक, गैर-संपर्क लंबी दूरी के माप को प्राप्त किया जा सकता है। लेजर सेंसर का उपयोग आमतौर पर लंबाई, दूरी, कंपन, वेग और अभिविन्यास जैसी भौतिक मात्रा को मापने के लिए किया जाता है, साथ ही दोषों का पता लगाने और वायुमंडलीय प्रदूषकों की निगरानी के लिए भी किया जाता है।

लेजर

सटीक लंबाई माप सटीक यांत्रिक विनिर्माण उद्योग और ऑप्टिकल प्रसंस्करण उद्योग में प्रमुख प्रौद्योगिकियों में से एक है। आधुनिक लंबाई का माप ज्यादातर प्रकाश तरंगों के हस्तक्षेप की घटना का उपयोग करता है, और इसकी सटीकता मुख्य रूप से प्रकाश की मोनोक्रोमैटिकिटी पर निर्भर करती है। लेजर सबसे आदर्श प्रकाश स्रोत है, जो अतीत में सबसे अच्छा मोनोक्रोमैटिक प्रकाश स्रोत की तुलना में 100000 गुना शुद्ध है (क्रिप्टन -86 दीपक)। इसलिए, लेजर लंबाई माप में एक बड़ी रेंज और उच्च सटीकता होती है। ऑप्टिकल सिद्धांतों के अनुसार, अधिकतम औसत दर्जे की लंबाई एल और मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को λ और वर्णक्रमीय रेखा की चौड़ाई निर्धारित की जा सकती है, उनके बीच का संबंध L = λ/。 है, जो कि अधिकतम लंबाई को क्रिप्टन 86 दीपक के साथ मापा जा सकता है, और लंबे समय तक वस्तुओं के लिए, सेगमेंटेड माप की आवश्यकता होती है। यदि एक हीलियम नीयन गैस लेजर का उपयोग किया जाता है, तो यह दसियों किलोमीटर तक माप सकता है। आम तौर पर, कुछ मीटर के भीतर एक लंबाई को मापने से 0.1 माइक्रोमीटर की सटीकता प्राप्त हो सकती है।

रडार सेंसर

इसका सिद्धांत रेडियो रडार के समान है। लेजर को लक्ष्य पर लक्षित करने और उत्सर्जित करने के बाद, इसके राउंड-ट्रिप समय को मापा जाता है, और फिर राउंड-ट्रिप दूरी प्राप्त करने के लिए प्रकाश की गति से गुणा किया जाता है। उच्च दिशात्मकता, उच्च मोनोक्रोमैटिकिटी और लेज़रों की उच्च शक्ति के फायदों के कारण, ये दूरी को मापने के लिए महत्वपूर्ण हैं, लक्ष्य अभिविन्यास का निर्धारण करते हैं, सिस्टम प्राप्त करने वाले सिस्टम के सिग्नल-टू-शोर अनुपात में सुधार करते हैं, और माप सटीकता सुनिश्चित करते हैं। इसलिए, लेजर रेंजफाइंडर्स को तेजी से महत्व दिया जा रहा है। लेजर रेंजफाइंडर के आधार पर विकसित लिडार न केवल दूरी को माप सकता है, बल्कि लक्ष्य अभिविन्यास, परिचालन गति और त्वरण को भी माप सकता है। इसका उपयोग सफलतापूर्वक कृत्रिम उपग्रहों के ट्रैकिंग और ट्रैकिंग के लिए किया गया है, जैसे कि लिडार एक रूबी लेजर का उपयोग कर, जिसमें 500-2000 किलोमीटर की रेंज और केवल कुछ मीटर की त्रुटि होती है। बहुत समय पहले, अभी भी अनुसंधान और विकास केंद्र थे जिन्होंने एलडीएम श्रृंखला को सेंसर विकसित किया, जो कई किलोमीटर की माप सीमा के भीतर माइक्रोमीटर स्तर में सटीकता प्राप्त कर सकता है। रूबी लेज़र्स, नियोडिमियम ग्लास लेजर, कार्बन डाइऑक्साइड लेजर, और गैलियम आर्सेनाइड लेजर को अक्सर लेजर रेंजफाइंडर के लिए हल्के स्रोतों के रूप में उपयोग किया जाता है।

लेजर कंपन माप

यह डॉपलर सिद्धांत के आधार पर वस्तुओं के कंपन वेग को मापता है। डॉपलर सिद्धांत इस सिद्धांत को संदर्भित करता है कि यदि वेव स्रोत के पर्यवेक्षक या लहर को प्राप्त करने वाले प्रोपेगेटिंग वेव के माध्यम के सापेक्ष चलते हैं, तो पर्यवेक्षक द्वारा मापी गई आवृत्ति न केवल तरंग स्रोत द्वारा उत्सर्जित कंपन आवृत्ति पर निर्भर करती है, बल्कि तरंग स्रोत या पर्यवेक्षक की गति गति की परिमाण और दिशा पर भी निर्भर करती है। मापा आवृत्ति और तरंग स्रोत की आवृत्ति के बीच अंतर को डॉपलर आवृत्ति शिफ्ट कहा जाता है। जब कंपन दिशा दिशा के अनुरूप होती है, तो डॉपलर आवृत्ति शिफ्ट FD = v/ λ ， जहां v कंपन वेलोसिटी है λ तरंग दैर्ध्य है। लेजर डॉपलर कंपन वेग माप उपकरण में, प्रकाश की गोल-यात्रा के कारण, FD = 2V/ λ。。 इस प्रकार का कंपन मीटर ऑब्जेक्ट के कंपन को माप के दौरान ऑप्टिकल भाग द्वारा संबंधित डॉपलर आवृत्ति शिफ्ट में परिवर्तित करता है, और ऑप्टिकल डिटेक्टेक्टर इस आवृत्ति को एक विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है। सर्किट भाग द्वारा उपयुक्त प्रसंस्करण के बाद, इसे डॉपलर सिग्नल प्रोसेसर को डॉपलर फ्रीक्वेंसी शिफ्ट सिग्नल को कंपन गति के अनुरूप विद्युत सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए भेजा जाता है, और अंत में चुंबकीय टेप पर दर्ज किया जाता है। यह कंपन मीटर 6328 एंगस्ट्रॉम (विस्तारित) की तरंग दैर्ध्य के साथ एक हीलियम नियॉन लेजर का उपयोग करता है, ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन के लिए एक ध्वन्टोइप्टिक मॉड्यूलेटर का उपयोग करता है, एक क्वार्ट्ज क्रिस्टल ऑसिलेटर और एक पावर एम्पलीफायर सर्किट का उपयोग करता है, जो कि एसीओएसटीओप्टिक मॉड्यूलेटर के ड्राइविंग स्रोत के रूप में होता है। संकेत। इसके लाभ का उपयोग करना आसान है, एक निश्चित संदर्भ फ्रेम की आवश्यकता नहीं है, वस्तु के कंपन पर कोई प्रभाव नहीं है, व्यापक माप आवृत्ति रेंज, उच्च सटीकता और बड़ी गतिशील रेंज। नुकसान यह है कि माप प्रक्रिया अन्य आवारा प्रकाश से बहुत प्रभावित होती है।

लेजर वेलोसिमेट्री

यह केप्लर सिद्धांत पर आधारित एक लेजर वेलोसिमेट्री विधि भी है, और आमतौर पर लेजर डॉपलर वेलोसिमेटर (लेजर फ्लोमीटर देखें) के रूप में उपयोग किया जाता है। यह पवन सुरंग एयरफ्लो वेग, रॉकेट ईंधन प्रवाह वेग, विमान जेट एयरफ्लो वेग, वायुमंडलीय हवा की गति और कण आकार और रासायनिक प्रतिक्रियाओं में कण आकार और अभिसरण वेग को माप सकता है।