СВЧ-светодальномер Советский патент 1988 года по МПК G01C3/08 

лг

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к устройствам для измерения расстоя- Ш1й, Цель его состоит в повьрении точности измерений путем компенсации деполяризации света в оптических элементах светодальномера. Светодально- мер включает последовательно расположенные на оптической оси источник плоскополяризованного света (лазер) 15 кристалл 4 модулятора и демодулятора, функции которого вьшолняет кристалл KDP, помещенный s обьемньй резонатор 3, приемно-передакет ий объек ткв 6,8, триппель-призменньй отражатель 7, оптическую лиш-пс задержки 9 поляроид-анализатор 11 и фотоприемник 13. Кроме того, в устройство входит усилительно-индикаторный блок 14, 15 и СВЧ-генератор 5, подключенный к кристаллу 4 модулятора и демодулятора и усилительно-индикаторному блоку 14, 15. Для достижения цели на оптической оси прибора между лини- ей задержки 9 и кристаллом Д дополнительно установлена плоскопараллельная пластина 10 КПР с БОЗМОЖНС-СТЬЮ вращения в плоскости, параллельной оптической оси. Подбирая угол наклона,- можно компенсировать деполяркзаичню света. 3 ил. и

Яй./

: Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к устройствам для измерения расстояний ,

Цель изобретения - повышение точности измерений путем компенсахдаи.деполяризации сватав оптических элемен- Ьгак светодальномера.

На фиг, 1 приведена функциональная схема СВЧ-светодальномера| на 2 зависш-адсть величины сдвига |)азь о J вност-юй пластиной КОР тол- цикой 2 мм от угла в ее поворота|

яа фиг, 3, зависимость относительной-15 тельной юстировке величина деполяризации составляет 25-, т.е. около 15% принимаемого света проходит через анализатор и действует как остаточный свет. Чтобы устранить его путем 20 компенсации деполяризации на входе демодулятора устанавливается пластина 10 из кристалла KDP путем поворота которой достигается плавный фазовый сдвиг. Например, для пластины

интенсивности света, прошедшего че- эез пластину KDP,, на которой 7 стаиовлен скрещенньй анализатор, от зели гины сдвига фаз,ы , На фиг,1 триняты обозначения г 1 - источник ллоскополяризованного света типа, |irii- 105| 2 - плоские зеркала с наружг1ьщ покрытием; J - объемный резонатор юдулятора и демодулятора света, ра- зотающих на частоте модуляции ; электрооптичаский кристалл нодулято

4 -25 тол1ц шой в 2мм зависимость фазового Сдвига cf от угла поворота 9 вокруг

за и демодулятора, изготовленный из дигидрофосфата калия (KDP) Z - среза; СВЧ генератор масштабных колеба|1кй частоты f 6 - передающий объек- 30 зовать пластины толщиной до 3

;1тобы с изменением в величина лась сравнительно медленно.

5 KR; / трштель -призменнью отража- г ель 3 - приемный объектив; 9 - Ьптическая линия задержки в виде приз- ikbi с крьшей,; 10 - плоскопараллельная tinacTHHa плавного фазового сдвига, , 5 |1зготовленная из KDP| 11 - анализа- irops установленный на пропускание излучения источника света, 12 световод | 13 - фотоприемник типа ФЭУ-115| Ц4 - усилитель выходного сигнала 40 фЭУ | -15 - индикатор амплитуды выход-- t-Joro сигнала усилителя. Точки М и Ы являются рабочими при изПоворотом пластины KDP устанавливается такой фазовьм сдвиг с/ ,, который совместно с деполяризацией составлял бы общий сдвиг фазы, равный 180°, Далее анализатор поворачивается так, чтобы рабочая точка модулято ра-демодулятора переместилась в нулевое положение и совместилась в точкой М (фиг, 3). Это равносильно ра боте всего оптического тракта светодальномера без деполяризации, Таки: образом пластина KDP соответствующим

Иерении разности фаз компенсационным способок SKCTpeMyjviao Поворотом анали-дз поворотом добавляет постоянный фазо- - - вьй сдвиг к деполяризации до получезалора на 90 точка N переносится в положение точки М, точка Л - середина линейного участка.

СВЧ-светодальномер работает сле- цувщгал образомв Q

Плоскополяризовакное излучение от источника света 1 зеркалаш-Е 2 направляется в объемный резонатор 3 модулятора-демодулятора, в eMitocTHOM зазоре которого установлен злектрроп™ тический кристалл KDF. При включенном генераторе 5 на кристалл 4 действует напряжение стоячей волны и в результате продольного лигтейного злектрония поворота плоскости поляризации источника света на угол 90. При этом расстояние может вь шсляться по известной формуле;

D

--Iгде длина волны модуля ции;

N - число целых уложений еа в

расстоянии D.

После прохождения пластины KDP демодулятора и анализатора 11 с помощью световода t2 свет направляется

оптического эффекта на выходе кристалла 4 свет модулируется по виду поляризации. Передающий объектив б направляет модулированный свет на отражатель 7. Отраженный свет собирается в коллимированный луч приемным объективом 8 и направляется на оптическую линию задержки 9, Каждый оптический элемент на пути света вносит определенную деполяризацию, зависящую от параметров оптического элемента, качества его изготовления. По экспериментальным, оценкам даже при тщаоси, параллельной оптической оси светодальномера, имеет вид, представлен- Hbtfi на фиг, 2, Целесообразно испольмм.

зовать пластины толщиной до 3

;1тобы с изменением в величина с меня- лась сравнительно медленно.

Поворотом пластины KDP устанавливается такой фазовьм сдвиг с/ ,, который совместно с деполяризацией составлял бы общий сдвиг фазы, равный 180°, Далее анализатор поворачивается так, чтобы рабочая точка модулятора-демодулятора переместилась в нулевое положение и совместилась в точкой М (фиг, 3). Это равносильно ра боте всего оптического тракта светодальномера без деполяризации, Таки: образом пластина KDP соответствующим

поворотом добавляет постоянный фазо- вьй сдвиг к деполяризации до получения поворота плоскости поляризации источника света на угол 90. При этом расстояние может вь шсляться по известной формуле;

D

--Iгде длина волны модуля ции;

N - число целых уложений еа в

расстоянии D.

После прохождения пластины KDP демодулятора и анализатора 11 с помощью световода t2 свет направляется

на фотоприемник 13, выходной сигнал которого усиливается усилителем 14 и наблюдается с помощью индикатора 15.

Как следует из графиков на фиг.2 и 3, при величине деполяризации в 25- 30°, схема по фиг.1 может работать с переносом рабочей точки на середину линейного участка модуляционной характеристики, т.е. в точку .З) В этом случае необходимо либо уменьшить угол наклона пластины, либо применить пластину меньшей толщины.

Формула изобретения

СВЧ-светодальномер, содержащий последовательно расположенные на оптической оси источник плоскополяризован-2о ческой оси.

Х 25

е.г

ного света, кристаллический модулятор, приемно-передающий объектив, отражатель, оптическую линию задержки, кристаллический демодулятор, анализатор фотоприемник,а также усилительно- индикаторный блок и СВЧ-генератор, подключенный к модулятору, демодулятору и усилительно-индикаторному бло

ку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем компенсации деполяризации света в приемно-передаищем объективе и отражателе, между оптической линией задержки и демодулятором установлена плоскопараллельная пластина, изготовленная из дигидро- фосфата калия, с возможностью вращения в плоскости, параллельной оптиО 25° /2 Ч .3