Фазовый светодальномер Советский патент 1989 года по МПК G01C3/08 

Изобретение относится к лазерной технике, точнее к дальнометрии и может быть применено для прецизионного измерения больших ( км) и сверхбольших (L 102 ц-м) расстояний, например до ИСЗ, Луны и др., а также для метрологической аттестации импульсных лазерных дальномеров, преднесат информацию о пройденном волной расстоянии. Этот сигнал через оптическую систему 7 и систему поворотных зеркал (не показаны) поступает на вход приемников 10 излучения, осуществляющего преобразование оптического сигнала в электрический. Электрический сигнал с выхода приемника 10

Изобретение относится к лазерной измерительной технике, а именно к дальнометрии, и может быть применено для прецизионного измерения расстояния и метрологической аттестации импульсных лазерных дальномеров. Цель изобретения - увеличение дальности действия дальномера. Дальномер содержит систему лазеров 1, расположенных по образующей окружности и снабженных системами стабилизации 2, автоподстройки частоты несущей и фазы огибающей 3, режимы работы лазеров синхронизированы блоком 4. Устройство имеет приемник 10 излучения, усилитель 11, систему 12 информационной обработки сигнала и регистратор 13. Излучение лазеров согласовано с оптической системой дальномера при помощи цилиндрического светопровода 5. Светопровод 5 выполняет одновременно функции согласующего элемента и сумматора интенсивностей излучений лазеров. 2 ил.

назначенных для работы на эти расстоя-ю поступает через усилитель 11 на вход

устройства 12 информационной обработки сигнала и с выхода устройства 12 на вход регистратора 13.

При возбуждении светопровода косым

ния.

Цель изобретения - увеличение дальности действия дальномера.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 -схема формирования 15 лучом проекция его траектории на по

светового потока в передатчике.

Устройство содержит источник 1 лазерного излучения из нескольких лазеров, интенсивность которых модулирована по гармоническому закону, расположенных по образующей окружности и связанных с блоком 2 стабилизаци напряжения питания, блоком 3 автоподстройки частоты несущей и фазы огибающей и блоком k синхронизации режимов работы лазеров. Излучение лазеров посредством цилиндрического свето- . провода 5 (элемента согласовнаия излучения и сумматора интенсивностей) и светоделительного зеркала 6 связано через оптическую систему передатчика 7 с отражателем 8, а также посредством светоделительного зеркала 6 и поворотного зеркала 9 связано со входом двухвходового приемника 10 излучения, выход которого подключен к входу усилителя 11, связанного через блок 12 обработки информации с входом блока 13 регистрации.

Устройство работает следующим образом.

Гармонически модулированное, стабилизированное и синхронизированное излучение лазеров 1 поступает на вход светопровода 5, осуществляющего one- рации согласования этого излучения с оптической системой дальномера 7 и суммирования интенсивностей излучения всех лазеров, и посредством светоделительного элемента 6 делится на два неравных потока, меньший из которых через поворотное зеркало 9 поступает на вход приемника 10 излучения и служит опорным сигналом при отсчете

набега фазы на измеряемой трассе, тог- полностью проектируется на кольцевую

да как большая часть потока излучения поступает на оптическую систему 7 и далее на измеряемую трассу и отражатель 8. Фаза отразившегося сигнала

(полезную) область основного зеркала, телескопа Кассегерена, обеспечивая коэффициент пропускания телескопа близким к единице.

перечное сечение будет иметь каустику (фиг.2), радиус Tg которой дается формулой

. Ji (Вл151пва.Л

с - sine J J

0

0 5

5

где а е п.

а5

0

радиус световода; угол ввода луча в световод; показатель преломления сердцевины светопровода; максимальный угол отражения

луча на стенке светопровода.

I

Пучок таких лучей заполняет кольцевую область с минимальным радиусом г и максимальным радиусом а. Причем интенсивность излучения по этой области в многомодовом световоде (светопроводе) одинакова. В светопроводе осуществляется режим некогерентного сложения электрических полей. Поместив выходной торец светопровода 5 в фокус вторичного выпуклого зеркала телескопа Кассегерена, совместив ось светопровода с оптической осью телескопа 7 выбрав угол ввода излучения каждого из лазеров равным arctg(rg/F), где г - радиус вторичного выпуклого зеркала, а диаметр светопровода D - удовлетворяющим соотношению

D где

- )

Л - длина волны лазерного излучения;

F - фокусное расстояние, обеспечивается согласование излучения лазеров с оптической системой дальномера. При этом кольцевая область засветки выходного торца светопровода

полностью проектируется на кольцевую

(полезную) область основного зеркала, телескопа Кассегерена, обеспечивая коэффициент пропускания телескопа близким к единице.

5151

Ф о рмула изобретения .Фазовый светодальномер, содержащий последовательно расположенные источник лазерного излучения с блоком автоподстройки частоты несущей и фазы огибающей, светоделительное зеркало оптическую систему передатчика, отражатель, оптическую систему приемника, двухвходовый приемник излучения, усилитель, блок обработки информации и блок регистрации, причем второй вход двухвходового приемника излучения оптически связан со светоделительным

15986

зеркалом через поворотное зеркало, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона измерес НИИ, он снабжен цилиндрическим светопроводом, расположенным перед светоделительным зеркалом, и блоками стабилизации напряжения питания и синхронизации режимов работы, связанными

10 с соответствующими входами источника лазерного излучения, выполненного в виде нескольких лазеров, равноудаленных от цилиндрического светопровода и расположенных симметрично его оси.

V