Электрооптический светодальномер Советский патент 1991 года по МПК G01C3/00 

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Свет от источника 1 света, пройдя призму Плана 2, направляется в модулятор-демо- дулятор 6, в емкостном зазоре которого установлен электрооптический кристалл, часть выходного торца которого выполнена с отражающим покрытием. В кристалле свет модулируется по поляризации масштабной частотой, вырабатываемой импульсным СВЧ- генератором 9, и, отразившись от отражающего покрытия, попадает на зеркало 16, расположенное на расстоянии L А/2 -I от входного торца электрооптического кристал- ла 7, где А- длина волны модулирующей частоты, I и rfn - соответственно длина и коэффициент преломления электрооптического кристалла 7. Отразившись от зеркала 16, свет вновь направляется в электроопти- ческий кристалл 7. После k проходов, где k определяется размерами электрооптического кристалла 7 и диаметром светового пучка, свет выходит из модулятора-демодулятора 6 и направляется в регулируемую оптическую линию 8 задержки, состоящую из механизма перемещения и двух расположенных под углом 90° плоских зеркал, ори- ентированных таким образом, что падающий и отраженный лучи образуют плоскость, составляющую 45° с плоскостью поляризации излучения, поступающего на вход модулятора-демодулятора 6. При этом деполяризация света на зеркалах, приобретенная светом при его прямом прохожде- нии, компенсируется деполяризацией, вносимой зеркалами в принимаемый световой поток. После оптической линии 8 задержки свет, пройдя прозрачный диск 12 переменной толщины, установленный на оси электродвигателя 11, поступает на приемопередающую оптическую систему 13. При вращении прозрачного диска 12 переменной толщины свет периодически прохо- дит через участки стекла разной толщины, что приводит к периодическому изменению его оптического пути. Скорость вращения диска и модулирующие СВЧ-импульсы синхронизированы с помощью блока 10 синх- ронизации таким образом, что при нечетных импульсах зондирующий и отраженный свет проходит через участки стекла толщиной di. а при четных импульсах - толщиной da. При этом обеспечивается раз- ность оптических путей для четных и нечетных импульсов света. Прошедший дистанцию и отраженный от отражателя 17 свет, пройдя приемнопередающую оптическую систему 13, прозрачный диск 12 переменной толщины и регулируемую оптическую линию 8 задержки, демодулируется в модуляторе-демодуляторе б и направляется призмой Плана 2 на фотоприемник 3, на выходе которого формируются электрические импульсы, амплитуда которых зависит от длины оптического пути, пройденного . светом. При неравенстве амплитуд четных и нечетных импульсов на выходе интегратора 5 с помощью синхронного детектора 4 формируется сигнал с амплитудой, пропорциональной разности амплитуд поступающих импульсов и с полярностью, зависящей от того, амплитуда какого импульса больше - четного или нечетного. Сигнал с выхода интегратора 5 поступает на регулируемую оптическую линию 8 задержки и обеспечивает ее перемещение. По достижении равенства амплитуд четных и нечетных импульсов на выходе интегратора 5 формируется нулевой сигнал и регулируемая оптическая линия 8 задержки останавливается. Ее положение, связанное с измеряемой дистанцией, измеряется блоком 14 измерения и индицируется блоком 15 индикации. Разрешение неоднозначности обеспечивается применением сетки масштабных частот, формируемых импульсным СВЧ-генератором 9.

Формула изобретения Электрооптический светодальномер, содержащий последовательно расположенные источник света, блок поляризации, модулятор-демодулятор с электрооптическим кристаллом и приемопередающую оптическую систему, последовательно расположенные фотоприемник, связанный с блоком поляризации, синхронный детектор, интегратор, блок измерения и блок индикации, а также импульсный СВЧ-генератор, подключенный к модулятору-домодулятору, и блок синхронизации, связанный с импульсным СВЧ-генератором и с синхронным детектором, отличающийся тем, что,с целью повышения точности за счет увеличения отношения сигнал/шум и уменьшения энергопотребления, в него введены регулируемая оптическая линия задержки, расположенная между модулятором-демодулятором и приемопередающей оптической системой и связанная выходом с блоком измерения, а входом - с интегратором, и связанный с блоком синхронизации электродвигатель с прозрачным диском переменной толщины, расположенным между регулируемой оптической линией задержки и приемопередающей оптической системой, выполненной совмещенной, блок поляризации выполнен в виде призмы Плана, часть выходного торца электрооптического кристалла выполнена с

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к оптическим фазовым дальномерам, и может быть использовано для высокоточного измерения расстояний в геодезии и других областях науки и техники. Целью изобретения является повышение точности за счет увеличения отношения сигнал/шум и уменьшение энергопотребления. Устройство содержит последовательно расположенные источник 1 света, призму Глана 2, связанную с входом фотоприемника 3, модулятор-демодулятор 6 с электрооптическим кристаллом 7, часть выходного торца которого выполнена с отражающим покрытием, регулируемую оптическую линию 8 задержки, прозрачный диск переменной толщины 12, установленный на оси электродвигателя 11, приемнопередающую оптическую систему 13 и отражатель 17. Устройство также содержит импульсный СВЧ-генератор 9, связанный с модулятором-демодулятором 6, блок 10 синхронизации, связанный с электродвигателем 11, синхронный детектор 4, связанный с выходом фотоприемника 3, и интегратор 5, связанный с входом регулируемой оптической линии 8 задержки, а также блок 15 индикации и связанный с ним блок 14 измерения, вход которого связан с выходом регулируемой оптической линии 8 задержки. 1 ил.