비행 시간이 작동하기에 전자 장치가 너무 느릴 때 레이저는 단거리 (<1cm)를 어떻게 측정합니까?

LIDAR 센서가 어떻게 2mm 미만의 거리를 측정 할 수 있는지 궁금합니다. 그들이 어떻게 할 수 있는지 모르겠습니다.

빛의 속도는 300,000,000m / s이므로 왕복 시간은 14ps 이내 여야하며 이는 현대 전자 장치 (> 71GHz)의 기능을 훨씬 능가합니다.

그래서 그들은 어떻게합니까?

2mm에서는 비행 시간이 사용되지 않습니다. 간섭계입니다. 거리 (및 간접적으로 만)를 실제로 결정할 수있는 비행 시간과는 달리 간섭계는 다른 많은 특성을 측정하는 데 사용될 수 있으며 샘플링 속도가 훨씬 높습니다. LIGO를 포함하여이 원리를 사용하거나 지구 표면을 향하거나 멀어지는 광자의 속도에 대한 지구 중력의 영향을 확인하는 놀라운 일들이 있습니다. 또는 방에있는 무언가의 진동을 측정하여 집 밖에서 누군가를 도청합니다.

간섭계는 속도를 가장 직접적으로 측정합니다. 거리를 측정하는 것이 조금 덜 간단합니다.

모니터 다이오드가 통합 된 레이저 다이오드가 필요한 자체 믹싱 기술을 사용하여 오실로스코프를 사용하는 경우 상당히 간단하게 직접 재생할 수 있습니다. 그렇지 않으면 고가의 광학 장치가 필요합니다. 전형적인 취미.

정말 멋지다. 당신은 그것을 시도해야합니다. 통합 포토 다이오드가있는 필요한 레이저 다이오드는 Mouser 또는 Digikey와 같은 장소가 아닌 Jameco와 같은 잉여 전자 상점을 보면 몇 달러 (정가의 1/10)에 구입할 수 있습니다. 내부에 포토 다이오드가 있는지 데이터 시트를 확인하십시오. 또한 레이저 다이오드에 액세스해야하므로 광 다이오드를 모니터링하기 위해 이미 배선 된 레이저 모듈을 원하지 않는 경우 일정한 광 출력을 유지해야합니다.

Layman 비디오 데모 : https://www.youtube.com/watch?v=MUdro-6u2Zg

비디오를 본 후 아직 알지 못하는 경우 훨씬 더 이해가되는 논문 : http://sci-hub.tw/http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1464-4258/ semanticscholar.org 에서 읽을 수 있으며 여기 에 월페이퍼가 있는 4 / 6 / 371 / pdf . Giuliani et al. J. Opt. A : Pure Appl. 고르다. 4 (2002) S283–S294

하지만 이 대답은 "간섭계"그에만 카운트 변두리를 말한다, 그들은 절대 거리를 측정하지 않습니다. 무언가를 움직여 줄무늬와 분수를 세고 "42 개의 파장으로 움직였습니다"라고 말하고 기압과 습도를 확인하고 공기의 현재 파장을 추정 할 수는 있지만 1mm를 사용하여 2mm에서 2mm + 42 파장.

이 모호성을 해결하려고 시도 할 수있는 이중 파장 간섭계가 있지만 종종 다른 모호성이 있습니다.

레이저를 사용하여 밀리미터에서 미터까지의 거리를 측정 할 때 흔히 사용되는 것은 레이저 변위 센서 입니다. 그 링크와 아래의 세 링크는 모두 원리를 설명합니다.

레이저 빔은 시준 된 광선을 제공하며 필터를 사용하여 강한 주변 광선을 차단할 수 있다는 점을 제외하고는 파장 순도가 중요하지 않습니다. 광범위한 거리에서 대상에 대략 1mm 지점을 투사하고 빔으로부터 오프셋 된 위치에서 보는 이미징 렌즈와 1D 또는 2D 이미지 센서를 사용합니다.

레이저는 종종 펄스 화되고 "온"및 "오프"이미지 쌍을 감산하여 이미지 클러 터에 비해 레이저 스폿을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

센서를 따른 변위는 장치에서 떨어진 변위에 해당합니다. 조심스럽게 영점 조정을 한 후에는 끄고 나중에 움직임이없는 경우에도 다른 물체까지의 절대 거리를 측정 할 수 있습니다. 이것은 간섭계를 사용하여 프린지를 계산하는 것보다 훨씬 더 편리합니다. 여기서 항상 0에서 시작한 다음 최종 위치로 끝까지 이동하여 프린지를 길을 따라 계산해야합니다.

이 의견은 일관성 단층 촬영을 언급하며, 이는 비접촉식 광학적 절대 거리 측정입니다. 그러나 일반적으로 레이저를 사용하지 않습니다.

출처

소스 와 소스