FR2979715A3 - Dispositif de commande de commutation pour un trajet optique interne d'un telemetre laser - Google Patents

Dispositif de commande de commutation pour un trajet optique interne d'un telemetre laser Download PDF

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Abstract

Un dispositif de commande et de commutation pour un trajet optique interne d'un télémètre comprend : un dispositif générateur pour émettre une lumière polarisée ; un boîtier à cristaux liquides (12) pour dévier la lumière polarisée émise depuis le dispositif générateur ; un milieu transparent (13) positionné près de l'angle de Brewster formé par une lumière émergente émise depuis le boîtier à cristaux liquides (12) ; et un polariseur (14) positionné dans le sens d'une lumière émergente émise depuis le milieu transparent (13).

Description

DISPOSITIF DE COMMANDE DE COMMUTATION POUR UN TRAJET OPTIQUE INTERNE D'UN TÉLÉMÈTRE LASER La présente invention concerne les télémètres, et plus particulièrement, un dispositif de commande de commutation pour un trajet optique interne d'un télémètre laser. Le calibrage du trajet optique interne d'un télémètre laser est l'une des 5 technologies de base destinées à réaliser des mesures des distances, assurer la précision des mesures et améliorer la capacité de mesure des distances. Une structure de transmission mécanique est généralement utilisée pour commander et commuter le trajet optique interne du télémètre. Cependant, dans la structure de transmission mécanique, le mouvement mécanique causera indubitablement des 10 vibrations qui affecteront la précision de la commande et de la commutation pour un trajet optique. De plus, la structure de transmission mécanique du trajet optique interne d'un télémètre possède généralement une structure complexe. L'objet de la présente invention consiste à résoudre le problème de la commande et de la commutation pour un trajet optique interne du télémètre laser 15 et fournit un dispositif qui peut commander et commuter le trajet optique interne de manière facile, précise et fiable. Pour résoudre le problème ci-dessus, la présente invention propose un dispositif de commande et de commutation pour un trajet optique interne d'un télémètre laser qui comprend une tête laser multimode capable d'émettre une 20 lumière polarisée multimode ; un premier polariseur dans une position adjacente à la tête laser multimode pour recevoir la lumière polarisée multimode et émettre une lumière polarisée linéaire d'une puissance désirée, le premier polariseur étant capable de tourner autour de l'axe optique pour modifier la puissance de la lumière polarisée linéaire ; un boîtier à cristaux liquides capable de faire dévier la lumière polarisée linéaire émise depuis le premier polariseur, un angle de déviation du boîtier à cristaux liquides par rapport à la lumière incidente polarisée étant d'environ 0° ou environ 90° ; un milieu transparent positionné près de l'angle de Brewster formé par une lumière émergente émise depuis le boîtier à cristaux liquides avec une marge d'erreur dans la plage de -10° à 10°, le milieu transparent étant capable de diviser la lumière incidente en au moins deux rayons de lumière polarisée linéaire dans des directions différentes ; et un second polariseur positionné dans le sens d'une lumière émergente émise depuis le milieu transparent.
Afin de résoudre le problème ci-dessus, la présente invention fournit également un dispositif de commande et de commutation pour un trajet optique interne d'un télémètre laser, comprenant : un dispositif générateur pour émettre une lumière polarisée ; un boîtier à cristaux liquides pour faire dévier la lumière polarisée émise depuis le dispositif générateur ; un milieu transparent positionné près de l'angle de Brewster formé par une lumière émergente émise depuis le boîtier à cristaux liquides avec une marge d'erreur ente 10° et -10° ; et un polariseur positionné dans le sens d'une lumière émergente émise depuis le milieu transparent. Le dispositif de commande et de commutation pour un trajet optique interne d'un télémètre laser, qui est contrôlé par un circuit, change la manière traditionnelle de commande par transmission mécanique. Ainsi, l'interférence des signaux est diminuée et la précision et la fiabilité du calibrage du trajet optique interne peuvent être assurées, permettant ainsi d'assurer la précision des mesures. La présente invention de structure simple présente une meilleure précision et fiabilité, ce qui donne une nouvelle orientation au développement de la conception des trajets optiques internes des télémètres laser. 2 9797 1 5 3 La figure 1 est une vue schématique de la loi de Brewster ; la figure 2 est une vue schématique structurelle de la présente invention ; la figure 3 est une vue schématique d'un stade d'un trajet d'émission optique ; 5 la figure 4 est une vue schématique d'un stade de calibrage d'un trajet optique interne. La présente invention utilise la loi de Brewster, ce qui signifie que lorsque l'angle d'incidence d'une lumière incidente 1 est d'une valeur donnée a, une lumière réfléchie 2 devient une lumière complètement polarisée linéairement, une lumière 10 réfractée 3 devient une lumière polarisée partielle perpendiculaire à la lumière réfléchie 2, et l'angle incident actuel a est appelé l'angle de Brewster, tel que représenté sur la figure 1. Faisant référence à la figure 2, le dispositif de la présente invention comprend une tête laser multimode Lb 10, un premier polariseur 11, un boîtier à 15 cristaux liquides 12, un milieu transparent 13, et un second polariseur 14 placés dans cet ordre. La tête laser multimode Lb10 est capable d'émettre un laser polarisé multimode. La lumière polarisée dont la direction de polarisation est la même que la 20 direction de polarisation du premier polariseur 11 et du second polariseur 14, peut traverser le premier polariseur 11 et le second polariseur 14, et la lumière polarisée dont la direction de polarisation est particulière à la direction de polarisation du premier polariseur 11 et du second polariseur 14, peut être bloquée par le premier polariseur 11 et le second polariseur 14. 25 Le milieu transparent 13 est placé dans une position près de l'angle de Brewster de la lumière polarisée après avoir traversé le boîtier à cristaux 2 9 79 7 1 5 4 liquides 12. Étant donné que la présente invention permet une certaine tolérance, il n'est pas nécessaire de placer le milieu transparent avec précision dans la position à l'angle de Brewster, et il peut être placé entre l'angle de Brewster plus 10° et l'angle de Brewster moins 10°. Le milieu transparent 13 du présent mode de 5 réalisation est un verre ordinaire, et il peut également s'agir de tout élément permettant de diviser le laser en deux ou plusieurs rayons de lumière polarisée dans des directions différentes, comme par exemple un séparateur de faisceau polarisant (PB5), un spectroscope polarisant ou un filtre rotatif de polarisation, etc. La direction de polarisation de la lumière laser qui pénètre dans le boîtier à 10 cristaux liquides 12 peut être modifiée en commandant la tension au niveau du boîtier à cristaux liquides 12. Le processus de commande et de commutation pour un trajet optique interne de la présente invention est le suivant : Faisant référence à la figure 3, une lumière polarisée multimode la émise 15 depuis la tête laser multimode Lb10 pénètre dans le premier polariseur 11. En réglant l'angle du premier polariseur 11, le premier polariseur 11 est entraîné en rotation autour de l'axe optique dans l'espace pour changer la puissance de la lumière actuelle. À la position actuelle, la lumière la pénètre perpendiculairement dans le premier polariseur 11, et la puissance émergente de la lumière atteint la 20 valeur la plus élevée et devient une lumière polarisée linéaire 2a d'une puissance désirée. La lumière polarisée linéaire 2a pénètre alors dans le boîtier à cristaux liquides 12 qui a un angle p. La direction de polarisation de la lumière 2a est déviée de près de 90° pour former une lumière polarisée 3a en commandant la tension appliquée au boîtier à cristaux liquides 12 jusqu'à devenir nulle, c'est-à-dire sans 25 aucune tension appliquée à celui-ci. La lumière polarisée 3a est ensuite transmise à travers le milieu transparent 13 afin de former une lumière 4a. Il ne se forme 29797 1 5 5 aucune lumière réfléchie à ce stade, ou il ne se produit qu'une lumière réfléchie 5a d'une faible puissance. Si la direction de polarisation initiale de la tête laser rend impossible la formation d'une lumière réfléchie sur la surface du milieu transparent, le boîtier à cristaux liquides ne change pas la direction de polarisation du laser. Une 5 lumière 4a traverse ensuite le second polariseur 14 et une lumière émergente 6a d'une puissance élevée se forme ainsi, et la direction de polarisation du polariseur 14 fait que la lumière 5a et la lumière 6a se repoussent mutuellement et la lumière 5a d'une puissance plus faible n'affecte pas la fonction de mesure de la lumière émergente 6a. 10 Lorsque le trajet optique interne est au stade d'un trajet d'émission optique, la puissance lumineuse peut être réglée de façon à former la lumière émergente 6a. Faisant référence à la figure 4, une lumière polarisée multimode lb émise depuis la tête laser multimode Lb10 pénètre dans le premier polariseur 11. Un réglage de l'angle du premier polariseur 11 entraîne la rotation du premier 15 polariseur 11 autour de l'axe optique dans l'espace pour changer la puissance optique actuelle de telle sorte que la lumière lb effectue une rotation s'éloignant d'une position où la lumière lb pénètre perpendiculairement dans le premier polariseur 11, la puissance de la lumière émergente étant ainsi réduite et une lumière polarisée linéaire 2b d'une puissance désirée étant obtenue. La lumière 20 polarisée linéaire 2b pénètre ensuite dans le boîtier à cristaux liquides 12 qui présente un angle p +90°. Une tension créée par un circuit connecté au boîtier à cristaux liquides 12 est appliquée au boîtier à cristaux liquides 12 et commandée de telle sorte que la direction de polarisation de la lumière 2b ne peut pas être modifiée par le boîtier à cristaux liquides 12, ce qui signifie que la direction de 25 polarisation de la lumière 2b ne présente pas de déviation ou présente une déviation proche de 0°, et une lumière polarisée 3b se forme. La lumière polarisée 3b traverse ensuite le milieu transparent 13 et se réfléchit pour former une lumière polarisée linéaire 5b d'une puissance élevée. La direction de polarisation du laser n'est pas modifiée par le boîtier à cristaux liquides si la direction de polarisation initiale de la tête laser lui permet de générer une lumière réfléchie sur la surface du milieu transparent, sinon, la direction de polarisation du laser est modifiée par le boîtier à cristaux liquides de telle sorte qu'une lumière réfléchie se forme sur la surface du milieu transparent, et la lumière polarisée linéaire réfléchie 5b d'une puissance élevée est utilisée pour calibrer le trajet optique interne. bans le même temps, la lumière polarisée 3b traverse le milieu transparent 13 et forme une lumière 4b. La lumière 4b est ensuite bloquée par le second polariseur 14 ou génère une lumière émergente 6b d'une puissance plus faible, et la lumière 5b et la lumière 6b se repoussent mutuellement, et la lumière émergente 6b d'une puissance plus faible n'a aucune incidence sur la fonction de calibrage du trajet optique interne.
Lorsque le trajet optique interne est au stade du calibrage, il peut bloquer le trajet de la lumière émergente et forme un trajet optique interne pour le calibrage. Le dispositif de commande et de commutation pour un trajet optique interne d'un télémètre laser qui est contrôlé par un circuit connecté au boîtier à cristaux liquides, change la manière traditionnelle de commande par transmission mécanique.
Ainsi, l'interférence des signaux est diminuée et la précision et la fiabilité du calibrage du trajet optique interne peuvent être assurées, permettant ainsi d'assurer la précision des mesures. La présente invention de structure simple présente une meilleure précision et fiabilité, ce qui donne une nouvelle orientation au développement de la conception des trajets optiques internes des télémètres laser. Il convient de noter que le premier polariseur 11 peut être omis, et qu'une tête laser monomode peut s'utiliser comme dispositif générateur pour émettre une lumière polarisée. Les modes de réalisation préférés ci-dessus divulguent la présente invention. Il convient de souligner que pour l'homme du métier, de nombreuses modifications et transformations peuvent également être effectuées sans s'éloigner du principe technique de la présente invention, qui sont également considérées comme entrant dans le domaine de protection de la présente invention.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de commande et de commutation pour un trajet optique interne d'un télémètre laser, comprenant : une tête laser multimode (10) capable d'émettre une lumière polarisée multimode (1a, lb) ; un premier polariseur (11) positionné de manière adjacente à la tête laser multimode (10) pour recevoir la lumière polarisée multimode (1a, lb) et émettre une lumière polarisée linéaire (2a, 2b) d'une puissance désirée, le premier polariseur (11) étant capable de tourner autour de l'axe optique pour modifier la puissance de la lumière polarisée linéaire (2a, 2b) ; un boîtier à cristaux liquides (12) capable de dévier la lumière polarisée linéaire (2a, 2b) émise depuis le premier polariseur (11), un angle de déviation du boîtier à cristaux liquides (12) par rapport à la lumière polarisée incidente (2a, 2b) étant d'environ 0° ou d'environ 90° ; un milieu transparent (13) positionné près de l'angle de Brewster formé par une lumière émergente (3a, 3b) émise depuis le boîtier à cristaux liquides (12) avec une erreur dans la plage de -10° à 10°, le milieu transparent (13) étant capable de diviser la lumière incidente (3a, 3b) en au moins deux rayons de lumière polarisée linéaire (4a, 5a ; 4b, 5b) dans des directions différentes ; et un second polariseur (14) positionné dans le sens d'une lumière émergente (4a, 4b) émise depuis le milieu transparent (13).
  2. 2. Dispositif de commande et de commutation pour un trajet optique interne d'un télémètre laser selon la revendication 1, dans lequel, dans un état d'un trajet optique d'émission, un angle de déviation du boîtier à cristaux liquides (12) par rapport à la lumière polarisée incidente (2a) est d'environ 90°, dans un état decalibrage d'un trajet optique interne, un angle de déviation du boîtier à cristaux liquides (12) par rapport à la lumière polarisée incidente (2b) est d'environ 0°.
  3. 3. Dispositif de commande et de commutation pour un trajet optique interne d'un télémètre laser selon la revendication 2, dans lequel l'angle de déviation est commandé par une tension appliquée au boîtier à cristaux liquides (12).
  4. 4. Dispositif de commande et de commutation pour un trajet optique interne d'un télémètre laser selon la revendication 1, dans lequel le milieu transparent (13) est l'un parmi du verre ordinaire, un séparateur de faisceau polarisant, un spectroscope polarisant ou un filtre rotatif de polarisation.
  5. 5. Dispositif de commande et de commutation pour un trajet optique interne d'un télémètre laser, comprenant : un dispositif générateur capable d'émettre une lumière polarisée ; un boîtier à cristaux liquides (12) capable de dévier la lumière polarisée émise par le dispositif générateur ; un milieu transparent (13) positionné près de l'angle de Brewster formé par une lumière émergente émise par le boîtier à cristaux liquides (12) avec une marge d'erreur dans la plage de -10° et 10° ; et un polariseur (14) positionné dans le sens d'une lumière émergente émise depuis le milieu transparent.
  6. 6. Dispositif de commande et de commutation pour un trajet optique interne d'un télémètre laser selon la revendication 5, dans lequel un angle de déviation du boîtier à cristaux liquides (12) par rapport à la lumière polarisée incidente est de 0° ou 90°, permettant une tolérance entre 10° et -10°, l'angle de déviation étant commandé par une tension appliquée au boîtier à cristaux liquides (12).
  7. 7. Dispositif de commande et de commutation pour un trajet optique interne d'un télémètre laser selon la revendication 5, dans lequel le milieu transparent (13)est capable de diviser la lumière incidente en deux ou plusieurs rayons de lumière polarisée linéaire dans des directions différentes.
  8. 8. Dispositif de commande et de commutation pour un trajet optique interne d'un télémètre laser selon la revendication 5, dans lequel le milieu transparent (13) 5 est du verre ordinaire, un séparateur de faisceau polarisant, un spectroscope polarisant ou un filtre rotatif de polarisation.
  9. 9. Dispositif de commande et de commutation pour un trajet optique interne d'un télémètre laser selon la revendication 5, dans lequel le dispositif générateur est une tête laser monomode. 10
  10. 10. Dispositif de commande et de commutation pour un trajet optique interne d'un télémètre laser selon la revendication 5, dans lequel le dispositif générateur comprend une tête laser multimode (10) et un autre polariseur (11) qui dévie un laser polarisé multimode émis depuis la tête laser multimode (10).
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