SU1283529A1 - Light range finder - Google Patents

Light range finder Download PDF

Info

Publication number
SU1283529A1
SU1283529A1 SU853883877A SU3883877A SU1283529A1 SU 1283529 A1 SU1283529 A1 SU 1283529A1 SU 853883877 A SU853883877 A SU 853883877A SU 3883877 A SU3883877 A SU 3883877A SU 1283529 A1 SU1283529 A1 SU 1283529A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
generator
modulator
photodetector
Prior art date
Application number
SU853883877A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Михайловна Бужинская
Владимир Борисович Волконский
Юрий Викторович Попов
Сергей Александрович Чижов
Виктор Валентинович Яковлев
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6681
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Р-6681 filed Critical Предприятие П/Я Р-6681
Priority to SU853883877A priority Critical patent/SU1283529A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1283529A1 publication Critical patent/SU1283529A1/en

Links

Landscapes

  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к геодезическому приборостроению и позвол ет повысить точность измерени  рассто ний фазовым светодальномером, кото .рьй содержит лазер 1, электрооптический модул тор 2 излучени , светоделительные пластинки 3 и 8, фазовую четвертьволновую пластинку 4, оптические анализаторы 5 и 9, передающую оптическую систему 7, фотоприемник 10, генератор 11 пол ризующих импульсов , генератор 12 масштабной частоты, гетеродин 13, смеситель 14 и цифровой фазометр 15. Введение новых элементов и образование новых св зей между элементами устройства позвол ет подачей импульсов пол ризующего напр жени  осуществл ть электрооптическую коммутацию измерительного и калибровочного каналов. Последний состоит из светоделительной пластинки 3, котора  часть излучени  после электрооптического модул тора 2 излучени  направл ет на оптический анализатор 9, а затем на фотоприемник 10. 3 ил. с S (ЛThe invention relates to a geodetic instrument making and allows to increase the accuracy of distance measurement by a phase-spacing laser, which contains a laser 1, an electro-optical modulator of radiation 2, beam splitting plates 3 and 8, a phase quarter-wave plate 4, optical analyzers 5 and 9, transmitting optical system 7 , photodetector 10, generator 11 of polarizing pulses, generator 12 of scale frequency, local oscillator 13, mixer 14 and digital phase meter 15. Introduction of new elements and formation of new connections between elements The device allows the application of polarizing voltage pulses to carry out electro-optical switching of the measuring and calibration channels. The latter consists of a beam-splitting plate 3, which part of the radiation after the electro-optical modulator 2 of the radiation is directed to the optical analyzer 9, and then to the photodetector 10. 3 sludge. with S (L

Description

гзgz

сwith

0000

ел юate yu

соwith

Изобретение относитс  к геодезическому приборостроению и может быть использовано дл  высокоточного измерени  рассто ний в геодезии, при строительстве крупных инженерных сооружений и т.д.The invention relates to geodetic instrumentation and can be used for highly accurate measurement of distances in geodesy, in the construction of large engineering structures, etc.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  рассто ний фазовым светодальномером.The aim of the invention is to increase the accuracy of distance measurement with a phase-luminer.

На фиг.1 представлена принципиальна  схема светодальномера, на фиг,2- статическа  характеристика электрооптического модул тора, на фиг.З - характеристика излучени  в измерительном и калибровочном каналах.Fig. 1 shows a schematic diagram of the light range meter, Fig. 2, a static characteristic of an electro-optical modulator; Fig. 3 shows a radiation characteristic in the measuring and calibration channels.

Светодальномер содержит лазер 1, электрооптический модул тор 2 излучени , первую светоделительную пластинку 3, фазовую четвертьволновую пластинку 4, первый оптический анализатор 5, передающую оптическую систему 6, приемную оптическую систему 7, вторую светоделительную пластинку 8, второй оптический анализатор 9, фотоприемник 10, генератор пол ризующих импульсов 11, генератор 12 масштабной частоты, гетеродин 13, смеситель 14, цифровой фазометр 15, объект 16.The laser rangefinder contains a laser 1, an electro-optic radiation modulator 2, a first beam-splitting plate 3, a phase quarter-wave plate 4, a first optical analyzer 5, a transmitting optical system 6, a receiving optical system 7, a second beam-splitting plate 8, a second optical analyzer 9, a photodetector 10, a generator polarizing pulses 11, the generator 12 scale frequency, the local oscillator 13, the mixer 14, the digital phase meter 15, the object 16.

Светодальномер работает следующим образом.The range finder works as follows.

Генератор 12 масштабной частоты вырабатывает напр жение высокой час- тоты, которое подаетс .на электричес- щего напр жени  (врем  О - тг) (фиг.З)The generator 12 of the large-scale frequency produces a high-frequency voltage, which is supplied to an electrical voltage (O-time tg) (FIG. 3).

пр жением гетеродина 13. Опорное напр жение создаетс  в смесителе 14. Разность фаз между опорным напр жением в смесителе 14 и сигналом на вы5 ходе фотоприемника 10 измер етс  цифровым фазометром 15 и пропорциональна измеренному рассто нию.directing the local oscillator 13. The reference voltage is created in the mixer 14. The phase difference between the reference voltage in the mixer 14 and the signal at the output of the photodetector 10 is measured by a digital phase meter 15 and is proportional to the measured distance.

Дл  повышени  точности измерени  разности фаз и, следовательно, рас 0 сто ни  за счет учета изменени  сигналов из-за нестабильности частоты и фазы генератора и гетеродина, возможной нестабильности работы модул тора , фотоприемника и других узловTo improve the accuracy of measurement of the phase difference and, therefore, increase by taking into account the change in signals due to the instability of the frequency and phase of the generator and local oscillator, possible instability of the modulator, photodetector and other nodes

светодальномера существует калибровочный канал, называемый оптическим коротким замыканием. Этот канал состоит из первой светоделительной пластинки 3, котора  часть излучени  пос ле модул тора направл ет на второй оптический анализатор 9, а затем с помощью второй светоделительной пластинки 8 - на фотоприемник 10. There is a span calibration channel, called an optical short circuit. This channel consists of a first beam-splitting plate 3, which, after a modulator, sends part of the radiation to the second optical analyzer 9, and then using the second beam-splitting plate 8, to the photodetector 10.

При отсутствии посто нного напр жени  на модул торе спектр модулированного сигнала содержит только четные гармоники.In the absence of a constant voltage on the modulator, the spectrum of the modulated signal contains only even harmonics.

При наличии посто нного напр жени  спектр модулированного сигнала содержит только основную первую и другие нечетные гармоники.If there is a constant voltage, the spectrum of the modulated signal contains only the fundamental first and other odd harmonics.

В отсутствии импульса пол ризую25In the absence of a pulse, polarize25

кий модул тор 2 излучени , выполненный , например, в виде объемного резонатора с электрооптическим кристаллом в емкостном зазоре. Излучение лазера 1, проход  через модул тор 2 излучени  модулируетс  по пол ризации . После прохождени  светоделительной пластинки 3 и фазовой четвертьволновой пластинки 4, служащей дл  вывода рабочей точки модул тора в линейную часть, и первого оптического анализатора 5 излучение становитс  модулированным по интенсивности « С помощью передающей оптической системы 6 излучение коллимируетс  и передаетс  на объект 16, до которого измер ют рассто ние.The radiation modulator 2 is made, for example, in the form of a cavity resonator with an electro-optical crystal in a capacitive gap. The laser radiation 1, the passage through the radiation modulator 2 is modulated by polarization. After passing the beam-splitting plate 3 and the phase quarter-wave plate 4, which serves to output the operating point of the modulator to the linear part, and the first optical analyzer 5, the radiation becomes intensity-modulated by means of the transmitting optical system 6, the radiation is collimated and transmitted to the object 16, to which the are distance.

Отраженное от объекта излучение принимаетс  приемной оптической системой 7, проходит светоделительную пластинку 8 и направл етс  на фотоприемник 10, работающий в режиме преобразовани  частоты с помощью дополнительной модул ции фототока нащего напр жени  (врем  О - тг) (фиг.З)The radiation reflected from the object is received by the receiving optical system 7, passes the beam-splitting plate 8 and is directed to the photodetector 10, operating in frequency conversion mode with the help of additional modulation of the photocurrent voltage (time O – tg) (Fig. 3)

пр жением гетеродина 13. Опорное напр жение создаетс  в смесителе 14. Разность фаз между опорным напр жением в смесителе 14 и сигналом на выходе фотоприемника 10 измер етс  цифровым фазометром 15 и пропорциональна измеренному рассто нию.pinning the local oscillator 13. The reference voltage created in the mixer 14. The phase difference between the reference voltage in the mixer 14 and the signal at the output of the photodetector 10 is measured by a digital phase meter 15 and is proportional to the measured distance.

Дл  повышени  точности измерени  разности фаз и, следовательно, рассто ни  за счет учета изменени  сигналов из-за нестабильности частоты и фазы генератора и гетеродина, возможной нестабильности работы модул тора , фотоприемника и других узловTo increase the accuracy of measuring the phase difference and, consequently, the distance due to the change in signals due to the instability of the frequency and phase of the generator and the local oscillator, possible instability of the modulator, photodetector and other nodes

светодальномера существует калибровочный канал, называемый оптическим коротким замыканием. Этот канал состоит из первой светоделительной пластинки 3, котора  часть излучени  после модул тора направл ет на второй оптический анализатор 9, а затем с помощью второй светоделительной пластинки 8 - на фотоприемник 10.There is a span calibration channel, called an optical short circuit. This channel consists of the first beam-splitting plate 3, which directs part of the radiation after the modulator to the second optical analyzer 9, and then with the help of the second beam-splitting plate 8 - to the photodetector 10.

При отсутствии посто нного напр жени  на модул торе спектр модулированного сигнала содержит только четные гармоники.In the absence of a constant voltage on the modulator, the spectrum of the modulated signal contains only even harmonics.

При наличии посто нного напр жени  спектр модулированного сигнала содержит только основную первую и другие нечетные гармоники.If there is a constant voltage, the spectrum of the modulated signal contains only the fundamental first and other odd harmonics.

В отсутствии импульса пол ризуюIn the absence of a pulse, I polarize

щего напр жени  (врем  О - тг) (фиг.З)voltage (time O - tg) (fig.Z)

рабоча  точка модул тора в измерительном канале за счет фазовой четвертьволновой пластинки находитс  в линейной части характеристики и наthe operating point of the modulator in the measuring channel due to the phase quarter-wave plate is in the linear part of the characteristic and on

дистанцию поступает модулированное с частотой генератора масштабной частоты излучение.I. В это же врем  рабоча  точка модул тора дл  калибровочного канала находитс  в минимумеThe distance is received modulated with the frequency of the generator of the large-scale frequency radiation. I. At the same time, the operating point of the modulator for the calibration channel is at the minimum

характеристики и после оптического анализатора 9 идет излучение II,модулированное удвоенной частотой генератора масштабной частоты, поэтому , попада  на фотоприемники, оноcharacteristics and after the optical analyzer 9 is radiation II, modulated by twice the frequency generator of the scale frequency, therefore, fall on the photodetectors, it

не вызывает по влени  сигнального напр жени  на его выходе. При подаче импульса пол ризующего напр жени does not cause the occurrence of a signal voltage at its output. When a pulse is applied, the polarizing voltage

Т (врем  -у - Т) в измерительный каналT (time-T) to the measuring channel

поступает излучение II а в калибро- вочньпй - излучение III. В этом случае сигнальное напр жение на выходе фотоприемника создаетс  за счет изФиг . 2Radiation II enters the gauge — Radiation III. In this case, the signal voltage at the output of the photodetector is generated by fig. 2

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Светодальномер,содержащий лазер и последовательно установленные в ходе его луча модул тор излучени , передающую и приемную оптические системы и фотоприемник, а также генератор масштабной частоты, гетеродин , смеситель и цифровой фазометр, причем первый выход генератора масA light range finder containing a laser and a radiation modulator, a transmitting and receiving optical systems and a photodetector, and a scale frequency generator, a local oscillator, a mixer, and a digital phase meter, the first output of the mas generator 3529 .43529 .4 штабной частоты соединен с первым входом модул тора, второй выход - с первым входом смесител , второй вход которого соединен с первым выходом 5 гетеродина, а выход - с первым входом фазометра, выход фотоприемника соединен с вторым входом фазометра, дополнительный вход которого соединен с вторым выходом гетеродина, 10 отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измере5staff frequency is connected to the first input of the modulator, the second output is connected to the first input of the mixer, the second input of which is connected to the first output 5 of the local oscillator, and the output to the first input of the phase meter, the output of the photodetector is connected to the second input of the phase meter, the auxiliary input is connected to the second output a local oscillator, 10 characterized in that, in order to improve the accuracy of the measurement 00 5five ни , он снабжен генератором пол ризующих импульсов, двум  светоделител ми , двум  оптическими анализаторами и фазовой четвертьволновой пластинкой , причем первый выход генератора пол ризующих импульсов соединен с третьим входом фазометра, а второй выход - с вторым входом модул тора,первый светоделитель,четвертьволнова  пластинка и первый анализатор последовательно установлены между модул тором и передающей системой, а вторые анализатор и светоделитель последовательно установлены между первым светоделителем и фотоприемником и образуют калибровочный канал.It is equipped with a generator of polarizing pulses, two beam splitters, two optical analyzers and a quarter-wave phase plate, the first output of the generator of polarizing pulses connected to the third input of the phase meter, and the second output to the second input of the modulator, the first beam splitter, a quarter-wave plate and the first analyzer is sequentially installed between the modulator and the transmitter system, and the second analyzer and the beam splitter are sequentially installed between the first beam splitter and the photodetector and form a calibration channel. Фиг. 2FIG. 2 Редактор Н. Слобод никEditor N. Slobod Nick Фс/г.FS / g Составитель М. ВасильевCompiled by M. Vasiliev Техред М.Ходаннч Корректор С. ЧерниTehred M. Hodannch Proofreader S. Cherni Заказ 7426/36Тираж 677 ПодписноеOrder 7426/36 Circulation 677 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам .изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раущска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushska nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна ,4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4
SU853883877A 1985-04-15 1985-04-15 Light range finder SU1283529A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853883877A SU1283529A1 (en) 1985-04-15 1985-04-15 Light range finder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853883877A SU1283529A1 (en) 1985-04-15 1985-04-15 Light range finder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1283529A1 true SU1283529A1 (en) 1987-01-15

Family

ID=21173000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853883877A SU1283529A1 (en) 1985-04-15 1985-04-15 Light range finder

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1283529A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Генике А.А. и др. Геодезические фазовые светодальномеры. М.: Недра, 1974, с. 164. Камен X. Электронные способы из- :мерений в геодезии. М.: Недра, 1982, с. 155-156. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102305591B (en) Multi-frequency synchronization phase laser ranging device and method based on dual-acousto-optic shift frequency
CN109839644B (en) Real-time absolute ranging method and system based on single-cavity double-femtosecond optical comb cross-correlation analysis
KR900002117B1 (en) Method and apparatus for measuring distance by laser beam
US3652161A (en) Method and arrangement for measuring distances optically with high precision
US4403857A (en) Distance measuring device and method
JPH03170895A (en) Optical range finder
EP0512450B1 (en) Wavelength variation measuring apparatus
CN110988504A (en) Laser intensity stability control device and method for Reidberg atom microwave electric field intensity meter
US4827317A (en) Time interval measuring device
SU1283529A1 (en) Light range finder
US4728194A (en) Method of and apparatus for optically measuring displacement
CN100451581C (en) Method and apparatus for measuring laser wave-length using heterodyne in interference method
US4183671A (en) Interferometer for the measurement of plasma density
CN108732580A (en) A kind of absolute distance measurement system and measurement method based on phase method Yu composite wave regular way
WO2021109284A1 (en) Oeo quick switching-based wide-range and high-precision absolute distance measurement instrument
CN108872750B (en) Long-distance mode-locking laser short-term stability measuring device with optical balance cross correlation
CN104035087A (en) High-accuracy synchronous multi-measurement-ruler based semiconductor laser distance measurement device and method
CN212301699U (en) Laser intensity stability control device of rydberg atom microwave electric field intensity meter
RU2033694C1 (en) Method of transmission of reference signal to points separated in space and device for its realization
SU1345056A1 (en) Light range finder
SU734504A1 (en) Optronic range finder
SU1157416A1 (en) Multiray interference ellipsometer
SU1476404A1 (en) Phase meter
SU1392363A1 (en) Phase comparator of linear-angle displacements
SU696794A1 (en) Distance measuring method