SU1401278A1 - СВЧ светодальномер - Google Patents

Abstract

Изобретение м. б. использовано в инженерной геодезии и позвол ет повысить точность измерений. В устройстве лини  оптической задержки выполнена в виде зеркала 1 1, установленного с возможностью перемещени  вдоль оси источника 1 линейно пол ризованного излучени . Световое излучение направл етс  в объемный резонатор 2, соединенный с масштабным генератором 3 и индикатором 4 резонанса. Установленный в резонаторе 3 оптический кристалл 5 модулирует излучение по пол ризации. Зеркало 11 направл ет луч 10 в оптический кристалл 9 так, что при перемещении зеркала этот луч не выходит из пределов торца кристалла 9. Нор.маль к поверхности зеркала 11 и оптические оси одноосных оптических кристаллов о и 9 расположены к оси источника 1 под углом 0,7-0,9°. Из.менение интенсивности света на выходе анализатора 13 трансфор.мируетс  фотоприемником 15 в изменение электрического сигнала, наблю- дае.чого на экране индикатора 17. 3 ил. &

Description

7/

ЬО

00

Изобретение относитс  к СВЧ-светодаль- н|омерам с оптической линией задержки (ОЛЗ) и может примен тьс  в инженерной фодезии.

Цель изобретени  - повышение точности. i На фиг. 1 приведена функциональна  схе- iv а светодальномера; на фиг. 2 - направление смещени  приемного луча на интерференционной картине, наблюдаемой на выходе одноосных кристаллов; на фиг. 3 - схема взаимной ориентации приемопередающих лучей и осей Z кристаллов.

Светодальномер содержит источник 1 линейно пол ризованного излучени  ЛГН-105, объемный резонатор 2, СВЧ-масштабный генератор 3, индикатор 4 настройки модул тора на резонанс, кристалл 5 КДР канала модул ции света, передающую оптику 6, отражатель 7 зеркально-линзового типа, приемную оптику 8, кристалл 9 КДР демодул ции света, приемный луч 10, зеркало 11 ОЛЗ., направл ющую 12 дл  перемещени  зеркала ОЛЗ, анализатор 13, световод 14, фотоприемник 15 типа ФЭУ-115, усилитель 16, сигнала ФЭУ, индикатор 17 минимума света. На фиг. 2 обозначено: М, N - направление пол ризации света и оси пропускани  анализатора, Z - оптическа  ось кристалла, угол, на который смещаютс  приемопередающие лучи от оптической оси.

На фиг. 3 обозначено: 18 - направление приемопередающих лучей, 19 - направление луча, отраженного от зеркала ОЛЗ, 2,, Zj, - направлени  онтических осей крис- талов, - угол, который образуют приемопередающие лучи с ос ми Zi и Z2, 2ф - угол уежду лучами, отраженными от отражател  и зеркалом ОЛЗ, Д - величины смещени  луча по торцу кристалла при перемещении зеркала ОЛЗ.

Устройство работает следующим образом .

Плоскопол ризованный свет от источни- KJa 1 направл етс  в объемный резонатор, п|редставл ющий собой сочетание двух ко- а1ксиальных модул торов света. Объемный р|езонатор 2 соединен с масщтабным генератором 3 и индикатором 4 резонанса. На пути излучени  источника 1 света в объемном р|езонаторе 2 установлен электрооптический к|ристалл 5, например типа КДР- В кристал- jje 5 свет модулируетс  по пол ризации и передающей оптической системой 6 направл ет- сЫ на отражатель 7, а оптической системой 8 IS виде параллельного тонкого приемного лу- ia 10 направл етс  на зеркало 11 ОЛЗ через (|)тверстие, расположенное р дом с кристаллом 9 демодулирующего канала.

Зеркалом 11 ОЛЗ луч 10 направл етс  в Кристалл 9 так, чтобы при перемещении зер- луч 10 не выходил из пределов торца Кристалла 9.

величину которого необходимо довернуть зеркало 11 относительно приемо0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

передающих лучей 18, определ етс  особенностью модул ции света в одноосных кристаллах типа КДР.

В светодальномерах направлени  приемопередающих лучей совпадают с оптической осью Z кристаллов. При этом на выходе кристаллов наблюдаетс  интерференционна  картина. При отклонении луча от оси Z на угол{ по направлению осей М, N,  вл ющихс  направлением пол ризации света и пропускани  анализатора, сохран етс  как эффективность модул ции света, так и ние рабочей точки на модул ционной характеристике света. Величина угла (/ зависит от типа и длины электрооптического кристалла и определ етс  из выражени 

C,(1)

где В - длина кристалла;

С-посто нна  величина дл  данного типа кристалла.

Нахождение угла tf заключаетс  в том, что при юстировке модул тора вместо того, чтобы направить луч в центр интерференционной картины (фиг. 2), необходимо направить луч в середину первого максимума интерференционной полосы (фиг. 2), котора  четко наблюдаетс  на выходе кристалла после закрытого анализатора. После установки модул тора поворачиваетс  зеркало ОЛЗ дл  наблюдени  за приемным лучом на той же самой картине.

Дл  практической реализации важным  вл етс  предел перемещени  зеркала ОЛЗ, определ емый длиной волны модул ции света . Например, на частоте 1200 МГц, когда мм, зеркало ОЛЗ необходимо перемещать на 3(2 125 мм. Учитыва , что положение миниму.ма света имеет определенную ширину, завис щую от измер емого рассто ни , длина пути ОЛЗ должна быть больше, чем Aw/2 на величинуЛ /10 мм, т. е. . 150 мм. В данном случае, чем меньше Еопз, тем лучше, так как перемещение приемного луча по торцу кристалла будет меньше.

Чтобы ввести приемный луч в кристалл 9 и перемещать зеркало 11 на 150 мм, сохран   при этом процесс демодул ции приемного луча, ориентаци  кристаллов и лучей устанавливаетс  согласно фиг. 3. В этом случае угол между лучами, отраженными от отражател  7 и вход щими в кристалл 9, может составл ть 2(f. При этом, если перемещать зеркало 11 на 150 мм, приемный луч сместитс  по торцу кристалла 9 на ве- личинуА . Параллельное перемещение приемного луча по торцу кристалла не нарушает процесс демодул ции света, а установка зеркала 11 под углом 1р 0,7-0,9° в отнощении приемного луча 10 не вносит депол ризацию.

Конструктивно путь перемещени  зеркала 11 осуществл етс  по направл ющей 12, расположенной по длине источника света и составл ющей примерно 320 мм. Это позвол ет обеспечить минимальное рассто ние между объемным резонатором и зеркалом 11, равное 250 мм, что вполне достаточно дл  введени  приемного луча в кристалл 9 демодулирующего канала и поддержани  луча в кристалле при перемещении зеркала 11 на 150 мм.

После вторичного прохождени  модулированного луча через кристалл 9 в зависимости от положени  зеркала 11 ОЛЗ на вы- ходе анализатора 13 интенсивность света увеличиваетс  или уменьшаетс . С выхода анализатора 13 амплитудно-модулирован- ный свет через световод подаетс  на фотокатод фотоприемника 15. Изменение интенсивности света фотоприемником трансфор- мируетс  на изменение электрического сигнала , который усиливаетс  усилителем 16 и наблюдаетс  на экране индикатора 17.

Эффективность предложенного светодаль- номера заключаетс  в предельном уменьшении количества отражающи.х повер.хностен, требуюших точной юстировки и вли ющи.х на точность измерени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   СВЧ-светодальномер, содержащий источник линейно пол ризованного излучени , два одноосных оптических кристалла, установленные параллельно друг другу в объемном резонаторе, СВЧ-генератор, линию оптической задержки, анализатор, фотоприемник и усилительно-индикаторный блок, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, лини  оптической задержки выполнена в виде зеркала, установленного с возможностью перемещени  вдоль оси источника линейно пол ризованного излучени , а нормаль к поверхности зеркала и оптические оси электрооптических кристал,1ов расположены к ней под тлом 0,7-0,9°.

   м

   ч

   Фиг. 2

   ,

   фиг.з