Aina za laser zimekuwa zana muhimu katika nyanja kuanzia michezo na ujenzi hadi utafiti wa kijeshi na kisayansi. Vifaa hivi hupima umbali na usahihi wa kushangaza kwa kutoa mapigo ya laser na kuchambua tafakari zao. Ili kufahamu jinsi wanavyofanya kazi, ni muhimu kuvunja vifaa vyao vya msingi. Katika nakala hii, tutachunguza sehemu muhimu za aina ya laser na majukumu yao katika kutoa vipimo sahihi.
1. Laser Diode (Emitter)
Katika moyo wa kila aina ya laser ni diode ya laser, ambayo hutoa boriti nyepesi inayotumika kwa kipimo. Kawaida inafanya kazi katika wigo wa karibu-infrared (kwa mfano, 905 nm au 1550 nm wavelength), diode hutoa muda mfupi, uliolenga mwanga. Chaguo la usalama wa mizani ya nguvu (kulinda macho ya mwanadamu) na utendaji katika hali tofauti za mazingira. Diode zenye ubora wa juu huhakikisha nguvu ya boriti thabiti, muhimu kwa usahihi wa masafa marefu.
2. Mfumo wa lensi za macho
Mfumo wa lensi za macho hutumikia kazi mbili za msingi:
- Collimation: Boriti ya laser iliyotolewa imepunguzwa na kuunganishwa ndani ya boriti inayofanana ili kupunguza utawanyiko kwa umbali.
- Kuzingatia: Kwa mwanga ulioonyeshwa ulioonyeshwa, lensi huzingatia picha zilizotawanyika kwenye kizuizi.
Vipimo vya hali ya juu vinaweza kujumuisha lensi zinazoweza kubadilishwa au uwezo wa kuvuta ili kuzoea ukubwa tofauti au umbali tofauti.
3. Photodetector (mpokeaji)
Photodetector - mara nyingi picha ya avalanche (APD) au diode ya pini -inachukua pulses za laser zilizoonyeshwa. APD zinapendelea matumizi ya masafa marefu kwa sababu ya unyeti wao wa hali ya juu na uwezo wa kukuza ishara dhaifu. Ili kuchuja taa iliyoko ndani (kwa mfano, jua), vichungi vya macho vya bandpass vimejumuishwa ndani ya mpokeaji, kuhakikisha tu wimbi maalum la laser linagunduliwa.
4. Mzunguko wa wakati wa ndege (TOF)
Mzunguko wa wakati wa ndege ni ubongo nyuma ya hesabu ya umbali. Inapima kuchelewesha kwa wakati kati ya mapigo yaliyotolewa na tafakari iliyogunduliwa. Kwa kuwa mwanga husafiri kwa kasi inayojulikana (~ 3 × 10⁸ m/s), umbali umehesabiwa kwa kutumia formula:
Vipimo vya kasi ya juu (na maazimio katika picoseconds) ni muhimu kwa usahihi wa kiwango cha millimeter, haswa katika matumizi ya masafa mafupi.
5. Kitengo cha usindikaji wa ishara
Takwimu mbichi kutoka kwa PhotoDetector inasindika na microcontroller au processor ya ishara ya dijiti (DSP). Kitengo hiki huchuja kelele, inakamilisha sababu za mazingira (kwa mfano, uvumbuzi wa anga), na hubadilisha vipimo vya wakati kuwa usomaji wa umbali. Algorithms ya hali ya juu inaweza pia kushughulikia echoes nyingi (kwa mfano, kupuuza majani wakati wa kulenga shina la mti).
6. Onyesha na interface ya mtumiaji
Aina nyingi zinaonyesha onyesho la LCD au OLED kuonyesha vipimo, mara nyingi hutolewa na njia kama marekebisho ya mteremko, skanning inayoendelea, au kuunganishwa kwa Bluetooth kwa ukataji wa data. Uingizaji wa watumiaji - vitunguu, skrini za kugusa, au piga za mzunguko -uboreshaji wa kesi maalum za utumiaji, kama vile gofu, uwindaji, au uchunguzi.
7. Ugavi wa Nguvu
Batri inayoweza kurejeshwa (kwa mfano, li-ion) au seli zinazoweza kutolewa zina nguvu kifaa. Ufanisi wa nishati ni muhimu, haswa kwa mifano ya mkono inayotumika katika mipangilio ya nje. Aina zingine zinajumuisha njia za kuokoa nguvu kupanua maisha ya betri wakati wa kutokuwa na shughuli.
8. Mifumo ya Makazi na Kuweka
Nyumba hiyo imeundwa kwa uimara na ergonomics, mara nyingi ina vifaa vya kuzuia maji au visivyo na mshtuko (makadirio ya IP). Kwa ujumuishaji na vifaa vingine (kwa mfano, kamera, bunduki, au drones), chaguzi zinazoweka kama soketi za tripod au reli za Picatinny zinaweza kujumuishwa.
Jinsi yote inavyofanya kazi pamoja
1. Diode ya laser hutoa mapigo kuelekea lengo.
2. Mfumo wa macho huelekeza boriti na kukusanya tafakari.
3. Photodetector inachukua ishara ya kurudi, iliyochujwa kutoka kelele iliyoko.
4. Mzunguko wa TOF huhesabu wakati uliopita.
5. Processor hubadilisha wakati kwa umbali na kuonyesha matokeo.
Hitimisho
Kutoka kwa usahihi wa diode yake ya laser hadi uboreshaji wa algorithms yake ya usindikaji, kila sehemu ya aina ya laser inachukua jukumu muhimu katika kuhakikisha usahihi na kuegemea. Ikiwa wewe ni golfer anayehukumu kuweka au eneo la kuchora ramani ya mhandisi, kuelewa vitu hivi husaidia katika kuchagua zana inayofaa kwa mahitaji yako.
Wakati wa chapisho: Mar-18-2025