Лазерные модули широко применяются в составе лазерных дальномеров – устройств, предназначенных для бесконтактного измерения расстояний, основанного на определении временного интервала или фазы между испускаемым лазерным импульсом и принимаемым отраженным световым импульсом.
Архитектура лазерного дальномера
Классическая архитектура лазерного дальномера включает три базовых блока: лазерный излучатель, фотоприёмник и измеритель временных интервалов или фаз. Лазерный модуль формирует узконаправленный пучок с заданной длиной волны, мощностью и длительностью импульса. Для измерительных задач используют разные длины волн: видимый красный диапазон около 635–660 нм, ближний инфракрасный 905 нм для масс-маркета и 1064 нм или 1550 нм в промышленных и аэрофотосъёмочных системах. Выбор длины волны влияет на проникающую способность в атмосферу, отражённую энергию от разных материалов и требования по безопасности для глаз.
Особенности дальномеров
Дальномеры выпускаются разных типов и используются для решения разных задач. Например, ручные лазерные дальномеры для строительных и бытовых задач обычно реализуют TOF-метод с короткими импульсами и простым TDC. Эти приборы компактны, энергоэффективны и ориентированы на измерения до сотен метров по рефлекторным целям и до десятков метров по естественным объектам. Их точность практична для строительных задач, где погрешности в пределах нескольких миллиметров или сантиметров приемлемы. А геодезические дальномеры и сканирующие LIDAR-системы для топографической съемки отличаются высокой энерговооружённостью, большой апертурой приёмника и применением высокочастотных повторений импульсов и должны обеспечивать более высокие точности. В соответствии с решаемой дальномером задачей и входящие в них лазерные модули должны обладать специальным для каждого типа дальномера набором технических характеристик.
Выбор лазерного дальномера
При выборе лазерного излучателя ключевыми величинами являются длина волны, пиковая и средняя мощность, длительность импульса и частота повторения. Для максимальной дальности пользуются мощными короткими импульсами, однако при этом нужно учитывать требования по лазерной безопасности глаз. Длины волн 905 нм и 1550 нм — наиболее распространённые в коммерческих и промышленных LIDAR-решениях, причём 1550 нм часто выбирают за счёт большей допустимой экспозиции для глаза и меньшего фонового освещения. Длина волны 1060 нм чаще используется в специальных применениях.
Сферы применения:
- В строительстве и ремонте при разметке участков, монтаже коммуникаций и проведении отделочных работ.
- В геодезии и картографии при топографических съемках для создания точных карт и измерения расстояний до объектов на поверхности земли, при проведении земельных работ при разметке земельных участков.
- В астрономии для определения расстояний для небесных объектов.
- В навигации в составе навигационных комплексов.
- В промышленности и производстве для контроля размеров объектов и в производственных процессах.
- В спорте для определения длин, высот, дистанций.
- В быту как удобная и точная альтернатива рулетке для домашних нужд.
