Как работает лазерный дальномер?

Господа, может кто знает какой физический принцип лежит в основе бесконтактных измерений точности +\- 1мм. Просто, для общего развития. Не хватает собсной смекалки... Вот ультразвуковой мало-мальски понятно, а оптический... Ну никак...

Да собственно тот же, что и у ультрозвукового, разность фаз излученного и отраженного импульса.

Пасип.:) Иными словами, если прикинуть расстояния и скорость света, то получаица, что 1мм соответствует 300ГигаГц (приняв 300 000км\с за 1Гц). Таким образом разность фаз в диапазоне сотен нанометров (лазерное излучение) меряется на частотах 300 ГГц*10000=3000ТераГц. Разве есть такие вычислительные процессоры?.......:eek:

Викторыч написал : Да собственно тот же, что и у ультрозвукового

По-моему, с ультразвуком все проще: посылают импульс и засекают время. Импульс идет туда, отражается от преграды и возвращается к излучателю/приемнику. Отсчет времени останавливают и считают расстояние как половина произведения времени на скорость распространения ультразвука в среде.

Неужели и лазерники меряют с такой точностью время задержек распространения луча света?...:eek:

ssolovov написал : По-моему, с ультразвуком все проще:...

Да. Как у летучих мышек. Если мышка не глухая, то с высокой точностью обогнет фонарный столб. :)

samorez написал : Неужели и лазерники меряют с такой точностью время задержек распространения луча света?...

Как сказал Викторыч "...разность фаз излученного и отраженного импульса", а луч лазера это несущая этого импульса (модуляция несущей). Сам импульс может быть сложной формы и иметь собственную частоту повторения. В зависимости от задач и скорости цели. Колебания что ультразвуковые, что оптические, что тепловые, что радио- и теле-, что радиоактивное и гамма излучение выглядят одинаково, только частота разная. "Рассвет видел? Вот такой же... Только цвет другой."

... с одной поправкой, -

ультразвук - это МЕХАНИЧЕСКИЕ колебания среды его распространения.
Воздух, вода, металл и проч. В вакууме звук не существует. И скорость звука
имеет порядок сотен м/с в газах, тысяч м/с в металлах, тв.телах.

остальное перечисленное - колебания ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО поля,
с накоплением качественных изменений, приводящих
к преобладанию корпускулярных (свойственных частицам) свойств над волновыми
на максимальных частотах - тера- и выше Гц.
ЭМ поле распространяется практически в любой среде, в вакууме тоже,
меняя лишь свою скорость, т.е. скорость света.

Klausss, все же, сдается, разностью фаз меряют перемещения, т.е. используют в динамичных измерениях. Дальномер штука статичная, и фазы там вроде не меняются.

Klio, остальное перечисленное - колебания ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО поля,
с накоплением качественных изменений, приводящих
к преобладанию корпускулярных (свойственных частицам) свойств над волновыми

Ну и каков вывод? Фиксируют время возврата светового импульса?

Может они вовсе не лазерным лучом меряют, а он типа для наводки?...

Лазерный луч модулируется частотой порядка нескольких ГГц. Частота самого опорного лазерного излучения не играет никакой роли, она на многие порядки выше частоты модуляции. Аналоговая схема сравнивает фазы прямого и отраженного сигнала. Допустим, частота модуляции - 10ГГц, тогда за период этого сигнала луч проходит 3 см. Разность фаз, соответствуящая 1/30 периода, легко улавливается - получим точность 1мм.
Реально, видимо, луч модулируется сначала более низкой частотой, для грубого измерения - а потом частота модуляции ступенчато повышается до максимальной (10ГГц в нашем примере). Оцифровывается сигнал уже с выхода аналоговой схемы (получаем разность фаз, пересчитываем в длину), т.е. никакого значительного быстродействия от цифровой части дальномера не требуется.

caver,

+1 Респект!

Что-то мы перемудрили с частотой модуляции. Частота модуляции выбирается исходя из предполагаемых скоростей измеряемого объекта. Если едет автомобиль со скоростью 60 км/ч (~16 м/с), то достаточно 1000 измерений в секунду чтобы отлеживать изменение растояния до него в 16 мм/с. Уточню растояние, а не скорость самого авто (доплеровские частоты и т.д.). Если объект неподвижен (как и прибор), то достаточно одного измерения в час. Т.е. одного импульса. Если прибор трясется в "нетвердых" руках, то 100 измерений в секунду с вполне достаточно для усреднения показаний и выдачу их владельцу "нетвердых" рук каждые 2 секунды. Чаще, мне кажется, ему и не надо. А несущая частота для измерений растояний в 50-200 м может быть любая, лишь бы не успел затухнуть отраженный сигнал. Лазерный излучатель, мне кажется, выбран из практических соображений. Целеуказания и меньше переотраженных сигналов.