Масофасанҷҳои лазерӣ дар соҳаҳои гуногун, аз варзиш ва сохтмон то таҳқиқоти низомӣ ва илмӣ, ба абзорҳои муҳим табдил ёфтаанд. Ин дастгоҳҳо масофаҳоро бо дақиқии аҷиб тавассути партоби импулсҳои лазерӣ ва таҳлили инъикоси онҳо чен мекунанд. Барои фаҳмидани тарзи кори онҳо, таҳлили ҷузъҳои асосии онҳо муҳим аст. Дар ин мақола, мо қисмҳои асосии масофасанҷи лазерӣ ва нақши онҳоро дар расонидани андозагириҳои дақиқ баррасӣ хоҳем кард.
1. Диоди лазерӣ (Эмиттер)
Дар қалби ҳар як масофасанҷи лазерӣ диоди лазерӣ ҷойгир аст, ки шуои когерентии рӯшноиро, ки барои ченкунӣ истифода мешавад, тавлид мекунад. Диод, ки одатан дар спектри наздики инфрасурх (масалан, дарозии мавҷҳои 905 нм ё 1550 нм) кор мекунад, импулсҳои кӯтоҳ ва мутамаркази рӯшноиро мебарорад. Интихоби дарозии мавҷ бехатарӣ (барои ҳифзи чашмони инсон) ва самаранокиро дар шароити гуногуни муҳити зист мувозинат мекунад. Диодҳои баландсифат шиддати устувори шуоъро таъмин мекунанд, ки барои дақиқии масофаи дур муҳим аст.
2. Системаи линзаҳои оптикӣ
Системаи оптикии линза ду вазифаи асосиро иҷро мекунад:
- Коллиматсия: Шуои лазерии партофташуда танг карда шуда, ба шуои параллелӣ мутобиқ карда мешавад, то парокандагӣ дар масофа ба ҳадди ақал расонида шавад.
- Фокускунӣ: Барои нури инъикосшудаи баргашта, линзаҳо фотонҳои парокандаро ба детектор мутамарказ мекунанд.
Масофасанҷҳои пешрафта метавонанд линзаҳои танзимшаванда ё имконоти зумкуниро барои мутобиқ шудан ба андозаҳо ё масофаҳои гуногуни ҳадаф дар бар гиранд.
3. Фотодетектор (Қабулкунанда)
Фотодетектор — аксар вақт фотодиоди тарма (APD) ё диоди PIN — импулсҳои лазерии инъикосшударо сабт мекунад. APD-ҳо барои истифода дар масофаҳои дур аз сабаби ҳассосияти баланд ва қобилияти тақвият додани сигналҳои заиф бартарӣ доранд. Барои филтр кардани нури атроф (масалан, нури офтоб), филтрҳои банди оптикӣ ба қабулкунак ворид карда шудаанд, ки кафолат медиҳанд, ки танҳо дарозии мавҷи мушаххаси лазер муайян карда мешавад.
4. Схемаи вақти парвоз (ToF)
Схемаи вақти парвоз мағзи сари ҳисобкунии масофа аст. Он таъхири вақти байни импулси партофташуда ва инъикоси ошкоршударо чен мекунад. Азбаски рӯшноӣ бо суръати маълум (~3×10⁸ м/с) ҳаракат мекунад, масофа бо истифода аз формулаи зерин ҳисоб карда мешавад:
Таймерҳои ултра-баландсуръат (бо қарорҳо дар пикосекундҳо) барои дақиқии сатҳи миллиметр, махсусан дар барномаҳои фосилаҳои кӯтоҳ, муҳиманд.
5. Воҳиди коркарди сигнал
Маълумоти хом аз фотодетектор аз ҷониби микроконтроллер ё протсессори сигнали рақамӣ (DSP) коркард карда мешавад. Ин дастгоҳ садоро филтр мекунад, омилҳои муҳити зистро (масалан, сустшавии атмосфера) ҷуброн мекунад ва андозагириҳои вақтро ба хонишҳои масофа табдил медиҳад. Алгоритмҳои пешрафта инчунин метавонанд акси садоҳои сершуморро идора кунанд (масалан, нодида гирифтани баргҳо ҳангоми ҳадаф гирифтани танаи дарахт).
6. Намоиш ва интерфейси корбар
Аксари масофасанҷҳо дорои дисплейи LCD ё OLED барои нишон додани андозагириҳо мебошанд, ки аксар вақт бо режимҳо ба монанди танзими нишебӣ, сканкунии пайваста ё пайвасти Bluetooth барои сабти маълумот илова карда мешаванд. Вуруди корбарон - тугмаҳо, экранҳои сенсорӣ ё рақамҳои гардишкунанда - имкон медиҳад, ки барои ҳолатҳои мушаххаси истифода, ба монанди голф, шикор ё геодезӣ танзим карда шавад.
7. Таъминоти барқ
Батареяи пуршавандаи хурд (масалан, литий-ион) ё элементҳои якдафъаина дастгоҳро бо энергия таъмин мекунанд. Самаранокии энергия, махсусан барои моделҳои дастӣ, ки дар муҳити беруна истифода мешаванд, муҳим аст. Баъзе масофасанҷҳо режимҳои сарфаи энергияро барои дароз кардани мӯҳлати кори батарея ҳангоми ғайрифаъолӣ дар бар мегиранд.
8. Системаҳои корпус ва васлкунӣ
Корпус барои устуворӣ ва эргономика тарҳрезӣ шудааст, ки аксар вақт аз маводҳои обногузар ё зарбаногузар (рейтингҳои IP) иборат аст. Барои ҳамгироӣ бо дигар таҷҳизот (масалан, камераҳо, милтиқҳо ё дронҳо), имконоти васлкунӣ ба монанди розеткаҳои сепоя ё рельсҳои Пикатинни метавонанд дохил карда шаванд.
Чӣ тавр ҳама якҷоя кор мекунанд
1. Диоди лазерӣ импулсро ба самти ҳадаф мебарорад.
2. Системаи оптикӣ шуоъро равона мекунад ва инъикосҳоро ҷамъ мекунад.
3. Фотодетектор сигнали бозгаштро, ки аз садои атроф филтр карда шудааст, сабт мекунад.
4. Схемаи ToF вақти гузаштаро ҳисоб мекунад.
5. Протсессор вақтро ба масофа табдил медиҳад ва натиҷаро нишон медиҳад.
Хулоса
Аз дақиқии диоди лазерӣ то мураккабии алгоритмҳои коркарди он, ҳар як ҷузъи масофасанҷи лазерӣ дар таъмини дақиқӣ ва эътимоднокӣ нақши муҳим мебозад. Новобаста аз он ки шумо голфбозе ҳастед, ки бозии путтро доварӣ мекунед ё муҳандисе ҳастед, ки маконро харитасозӣ мекунад, фаҳмидани ин унсурҳо ба шумо дар интихоби асбоби мувофиқ барои ниёзҳои шумо кӯмак мекунад.
Вақти нашр: 18 марти соли 2025