Nd:YAG激光测距机倍频调轴法利弊
Nd:YAG激光测距机倍频调轴法利弊
作者:梁勤亚
一、引言
激光测距仪机的三轴(发射轴、接收轴和瞄准轴)调整精度,是影响其正常测距的主要因素之一。由于Nd:YAG激光在可见光谱区以外,一般的调轴是借助红外夜视仪进行的。操作起来费时费力,即不方便。相对地讲,倍频调轴法要简单的多。但调整精度与晶体的位置有很大关系,实用中应加以特别的重视。
二、倍频调轴法概述
所谓倍频调轴法,就是利用激光倍频技术,将Nd:YAG激光转化为可见光,然后以可见光为参考光的一种调整三轴的方法。
非线性光学理论指出,非线性晶体在强激光的作用下,即产生二次非线性效应,激光通过晶体后,可生成频率曾强2倍的倍频光。Nd:YAG激光波长为1.06μm,经过倍频后,即可产生波长为0.53μm的绿色可见光。调整三轴时,将倍频晶体设法放置在激光发射扩束望远镜前端。待三轴调整好后,即把它取下,使之不影响测距。一般的,将倍频晶体放置在设有三维调节机构的筒内,筒的一端正好能套在激光发射望远镜上。
三、调轴误差的引入及简单计算
实践中发现,经扩束后的激光束直径已大于倍频晶体(以LiNbO3为例)的线度。放置晶体对, 穿越晶体的有效激光柬(司产生倍频效应的激光束)中心轴与嘲距激光束发射轴不一定能完全重台。设二轴相距r1,我们称之为晶体偏移量。由于激光柬的扩散性, 在数百米以外的靶板上, 对应于晶体O ’点的点O‘’ 巳离开激光束中心轴(z轴 )r2。调轴时是以此为激光视在中心点的。下面简单计算一下由此引起的调轴偏差角a。
为简单起见,我们假设激光束沿z轴方向传播的发散半角为均匀光波。
此时巍光接收器收到的回波光功率是最眭调轴状态的80%左右。如果再考虑到光能分布的不均匀性等其它因素的影响,调轴偏差角口往往更大,如不加以重视, 势必造成不良后果。
另外, 倍颓晶体二通光面的不平行, 也将引八调轴偏差, 其数值正比于晶体二平面之夹角。
四、结束语
倍频调轴法操作简便,省时省力,是它的最大优点。其缺点也可经过预先校正晶体的位置,选用平行度优良的晶体等手段加以克服实际工作中,最好将倍频调轴法和红外褒胡仪调轴法结台起来使用。前者用于粗调、后者进行精调, 取长补短, 达到最佳效果。
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