Un medidor de distancia láser funciona midiendo el tiempo que tarda un pulso de luz láser en reflejarse en un objetivo y devolverlo al remitente. Esto se conoce como el principio de "tiempo de vuelo" y el método se conoce como medición de "tiempo de vuelo" o "pulso".
Principio de operación
Un medidor de distancia láser emite un pulso de láser en un objetivo. A continuación, el pulso se refleja en el objetivo y vuelve al dispositivo emisor (en este caso, un medidor de distancia láser). Este principio de "tiempo de vuelo" se basa en el hecho de que el láser la luz viaja a una velocidad bastante constante a través de la atmósfera terrestre. Dentro del medidor, una computadora simple calcula rápidamente la distancia al objetivo. Este método de cálculo de la distancia es capaz de medir la distancia de la Tierra a la Luna en unos pocos centímetros. Los medidores de distancia láser también pueden denominarse "telémetros" o "telémetros láser".
Calcular la distancia
La distancia entre el medidor y el objetivo está dada por D = ct / 2, donde c es igual a la velocidad de la luz y t es igual a la cantidad de tiempo para el viaje de ida y vuelta entre el medidor y el objetivo. Dada la alta velocidad a la que viaja el pulso y su enfoque, este cálculo aproximado es muy preciso en distancias de pies o millas, pero pierde precisión en distancias mucho más cercanas o más lejanas.
¿Por qué láseres?
Los láseres son haces de luz intensos y enfocados, generalmente de una sola frecuencia. Son muy útiles para medir distancias porque viajan a velocidades bastante constantes a través de la atmósfera y viajan distancias mucho más largas antes de la divergencia (el debilitamiento y la dispersión de un haz de luz) reduce la eficacia de la metro. También es menos probable que la luz láser se disperse como la luz blanca, lo que significa que la luz láser puede viajar una distancia mucho mayor sin perder intensidad. En comparación con la luz blanca ordinaria, un pulso láser retiene gran parte de su intensidad original cuando se refleja en el objetivo, lo cual es muy importante al calcular la distancia a un objeto.
Consideraciones
La precisión de un medidor de distancia láser depende del pulso original que regresa al dispositivo emisor. Aunque los rayos láser son muy estrechos y tienen altas energías, están sujetos a las mismas distorsiones atmosféricas que afectan a la luz blanca normal. Estas distorsiones atmosféricas pueden dificultar la obtención de una lectura precisa de la distancia de un objeto cerca de la vegetación o en largas distancias de más de 1 kilómetro en un terreno desértico. Además, diferentes materiales reflejan la luz en mayor o menor grado. Un material que tiende a absorber o dispersar la luz (difusión) reduce la probabilidad de que el pulso láser original pueda reflejarse para el cálculo. En los casos en que el objetivo tenga una reflexión difusa, se debe utilizar un distanciómetro láser que utilice un "método de desplazamiento de fase".
Óptica receptora
Para garantizar la confiabilidad, los medidores de distancia láser emplean algún método para minimizar la luz de fondo. Demasiada luz de fondo puede interferir con la medición cuando el sensor confunde alguna parte de la luz de fondo con el pulso láser reflejado, lo que da como resultado una lectura de distancia falsa. Por ejemplo, un medidor de distancia láser diseñado para su uso en condiciones antárticas, donde se espera una luz de fondo intensa, emplea un combinación de filtros de ancho de banda estrecho, frecuencias de haz dividido y un iris muy pequeño para bloquear la mayor cantidad de interferencias de la luz de fondo como sea posible.
Aplicaciones
Los medidores de distancia láser y los telémetros tienen una amplia variedad de usos, desde la elaboración de mapas hasta los deportes. Se pueden utilizar para crear mapas del fondo del océano o mapas topográficos sin vegetación. Se utilizan en el ejército para proporcionar la distancia exacta a los objetivos de los francotiradores o la artillería, para el reconocimiento y para la ingeniería. Los ingenieros y diseñadores utilizan medidores de distancia láser para construir modelos 3D de objetos. Arqueros, cazadores y golfistas emplean telémetros para calcular la distancia al objetivo.
