Laserkaugusmõõtur töötab, mõõtes aega, mis kulub laservalguse impulsil, et see sihtmärgist välja peegelduks ja saatjale tagasi läheks. Seda tuntakse kui "lennuaja" põhimõtet ja meetodit nimetatakse kas "lennuaja" või "impulsi" mõõtmiseks.
Toimimispõhimõte
Laserkaugusmõõtur laseb sihtmärgil laseri impulsi. Seejärel peegeldub impulss sihtmärgilt ja tagasi saatva seadme poole (antud juhul laserkaugusmõõtur). See "lennuaja" põhimõte põhineb sellel, et laser valgusreisid üsna ühtlase kiirusega läbi Maa atmosfääri. Mõõturi sees arvutab lihtne arvuti sihtmärgi kauguse kiiresti välja. See kauguse arvutamise meetod võimaldab mõõta kaugust Maast Kuuni mõne sentimeetri jooksul. Laserkaugusmõõtureid võib nimetada ka „kaugusemõõtjateks” või „lasermõõteriistadeks”.
Kauguse arvutamine
Mõõturi ja sihtmärgi vaheline kaugus on antud väärtusega D = ct / 2, kus c võrdub valguse kiirusega ja t võrdub edasi-tagasi ajaga meetri ja sihtmärgi vahel. Arvestades pulsi kiirust ja selle fookust, on see ligikaudne arvutus jalgade või miilide kaugustel väga täpne, kuid kaotab täpsuse palju lähemal või kaugemal.
Miks just laserid?
Laserid on fokuseeritud, intensiivsed valgusvihud, tavaliselt ühe sagedusega. Need on vahemaade mõõtmiseks väga kasulikud, kuna nad liiguvad atmosfääri ja reisimise ajal üsna püsiva kiirusega palju pikemad vahemaad enne lahknemist (valgusvihu nõrgenemine ja levimine) vähendab meeter. Samuti hajub laservalgus vähem tõenäoliselt nagu valge valgus, mis tähendab, et laservalgus võib läbida palju suurema vahemaa intensiivsust kaotamata. Võrreldes tavalise valge valgusega, laseb laserimpulss sihtmärgist eemal peegeldades suure osa oma algsest intensiivsusest, mis on objekti kauguse arvutamisel väga oluline.
Kaalutlused
Laserkaugusmõõturi täpsus sõltub algsest impulsist, mis naaseb saatva seadme juurde. Ehkki laserkiired on väga kitsad ja suure energiaga, mõjutavad neid samad atmosfäärimoonutused, mis mõjutavad normaalset valget valgust. Need atmosfäärimoonutused võivad raskendada täpse näidu saamist objekti kaugusest roheluse lähedal või üle 1 kilomeetri pikkustel kõrbemaastikul. Samuti peegeldavad erinevad materjalid valgust suuremal või vähemal määral. Materjal, mis kipub valgust neelama või hajutama (difusioon), vähendab tõenäosust, et algset laserimpulsi saab arvutamiseks tagasi peegeldada. Juhtudel, kui sihtmärgil on hajuv peegeldus, tuleks kasutada „faasinihke meetodit” kasutavat laserkaugusmõõturit.
Optika vastuvõtmine
Töökindluse tagamiseks kasutatakse laserkaugusmõõturites taustvalguse minimeerimiseks mõnda meetodit. Liiga palju taustavalgust võib mõõtmist segada, kui andur eksitab mingi osa taustavalgusest peegeldunud laserimpulsi jaoks, mille tulemuseks on vale kaugusenäit. Näiteks Antarktika tingimustes kasutamiseks mõeldud laserkaugusmõõtur, kus on oodata intensiivset taustavalgust, kasutab kitsa ribalaiusega filtrite, jagatud kiiresageduste ja väga väikese iirise kombinatsioon, et takistada taustvalgusest võimalikult palju häireid kui võimalik.
Rakendused
Laserkaugusmõõturitel ja kaugusemõõtjatel on kasutusvõimalused väga erinevad, alates kaarditegemisest kuni spordini. Nende abil saab luua ookeanipõhja kaarte või taimestikust puhastatud topograafiakaarte. Neid kasutatakse sõjaväes, et tagada täpne kaugus sihtmärkidele snaiprite või suurtükiväe jaoks, luureks ja inseneriks. Insenerid ja disainerid kasutavad objektide 3D-mudelite konstrueerimiseks laserkaugusmõõtureid. Vibulaskjad, jahimehed ja golfimängijad kasutavad kõik sihtmärgi kauguse arvutamiseks distantsiotsijaid.