Un télémètre laser fonctionne en mesurant le temps qu'il faut à une impulsion de lumière laser pour être réfléchie sur une cible et renvoyée à l'expéditeur. C'est ce qu'on appelle le principe du « temps de vol » et la méthode est connue sous le nom de « temps de vol » ou de « mesure du pouls ».
Principe de fonctionnement
Un télémètre laser émet une impulsion laser sur une cible. L'impulsion se réfléchit ensuite sur la cible et revient vers l'appareil émetteur (dans ce cas, un télémètre laser). Ce principe de "temps de vol" est basé sur le fait que le laser voyages légers à une vitesse assez constante dans l'atmosphère terrestre. À l'intérieur du compteur, un simple ordinateur calcule rapidement la distance jusqu'à la cible. Cette méthode de calcul de distance est capable de mesurer la distance de la Terre à la Lune en quelques centimètres. Les télémètres laser peuvent également être appelés « télémètres » ou « télémètres laser ».
Calcul de la distance
La distance entre le compteur et la cible est donnée par D=ct/2, où c est égal à la vitesse de la lumière et t est égal à la quantité de temps pour l'aller-retour entre le compteur et la cible. Compte tenu de la vitesse élevée à laquelle l'impulsion se déplace et de sa focalisation, ce calcul approximatif est très précis sur des distances en pieds ou en miles mais perd de sa précision sur des distances beaucoup plus proches ou plus éloignées.
Pourquoi des lasers ?
Les lasers sont des faisceaux de lumière concentrés et intenses, généralement d'une seule fréquence. Ils sont très utiles pour mesurer les distances car ils voyagent à des vitesses assez constantes dans l'atmosphère et voyagent des distances beaucoup plus longues avant divergence (l'affaiblissement et l'étalement d'un faisceau lumineux) diminuent l'efficacité de la mètre. La lumière laser est également moins susceptible de se disperser comme la lumière blanche, ce qui signifie que la lumière laser peut parcourir une bien plus grande distance sans perdre en intensité. Par rapport à la lumière blanche ordinaire, une impulsion laser conserve une grande partie de son intensité d'origine lorsqu'elle est réfléchie par la cible, ce qui est très important lors du calcul de la distance à un objet.
Considérations
La précision d'un télémètre laser dépend de l'impulsion d'origine renvoyée à l'appareil émetteur. Même si les faisceaux laser sont très étroits et ont des énergies élevées, ils sont soumis aux mêmes distorsions atmosphériques qui affectent la lumière blanche normale. Ces distorsions atmosphériques peuvent rendre difficile l'obtention d'une lecture précise de la distance d'un objet près de la verdure ou sur de longues distances de plus d'un kilomètre en terrain désertique. De plus, différents matériaux réfléchissent la lumière à des degrés plus ou moins importants. Un matériau qui a tendance à absorber ou à disperser la lumière (diffusion) réduit la probabilité que l'impulsion laser d'origine puisse être réfléchie pour le calcul. Dans les cas où la cible a une réflexion diffuse, un télémètre laser utilisant une « méthode de déphasage » doit être utilisé.
Optique de réception
Pour assurer la fiabilité, les télémètres laser utilisent une méthode pour minimiser la lumière de fond. Trop de lumière de fond peut interférer avec la mesure lorsque le capteur confond une partie de la lumière de fond avec l'impulsion laser réfléchie, ce qui entraîne une fausse lecture de la distance. Par exemple, un télémètre laser conçu pour être utilisé dans des conditions antarctiques, où une lumière de fond intense est attendue, emploie un combinaison de filtres à bande passante étroite, de fréquences de faisceau divisées et d'un très petit iris pour bloquer autant d'interférences de la lumière de fond que possible.
Applications
Les télémètres laser et les télémètres ont une grande variété d'utilisations, de la création de cartes aux sports. Ils peuvent être utilisés pour créer des cartes des fonds océaniques ou des cartes topographiques débarrassées de la végétation. Ils sont utilisés dans l'armée pour fournir une distance exacte aux cibles pour les tireurs d'élite ou l'artillerie, pour la reconnaissance et pour l'ingénierie. Les ingénieurs et les concepteurs utilisent des télémètres laser pour construire des modèles 3D d'objets. Les archers, les chasseurs et les golfeurs utilisent tous des télémètres pour calculer la distance jusqu'à la cible.