A lézeres távolságmérő úgy működik, hogy méri azt az időtartamot, amely alatt a lézerfény impulzusának visszaverődése a célról és visszaküldése a feladónak történik. Ez az úgynevezett "repülési idő" elv, és a módszer "repülési idő" vagy "impulzus" mérésként is ismert.
Működési elve
A lézer távolságmérő lézer impulzust bocsát ki a célpontnál. Ezután az impulzus visszaverődik a célról, és visszatért a küldő eszközre (ebben az esetben egy lézeres távolságmérőre). Ez a "repülés ideje" elv azon a tényen alapul, hogy a lézer fény utazik meglehetősen állandó sebességgel a Föld légkörén keresztül. A mérő belsejében egy egyszerű számítógép gyorsan kiszámítja a cél távolságát. Ez a távolságszámítási módszer néhány centiméteren belül képes mérni a Föld és a Hold közötti távolságot. A lézeres távolságmérőket „távolságmérőknek” vagy „lézeres távolságmérőknek” is nevezhetjük.
Távolság kiszámítása
A mérő és a cél közötti távolságot D = ct / 2 adja meg, ahol c megegyezik a fénysebességgel, t pedig megegyezik a mérő és a cél közötti oda-vissza út hosszával. Tekintettel a pulzus nagy sebességére és fókuszára, ez a durva számítás nagyon pontos láb vagy mérföld távolságokon, de sokkal közelebbi vagy távolabbi távolságokon elveszíti a pontosságot.
Miért éppen a lézerek?
A lézerek koncentrált, intenzív fénysugarak, általában egyetlen frekvenciával. Nagyon hasznosak a távolságok mérésére, mert meglehetősen állandó sebességgel haladnak a légkörben és az utazáson keresztül sokkal nagyobb távolságok a divergencia előtt (a fénysugár gyengülése és terjedése) csökkenti a méter. A lézerfény kevésbé valószínű, hogy szétszóródik, mint a fehér fény, ami azt jelenti, hogy a lézerfény sokkal nagyobb távolságot képes megtenni anélkül, hogy elveszítené az intenzitást. A szokásos fehér fénnyel összehasonlítva a lézerimpulzus megtartja eredeti intenzitásának nagy részét, amikor visszaverődik a céltól, ami nagyon fontos az objektumtól való távolság kiszámításakor.
Megfontolások
A lézeres távolságmérő pontossága attól függ, hogy az eredeti impulzus visszatér-e a küldő eszközre. Annak ellenére, hogy a lézersugarak nagyon keskenyek és nagy energiájúak, ugyanolyan légköri torzulásoknak vannak kitéve, mint a normál, fehér fény. Ezek a légköri torzulások megnehezíthetik az objektum zöldövezethez közeli távolságának vagy sivatagi terepen 1 km-nél hosszabb távolságok pontos leolvasását. Emellett a különböző anyagok kisebb-nagyobb mértékben visszaverik a fényt. Egy olyan anyag, amely hajlamos elnyelni vagy szétszórni a fényt (diffúzió), csökkenti annak valószínűségét, hogy az eredeti lézerimpulzus visszatükröződhet a számításhoz. Abban az esetben, ha a cél diffúz visszaverődésű, „fáziseltolásos módszerrel” lézeres távolságmérőt kell használni.
Optika vétele
A megbízhatóság biztosítása érdekében a lézeres távolságmérők valamilyen módszert alkalmaznak a háttérfény minimalizálására. A túl sok háttérfény zavarhatja a mérést, ha az érzékelő a háttérvilágítás valamely részét hibásan visszaveri a visszaverődő lézerimpulzushoz, ami hamis távolságolvasást eredményez. Például egy antarktiszi körülmények közötti használatra tervezett lézeres távolságmérő, ahol intenzív háttérvilágítás várható, keskeny sávszélességű szűrők, osztott sugárfrekvenciák és egy nagyon kicsi írisz kombinációja, hogy megakadályozza a háttérfényből származó annyi interferenciát amint lehet.
Alkalmazások
A lézeres távolságmérőknek és a távolságmérőknek sokféle felhasználási lehetőségük van, a térképkészítéstől a sportolásig. Ezekkel fel lehet használni az óceán fenekének térképét vagy a növényzettől megtisztított topográfiai térképeket. A katonaságban arra szolgálnak, hogy pontos távolságot biztosítsanak a mesterlövészek vagy tüzérség célkitűzéseihez, a felderítéshez és a mérnöki feladatokhoz. A mérnökök és tervezők lézeres távolságmérőkkel készítik el a tárgyak 3D-modelljeit. Az íjászok, a vadászok és a golfozók mind távolságmérőket alkalmaznak a cél távolság kiszámításához.