Kako delujejo laserski merilniki razdalje?

Laserski merilnik razdalje deluje tako, da meri čas, ko je potreben impulz laserske svetlobe, da se odbije od cilja in vrne pošiljatelju. To je znano kot načelo "časa leta", metoda pa je znana bodisi kot "čas leta" ali "impulzno" merjenje.

Laserski merilnik razdalje oddaja impulz laserja na tarčo. Nato se impulz odbije od cilja in nazaj do oddajne naprave (v tem primeru laserski merilnik razdalje). To načelo "časa leta" temelji na dejstvu, da laser svetlobna potovanja s precej konstantno hitrostjo skozi zemeljsko atmosfero. V merilniku preprost računalnik hitro izračuna razdaljo do cilja. Ta metoda izračuna razdalje lahko izmeri razdaljo od Zemlje do Lune v nekaj centimetrih. Laserski merilniki razdalje se lahko imenujejo tudi "iskalniki razdalje" ali "laserski iskalniki razdalje".

Razdalja med števcem in tarčo je podana z D = ct / 2, kjer je c enaka svetlobni hitrosti, t pa enaka količini časa krožne poti med števcem in tarčo. Glede na visoko hitrost, s katero potuje impulz, in njegovo osredotočenost je ta grob izračun zelo natančen na razdaljah čevljev ali milj, vendar izgubi natančnost na veliko bližjih ali daljših razdaljah.

Laserji so osredotočeni, intenzivni svetlobni žarki, običajno z eno frekvenco. Zelo so koristni za merjenje razdalj, saj potujejo s precej enakomerno hitrostjo po ozračju in potujejo veliko večje razdalje pred divergenco (oslabitev in širjenje snopa svetlobe) zmanjšata učinkovitost meter. Manj verjetno je, da se bo laserska svetloba razpršila kot bela svetloba, kar pomeni, da lahko laserska svetloba prevozi veliko večjo razdaljo, ne da bi izgubila jakost. V primerjavi z navadno belo svetlobo laserski impulz ohrani veliko prvotne jakosti, ko se odbije od cilja, kar je zelo pomembno pri izračunu razdalje do predmeta.

Natančnost laserskega merilnika razdalje je odvisna od prvotnega impulza, ki se vrne v oddajno napravo. Čeprav so laserski žarki zelo ozki in imajo visoke energije, so izpostavljeni istim atmosferskim izkrivljanjem, ki vplivajo na normalno belo svetlobo. Ta atmosferska popačenja lahko otežijo natančno odčitavanje razdalje predmeta v bližini zelenja ali na daljših razdaljah več kot 1 kilometer v puščavskem terenu. Prav tako različni materiali v večji ali manjši meri odbijajo svetlobo. Material, ki ponavadi absorbira ali razprši svetlobo (difuzija), zmanjša verjetnost, da se prvotni laserski impulz lahko odbije nazaj za izračun. V primerih, ko ima tarča razpršeni odsev, je treba uporabiti laserski merilnik razdalje, ki uporablja "metodo faznega premika".

Da bi zagotovili zanesljivost, laserski merilniki razdalje uporabljajo nekaj načinov za zmanjšanje svetlobe v ozadju. Preveč svetlobe v ozadju lahko moti meritve, če senzor napačno odbije odsev laserskega impulza v delu ozadja, kar povzroči lažno odčitavanje razdalje. Na primer, laserski merilnik razdalje, zasnovan za uporabo v antarktičnih razmerah, kjer se pričakuje intenzivna svetloba v ozadju, uporablja a kombinacija ozkopasovnih filtrov, frekvenc deljenih žarkov in zelo majhne šarenice, da prepreči čim večje motnje svetlobe v ozadju kolikor je mogoče.

Laserski merilniki razdalje in iskalci razdalje imajo najrazličnejše namene, od izdelave zemljevidov do športa. Z njimi lahko ustvarimo zemljevide dna oceana ali topografske karte, očiščene od vegetacije. V vojski se uporabljajo za natančno razdaljo do tarč ostrostrelcev ali topništva, izvidništva in inženirstva. Inženirji in oblikovalci uporabljajo laserske merilnike razdalje za izdelavo 3D modelov predmetov. Vsi lokostrelci, lovci in igralci golfa uporabljajo iskalce razdalj za izračun razdalje do cilja.