Светодальномер

 

Изобретение относится к области геодезического приборостроения,- в частности к фазовым-светодальномерам, в которых разность фаз измеряется компенсационным способом. Целью изобретения является повышение точности измерения, снижение потребляемой мощности и упрощение юстировки. Устройство состоит из источника плоскополяризованного излучения 1, поляризационного модулятора-демодулятора 4, выполненного в виде четырехэлектродной электрооптической ячейки и осуще- . ствлякщего модуляцию и демодуляцию

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4275795/24-1 0 (22) 02. 07 ° 87 (46) 07.03.89. Бюл. Ф 9 (71) Всесоюзный заочный электротехнический институт связи и Центральный научно-исследовательский институт геодезии, аэрофотосъемки и картографии им. Ф.Н.Красовского (72) Ю.Г.Левченко, Г.А.Фельдман и М.Ю.Энтин .(53) 528.517 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 534970, кл. G 01 С 3/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Ф 321678, кл. G 01 С 3/08, 19,11.81.

„„Я0„„1464041 А 1 (51)4 G 1 С 3/08 (54) СВЕТОДАЛЬНОМКР

1 (57) Изобретение относится к области геодезического приборостроения,. в частности к фазовым светодальномерам, в которых разность фаз измеряется компенсационным способом. Целью изобретения является повыйение точности измЕрения, снижение потребляемой мощности и упрощение юстировки. Устройство состоит из источйика плоскополяризованного излучения 1, поляризационного модулятора-демодулятора 4, выполненного в виде четырехэлектродной электрооптической ячейки и осуще" .. ствляющего модуляцию и демодуляцию без и:скажения его поляризации, поляриметрического блока 7» измеряющего угловое положение плоскости поляризации демодулированного излучения1 соответствующее измеряемой разности фаз; а также генератор модулирующего напряжения 8, от которого к поляриэационному модулятору-демодулятору

4 подаются два гармонических модулирующих напряжения с одинаковой амплитудой, но сдвинутых по фазе на

90 . 1 ил.

1464041 проходящего через него излучения, совмещенной оптической системы 5, которая формирует промодулированное ! излучение, посылаемое к отражателю

6, и принимает отраженное излучение, .системы двух идентичных частично прозрачных зеркал 2 и 3, ориентированных так, что,углы падения на них принятрго от отражателя 6 излучения равны, плоскости падения ортогональны, поэтому выделение принятого от отражателя 6 излучения происходит

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к светодальномерам.

Цель изобретения — повьппение точ-, ности, снижение потребляемой мощнос- 5 ,ти и упрощение процесса юстировки

,светодальномера.

На чертеже представлена структурная схема светодальномера.

Светодальномер содержит источник

1 плоскополяризованного излучения, за которым вдоль оптической оси установлены первое частично прозрачное зеркало 2, поляризационный модулятордемодулятор 4, совмещенная оптическая система 5 для формирования и приема излучения, отражатель 6; второе частицно прозрачное зеркало 3, разме щенное между первым частично проз20 рачий зеркалом 1 и поляриметрическим блоком 7; а также генератор 8 моду. лирующего напряжения, подключенный к поляризационному модулятору-демоду- 25 лятору 4..

Устройство работает следующим об:разом.

Плоскополяризованное излучениИ ,источника 1, (например, лазера),пройдя сквозь первое частично прозрачное зеркало 2, поступает в поляриза ционный модулятор-демодулятор 4, к каждой из двух пар электродов которого подается два сдвинутых -по фазе на 90 гармонических модулирующих 35 электрических сигнала, вырабатываемые генератором 8 модулирующего напряжения °

Попяризационный модулятор-демодулятор 4 (действие которого основано, например, на двойном поперечном эффекте. Поккельса) вращает плоскость поляризации излучения, поступающего в него от источника 1 плоскополяризованного излучения, с удвоенной частотой гармонических модулирующих электрических сигналов, вырабатываемых генератором 8 модулирующего напряжения.

Через совмещенную оптическую систему 5 сформированный пучок излучения, плоскость поляризации которого вращается с удвоенной частотой модуляции,, пройдя измеряемое расстояние, отражается от отражателя 6, принимается вновь совмещенной оптической системой 5 и.проходит, .теперь уже ,в обратном направлении, через поляризационный модулятор-демодулятор 4.

По выходе из поляризационного модулятора-демодулятора 4 прекращается вращение плоскости поляризации. Происходит демодуляция и плоскость поляризации.плоскополяриэованного излучения оказывается повернутой относительно плоскости поляризации излучения источника на угол, пропорциональный.величине измеряемого расстояния.

Попадая затем в систему иэ двух частнчно прозрачных зеркал 2 и 3, которая не изменяет положения плоскости поляризации, излучение поступает на поляриметрический блок . 7, которым и производится измерение угла поворота плоскости поляризации, пропорциоз 14640 нального величине измеряемого расстомодулирующего напряжения, подключенный к поляризационному модулятору-демодулятору, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения потребляемой мощности, в. него введены два .плоских частично прозрачных зеркала, первое из котолятором, второе расположено между первым частично прозрачным .зеркалом и введенным поляриметрическим блоком, оптическая ось системы и нормаль перя ния. Порядок измерения расстояния состоит в том, что первоначально при

5 отключенном генераторе 8 модулирующего напряжения с помощью поляриметрического блока 7 производится нулевой отсчет. Затем после подачи на поляризационный модулятор-демодулятор 4 модулирующих электрических сигналов с помощью поляриметрического блока 7 производится рабочий отсчет. Разность рабочего и нулевого отсчетов определяет величину измеряемого расстояния. 5

Предлагаемая структурная схема реализуется на следующей элементной базе.

В качестве источника 1 плоскополяризованного излучения используется гелий-неоновый лазер типа ЛГ-66.

Идентичные частично прозрачные зеркала 2 и 3 изготовлены путем одновременного вакуумного алюминирования стеклянных пластинок толщиной 0,2 мм. 25

Поляризационный модулятор-демодулятор 4 выполнен на кристалле LiNbO>, обладающем двойным поперечным эффектом Поккельса. Используют кристаллический элемент от отечественного модулятора KI-4, на боковые грани которого нанесены две пары медных серебряных электродов для приложения электрических модулирующих сигналов по осям ОХ и OY кристалла.

Совмещенная оптическая система 5 для формирования и приема излучения, не являющаяся принципиальной, состоит из коллимирующей системы Галилея.

Отражатель 6 выполнен в виде плоского 40 зеркала.

Поляриметрический блок 7 представляет собой поворотный анализатор, оправа которого имеет стеклянный лимб с делениями. Отсчет по лимбу, выполняют при помощи шкалового микроскопа,что при использовании метода ,симметричных углов позволяет определить положение плоскости поляризации с точностью до 0,02-0 03о.

Генератор 8 модулирующего напряжения представляет собой многокаскадный генератор с кварцевой стабилизацией частоты, на выходе его формиру тся два гармонических напряжения 55 о сдвинутых на 90 . Предусмотрена также воэможность амплитудной манипуля-4 ции модулирующих электрических сиг-, налов что позволяет снизить мощность, 41 4 рассеиваемую на поляризационном модуляторе-демодуляторе, чем исключается перегрев кристалла и возможность изменения от нагревания его электро-, оптических свойств. Одновременно уменьшается и мощность, потребляемая им от источника питания.

В предлагаемом светодальномере между источником 1 излучения и поляризационным модулятором и демодулятором 4 установлено первое частично прозрачное зеркало 2, а между первым частично прозрачным зеркалом 2 и поляриметрическим блоком 7 — второе частично прозрачное зеркало 3. Частично прозрачные зеркала идентичны и ориентированы так, что углы падения на них принятого от отражателя

6 излучения равны, плоскости падения ортогональны, поэтому выходящее из них излучение сохраняет положение плоскости поляризации.

В предлагаемом устройстве благо, даря введению зеркальной системы, состоящей из двух идентичных частично прозрачных зеркал, позволяющей отделить поток излучения, пришедший от отражателя без искажения его поляризации, сталб возможным использовать одну электрооптическую ячейку в качестве поляризационного модулятора-демодулятора, что упрощает юстировку, увеличивает точность измерения и снижает потребляемую мощность.

Формула изобретения

Светодальномер, содержащий последовательно установленные вдоль оптической оси источник плоскополяризованного излучения, поляризационный модулятор-демодулятор, совмещенную приемопередающую оптическую систему и отражатель, а также гене, зтор рых установлено между источником плоскополяризованного излучения и поляризационным модулятором-демодуСоставитель В.Иихеечев

Техред И.Дидык Корректор А. Обручар

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 816/46 Тираж 683 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 146ч 041 6 ного частично прозрачного зеркала ных зеркал установлены под углом 45 совмещены .с плоскостью поляризации к оптической оси и развернуты одна источника, нормали частично прозрач- относительно другой на 90