Раздел: Документация
0 ... 51 52 53 54 55 56 57 ... 60  Триггерная схема Запуск Усилители Индикатор импульсов Счетная схема Генератор синхроимпульсов U ИноиМ шатор дальности Рис. 130. Лазерный радар живает удаленные объекты и определяет их параметры— дальность, направление, форму, скорость, плотность — с помощью света. Устройство, называемое лидаром (LIDAR — Light DAR), используется в метеорологии и для контроля за состоянием атмосферы. Схема устройства показана на рис. 130. Передающая система направляет лазерный луч (обычно световой импульс) в сторону объекта, и когда он, отраженный и рассеянный, приходит в приемную систему, можно вычислить расстояние по времени прохода туда и обратно. Кроме расстояния определяются азимут и параметры отраженного сигнала: амплитуда, длина волны, поляризация. Как видим, принципы re же, что н у радаров, но, поскольку длина световой волны на три-четыре порядка меньше длины волны сантиметрового диапазона, можно очень точно определить азимут летящего объекта. Кроме того, с помощью радиоволн нельзя обнаружить содержащиеся в воздухе мельчайшие частицы (аэрозоль, атомы, молекулы, капли воды), а с помощью лазерного излучения можно, так как свет сильно рассеивается этими частицами. Лазерный контроль за состоянием атмосферы имеет свои особенности. Атмосферные явления непрерывны во времени, а сама атмосфера непрерывна в пространстве, поэтому система должна быть способной измерять короткие промежутки времени и определять по ним расстояния. В качестве источников света в лазерных радарах работают лазеры YAG: Nd, лазеры на неодимовом стекле, рубиновые лазеры с управляемой добротностью, лазеры на азоте, лазеры иа красителях и другие. Для измерения высоты над землей нли над морем применяют полупроводниковый лазер иа GaAs. Лазерный радар для наблюдения за атмосферой позволяет исследовать такие явления атмосферной оптики, как рэлеевское рассеяние, возникающее, когда диаметр частиц мал по сравнению с длиной волны, рассеяние Ми, когда размер частиц сравним с длиной волны, а также резонансное рассеяние атомами и молекулами. Наблюдение этих явлений имеет самостоятельное значение для физики атмосферы. Кроме того, ведется наблюдение за состоянием атмосферы и атмосферными явлениями в верхних слоях — диффузией, переносом, вертикальным распределением температуры и влажности, а также за облаками, несущими осадки. Лазерные радары для измерения расстояния бывают различными. Например, простые устройства, используемые в качестве дальномеров в инженерно-строительных работах, принимают эхо-сигналы от рельефа местности и зданий и выдают азимут, дальность и другие параметры. Другие устройства позволяют измерять большие расстояния. В ходе американской программы «Аполлон» на поверхности Луны было установлено отражающее лазерные лучи зерка» ло, и теперь все страны могут измерить расстояние до Луны с помощью лазерного радара. Точность этих измерений достигает ±30 см. Лазероскоп — это устройство, показывающее расположение объектов без сканирования. Такие устройства используют для наблюдения под водой и над водным пространством. Как передают световую энергию? Для передачи естественного света и света лазера используют оптические волокна и оптические волноводы. Почти все эти средства представлены в оптической связи, где информация передается при пог мощи света. Но свет можно использовать и для пере-~ дачи энергии. Например, солнечную энергию выгоднее передавать и использовать непосредственно, так как при преобразовании ее в электрическую энергию и обратно КПД передачи будет очень мал. Кроме того, во множестве областей лазерной медицины и лазерной технологии уже требуется свободная передача лазерного излучения с высокой мощностью и определенной длиной волны. Передача световой энергии имеет определенные преимущества перед передачей электроэнергии. Например, для уменьшения потерь электроэнергии из-за сопротивления проводов передачу производят по высоковольтным линиям, в окрестности которых возникают помехи, создающие трудности радиоприему, работе приборов и т. д. Свет из-за крайне короткой длины волны не создает помех в окрестности линии передачи, благодаря чему передача световой энергии представляется более приемлемой, чем передача электроэнергии. Материалы оптических волокон и способы передачи световой энергии становятся все более отличными от используемых для передачи информации. В последнем случае оптические волокна должны позволять передачу больших объемов информации при помощи света с определенной длиной волны. Поэтому здесь применяют волокна, не дающие временных рассогласований, например одномодовые. Но для передачи световой энергии требуются волокна, способные передавать только энергию в широком диапазоне свето- 0 ... 51 52 53 54 55 56 57 ... 60
|
