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測距儀的光學係統
日期:2025-04-25 13:48
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摘要:
測距儀的光學係統
測距儀產生的調製光波在發射、反射和接收過程中都需要借助於相應的光學係統。光係統性能的優劣對測距儀的測程,測距精度以及儀器的穩定性有重要作用,而光學係統的結構形式還將直接影響整機的結構、布局、質量及體積。
測距儀的光學係統一般包括:光的發射係統、反射係統、接收係統、供觀察用的瞄準係統以及內光路係統等,如下圖所示。

1.發射係統
盡管由激光器或發光管發出的光束亮度高、方向性好,但由於光束發散角較大,導致隨著光束投射距離的增大,透射光斑直徑將急劇增大,單位光斑麵積上的平均光能量變得很微弱,以致影響測程及測距精度。為此,必須設置具有準直作用的發射光係統,使發散角較大的發散光束變為橫截麵積稍大而發散角較小的準直光束,使光能量更加集中,傳播距離更遠(測程更長)。
2.反射係統
反射光學係統是測距儀的合作目標,放在測線的另一端。它的作用是將來自測距儀的發射光束以*小的光能損耗再反射回測距儀.使之進人接收光學係統。
3.接收係統
接收係統的作用是盡可能多地接收由反射鏡反射回的測距光波。一般在中、短程測距儀中,光探測器(矽光電二極管和矽光電雪崩二極管)的光敏麵積多數為1-2平方mm,它直接截獲的反射光束能量極少。接收光學係統能夠盡可能多地接收反射回來的近似平行光束,並會聚集於探測器光敏麵上,以提高接收係統的信噪比(信號功率與噪聲功率之比),增大測程和提高測距精度。
4.瞄準光學係統
該係統用來尋找和瞄準反射W標,使測距儀能接收到返回的光信號,減少由於瞄準偏差造成的測距誤差,提高測距精度。
5.內光路係統
為了消除電路受溫度、電壓變化等引起的相位漂移,常在發射和接收係統之間設置內光路(也稱零光路)係統,該係統使調製光波不射出儀器外,而經內光路係統直接投射到光探器的光敏麵上。
測距儀產生的調製光波在發射、反射和接收過程中都需要借助於相應的光學係統。光係統性能的優劣對測距儀的測程,測距精度以及儀器的穩定性有重要作用,而光學係統的結構形式還將直接影響整機的結構、布局、質量及體積。
測距儀的光學係統一般包括:光的發射係統、反射係統、接收係統、供觀察用的瞄準係統以及內光路係統等,如下圖所示。

1.發射係統
盡管由激光器或發光管發出的光束亮度高、方向性好,但由於光束發散角較大,導致隨著光束投射距離的增大,透射光斑直徑將急劇增大,單位光斑麵積上的平均光能量變得很微弱,以致影響測程及測距精度。為此,必須設置具有準直作用的發射光係統,使發散角較大的發散光束變為橫截麵積稍大而發散角較小的準直光束,使光能量更加集中,傳播距離更遠(測程更長)。
2.反射係統
反射光學係統是測距儀的合作目標,放在測線的另一端。它的作用是將來自測距儀的發射光束以*小的光能損耗再反射回測距儀.使之進人接收光學係統。
3.接收係統
接收係統的作用是盡可能多地接收由反射鏡反射回的測距光波。一般在中、短程測距儀中,光探測器(矽光電二極管和矽光電雪崩二極管)的光敏麵積多數為1-2平方mm,它直接截獲的反射光束能量極少。接收光學係統能夠盡可能多地接收反射回來的近似平行光束,並會聚集於探測器光敏麵上,以提高接收係統的信噪比(信號功率與噪聲功率之比),增大測程和提高測距精度。
4.瞄準光學係統
該係統用來尋找和瞄準反射W標,使測距儀能接收到返回的光信號,減少由於瞄準偏差造成的測距誤差,提高測距精度。
5.內光路係統
為了消除電路受溫度、電壓變化等引起的相位漂移,常在發射和接收係統之間設置內光路(也稱零光路)係統,該係統使調製光波不射出儀器外,而經內光路係統直接投射到光探器的光敏麵上。