Применение лазерных дальномеров в геодезии. Виды дальномеров

Дальномер – это прибор, предназначенный для определения расстояния между наблюдателем и удаленным объектом без необходимости приближаться к нему. Он широко используется в геодезии, а также в строительстве, топографии и прочих сферах. Также дальномерами пользуются военные для корректировки огня со снайперского оружия и минометных установок.

Кому пригодится дальномер, и его преимущества над измерительной рулеткой

Применение дальномеров имеет массу преимуществ над традиционными измерительными и , поскольку дает возможность получить точные данные о расстоянии к объекту за считанные секунды. При этом оператор использующий прибор может находиться на одном месте. Это намного удобней и быстрее. При этом получаются точные показатели с минимальной погрешностью. К примеру, если измерять расстояние между двумя объектами на ландшафте, то при применении обыкновенной измерительной рулетки может возникнуть большая погрешность в связи с наличием на траектории движения неровностей и углублений. Дальномеры проводят измерения по идеально прямой линии, сводя на нет факторы, влияющие на точность.

Применение подобного оборудования в быту неоправданно. Его могут использовать строители, но только те, которые занимаются возведением зданий, а не внутренней отделкой. Стоимость подобного инструмента, а также затраты времени на его выставление, делают его применение для монтажной разметки на стенах неактуальным. В том же случае если необходимо обозначить границы для заливки фундамента или рытья большого котлована для крупных зданий, тогда естественно дальномер будет намного удобнее, чем рулетка.

Также дальномеры часто используют фотографы, которые предпочитают снимать пейзажи. Интересует это оборудование и астрономов, геодезистов, военных и мореплавателей. Это сугубо профессиональный инструмент, который не стоит покупать любителю, планирующему его использование от случая к случаю.

Виды дальномеров по принципу работы

По принципу работы существующие конструкции дальномеров разделяют на две категории:

1. Активные.
2. Пассивные.

Активные наводятся объективом на точку, к которой необходимо измерить расстояние, после чего отправляют на нее световой или звуковой сигнал. Достигнув поверхности предмета, тот отражается и возвращается обратно. Чувствительный элемент прибора улавливает волну и рассчитывает расстояние к объекту на основе времени, которое ушло на ее передвижение.

Активные дальномеры бывают следующих видов:

• Звуковые.
• Световые.
• Лазерные.

Что касается пассивных , то они не посылают никаких сигналов. Определение расстояния осуществляется по совершенно другому принципу. Такие инструменты работают по законам геометрии. С помощью пассивных приборов осуществляется вычисление построенного равнобедренного треугольника, по параметрам которого можно высчитать расстояние.

Пассивные дальномеры бывают:

• Оптические.
• Нитевые.

Ультразвуковой дальномер

Является самым неточным устройством, работающим по активному принципу. Это оборудование имеет схожий метод с тем, что используют для ориентирования дельфины или летучие мыши. Прибор создает звуковую волну, направленную вперед на объект, к которому нужно померить расстояние. При достижении импульсом преграды создается эхо, которое отбивается и попадает на чувствительную часть ультразвукового устройства.

Такие приборы используют звук с высокой частотой около 40 Кгц. Он неуловимый уху человека, поэтому применение подобного дальномера не вызывает никакого дискомфорта. Это сравнительно недорогие устройства, но чтобы ими воспользоваться, необходимо правильно направить импульс, на что уходит время. Конечно, рулеткой мерить намного дольше, но лазерные инструменты более совершенные, чем ультразвуковые.

Лазерный дальномер

Один из самых востребованных. Он направляет на объект пучок света, который отбивается и возвращается на чувствительный сенсор устройства. По тому времени, которое уходит на движение пучка света туда и обратно прибор автоматически рассчитывает дистанцию. Таким образом, оператор просто считывает готовые цифровые данные с дисплея.

Такие устройства могут комплектоваться лазером различной мощности. Дальность измерения зависит именно от яркости излучателя. В продаже можно встретить строительные дальномеры с диапазоном действия от 20 до 50 м. Также бывают более мощные устройства, которыми пользуются геодезисты. Лазерные приборы очень надежные, а главное могут ремонтироваться. Практически любая деталь, которая вышла из строя, может быть заменена в сервисном центре.

Лазерные дальномеры являются электронным устройством, которое нуждается в источнике питания. В качестве него может выступать встроенная аккумуляторная батарея или обыкновенные пальчиковые . В плане экономии лучшее устройство на аккумуляторе, которое можно заряжать от электросети. Себестоимость обеспечения его работы намного ниже, чем при периодической покупке батареек для смены.

Важным преимуществом, которым обладает лазерный дальномер, является возможность измерения расстояния к определенной точке. Инструменты прочих типов такой функции не имеют. Пучок лазерного луча очень тонкий, поэтому он доходит до требуемого участка объекта и отбивается от него обратно. Если поверхность является рельефной, к примеру отвесная скала, то только такое устройство даст возможность получить точные данные.

При использовании лазерного дальномера для измерения расстояния от очень удаленных объектом в несколько сотен метров устройство должно закрепляться на штативе. Дело в том, что дрожание рук при столь значительной дистанции не позволит оборудованию уловить отраженный сигнал, а также изначально направить его прямо в цель. Если же прибор будет закреплен неподвижно, то это позволит избежать подобных факторов влияющих на погрешность.

Точность измерения лазерным дальномером во многом зависит от условий, в которых осуществляется работа. Под открытым небом при хорошем солнечном освещении устройство теряет свою чувствительность, особенно если приходится действовать на большие дистанции. Также оно плохо работает в туман, но эта проблема присуща всем типам дальномеров, поскольку для них нужна прямая видимость.

Оптический дальномер

Работает по пассивному принципу. Такие устройства часто используют геодезисты, поскольку инструмент поддерживает измерения на дальние расстояния. При необходимости осуществлять топографические работы лучше выбрать оборудование этого типа. Такие приборы работают по всем известной теореме Пифагора, которая является одной из самых главных в геометрии.

Подобные инструменты не имеют датчика, который автоматически определяет расстояние. Смотря в окуляр оптического дальномера нужно визуально зафиксировать данные специальной шкалы, поэтому получение погрешности является неизбежной.

Хотя оптические дальномеры и весьма удачный вариант для дальних измерений, но если нужно померить дистанцию до отвесного объекта с рельефной поверхностью, к примеру отвесной скальной стены, то при взгляде через зрительную трубку данная поверхность будет выглядеть обычной плоскостью. В результате полученные параметры дистанции будут иметь значительную погрешность и показания расстояния в целом, а не к определенной точке отсчета.

Оптические дальномеры бывают монокулярными и стереоскопическими. Их принцип работы немного отличается, поскольку первые позволяют вычислять расстояние используя геометрические формулы для прямоугольного треугольника, а вторые для равнобедренного. Монокуляр стоит дешевле, чем дальномер с двумя зрительными трубками. Кроме этого он менее удобен, поскольку вызывает утомление оператора. Смотреть через стереоскопические дальномеры комфортнее, а кроме этого они способны определить расстояние до движущегося объекта.

Нитевый дальномер

Работает схожим принципом с оптическим. Для осуществления измерения применяются геометрические вычисления. Устройство применяется со специальной рейкой с нанесенной на нее шкалой делением в 2 см. Она переносится к той точке, до которой необходимо измерить расстояние. Планка устанавливается горизонтально. Она укапывается в грунт или поддерживается специальными подставками. В крайнем случае ее может удерживать напарник руками. После того как рейка установлена необходимо вернуться к точке от которой нужно провести измерение и посмотреть на шкалу планки через объектив устройства. Его зрительная труба имеет установленные тонкие горизонтальные нити. Просматривая через глазки дальномера нужно подсчитать, сколько делений на шкале планки помещается между двумя линиями. После получения данных остается провести расчет по специальной табличке или формуле, в зависимости от желания.

Такое оборудование является довольно точным, но весьма неудобным. Дело в том, что при его применении в любом случае придется отправиться к объекту, к которому нужно померить дистанцию, чтобы установить рейку со шкалой. После необходимо будет вернуться к устройству и посмотреть через зрительную трубку. Если речь идет о расстояниях в несколько сотен метров, то подобные переходы заберут много времени и сил. В связи с этим специалисты, которые пользуются подобными дальномерами, обычно действуют с напарником. Оборудование других типов позволяет работать одному.

Проблему точного измерения натурных расстояний на местности, в геодезии, строительном и военном деле удалось решить только с появлением легкого переносного лазерного дальномера. С развитием микропроцессорной техники у лазерных приборов появилась возможность не только измерять, но и рассчитывать удаление по косвенным измерениям. В технике измерения больших расстояний с разработкой и внедрением дальномеров на лазерном излучении произошла маленькая революция.

Как измеряет лазерный дальномер

Основной принцип работы лазерного дальномера базируется на свойствах когерентного излучения. Для гражданских версий применяют два основных метода:

1. Измерение времени прохождения расстояния импульсом света от прибора до измеряемой точки и обратно. По данным внутреннего таймера, запускаемого синхронно с лазерным импульсом, микропроцессор вычисляет удаление до объекта;
2. Считывание фазы пришедшего отраженного лазерного излучения. В этом случае на выходе из дальномера луч модулируется с частотой до 100 МГц, и отраженный от объекта сигнал с 99,9% вероятности будет иметь, отличную от начальной, фазовую характеристику. По разнице между начальным и конечным углом закрутки луча вычисляется пройденное расстояние.

К сведению! На практике чаще всего используют оба метода одновременно, поэтому иногда говорят, что у лазерных дальномеров три принципа измерения.

Наибольшей точностью обладает фазовый метод, но его используют при измерении расстояния максимум в десяток метров. Чтобы посчитать удаление с точностью в несколько миллиметров, дальномер должен полноценно «видеть» точку лазерного излучения на поверхности объекта. Для средних и дальних расстояний используется импульсно-фазовый метод, и для больших удалений преимущественно импульсный.

Строительные и геодезические дальномеры профессионального качества при ясной, но не солнечной погоде стабильно работают на удаление до 250 м. В утренней дымке, легком тумане, дождике лазерное излучение рассеивается, поэтому работающий прибор даст определенную погрешность.

Практические измерения дальномером

Как работает полевой дальномер. Чтобы измерить расстояние до определенной точки, необходимо надежно зафиксировать прибор, лучше всего с помощью штатива или универсального крепления. Сориентировать излучатель в направлении поверхности, расстояние до которой будет измеряться, запустить режим измерения и выждать определенное время, пока устройство выдаст серию лазерных импульсов и рассчитает удаление. На строительной площадке, чтобы измерить расстояние между стенами, дальномер просто укладывают на ящик или на бетонный пол.

Качество и точность измерения в немалой степени зависит от того, насколько эффективно отражает поверхность, на которую падает луч лазера. Зачастую на шероховатые, ржавые, рыхлые и насыпные поверхности устанавливают так называемую мишень - пластиковый элемент с калиброванным альбедо.

Наиболее удачные модели лазерных дальномеров

Современный прибор для измерения расстояния с помощью лазерного излучения изготавливается на относительно мощных твердотельных или полупроводниковых лазерах. Для гражданских целей используют только полупроводниковые излучатели. Для промышленного и бытового измерения расстояния лазерные дальномеры выпускают в нескольких вариантах оформления корпуса и системы измерения:

1. Строительные и контрольные приборы изготавливают в виде электронного блока, размером чуть больше кнопочного мобильного телефона. Обычно корпус запечатывают в водо и пыленепроницаемый чехол, что сильно упрощает пользование в полевых условиях и на строительной площадке;
2. Дальномеры повышенной точности изготавливают в форм-факторе ручной видеокамеры или нивелира. В дополнение к процессорному блоку и фотоприемнику устройство комплектуется видеоискателем, значительно упрощающим наведение излучателя на объект измерения;
3. Встроенные лазерные дальномеры применяются для геодезической техники,в охотничьих биноклях, в любых оптических устройствах, требующих точного измерения расстояния, в том числе в военных прицелах и видеосканерах.

К сведению! Очень часто гражданские лазерные дальномеры изготавливаются и выпускаются на основе военных конструкций, с искусственно заниженными точностью и дальностью измерений.

Среди гражданских приборов наиболее известной в стране является продукция немецких компаний «Leica» и «Bosch», российской «Сondtrol» и китайской «Sndway». На долю продукции этих фирм относится 75% всех продаж на отечественном рынке.

Немецкое качество лазерных дальномеров

На сегодняшний день оптика и фотоаппараты компании «Leica» известны, как образец высококачественной оптики и точной механики. Не является исключением и лазерный дальномер «Leica». В качестве примера можно привести модель «Leica Disto D210».

Компактная, размером с мобильный телефон, «Leica Disto D210». спроектирована для измерений в отсутствии помех в виде запылений, тумана, атмосферных осадков. Производитель рекомендует использовать лазерный дальномер «Leica» преимущественно внутри помещений готовых строительных объектов. Модель «Leica Disto D210». оснащена наружным защитным чехлом, поэтому ограничения по эксплуатации касаются в первую очередь диапазона температур - от 0 о до +40 о. При низких температурах лазерный дальномер «Leica» может работать, но с увеличенной погрешностью измерений.

Размеры «Leica Disto D210». соответственно 11,1х4,3 см при толщине корпуса в 2,3 см. Габариты корпуса позволяют нормально держать лазерный дальномер «Leica» и выполнять набор команд на клавиатуре пальцами одной руки.

Конструкция «Leica Disto D210». рассчитана на дальность измерения в 60 м с точностью до полутора миллиметров. Устройство прибора позволяет хранить в памяти 10 значений последних измерений, выполнять трекинговые операции, размечать отрезки, рассчитывать расстояния по косвенным измерениям и использовать простейшие формулы планиметрии. Стоит такая «Leica» сегодня не менее 200 долл., что примерно в три-четыре раза дороже китайских аналогов. Лазерные дальномеры «Bosch PLR 50C» аналогичной функциональности стоят на 20% дешевле, но отзывы большинства пользователей о результатах практического пользования лишний раз подтверждают высокую репутацию Лейки.

Российские и китайские лазерные дальномеры

Сегодня рынок буквально забит относительно дешевыми китайскими аналогами известных брендов. Из предлагаемого ассортимента особенно стоит присмотреться к продукции компании «Sndway». Прежде всего, следует отметить, что стоимость самых доступных моделей «Sndway SWT40» в китайских интернет-магазинах едва превышает 25 долл. На российском рынке можно купить за 2500-2700 руб.

Модель «Sndway SWT40» можно назвать бюджетным или домашним вариантом дальномера, но только потому, что производитель ограничил максимальную дальность захвата точки луча в 40 м. Точность измерения составляет 2 мм, что для бытовых целей более чем достаточно. Питания хватает на 600-700 измерений, при заявленных производителем 800 циклах. Стоит отметить отдельно высокое качество сборки корпуса, что само по себе говорит о высокой культуре производства.

Лазерный дальномер -- прибо р для измерения расстояний с применением лазерного луча.

Широко применяется в инженерной геодезии, при топографической съёмке, в военном деле, в навигации, в астрономических исследованиях, в фотографии.

Лазерный дальномер это устройство, состоящее из импульсного лазера и детектора излучения. Измеряя время, которое затрачивает луч на путь до отражателя и обратно и зная значение скорости света, можно рассчитать расстояние между лазером и отражающим объектом.

Рис. 2

Способность электромагнитного излучения распространяться с постоянной скоростью дает возможность определять дальность до объекта. Так, при импульсном методе дальнометрирования используется следующее соотношение:

где L -- расстояние до объекта, c -- скорость света в вакууме, n -- показатель преломления среды, в которой распространяется излучение, t -- время прохождения импульса до цели и обратно.

Рассмотрение этого соотношения показывает, что потенциальная точность измерения дальности определяется точностью измерения времени прохождения импульса энергии до объекта и обратно. Ясно, что чем короче импульс, тем лучше.

Физические основы измерений и принцип действия

Задача определения расстояния между дальномером и целью сводится к измерению соответствующего интервала времени между зондирующим сигналом и сигналом, отражения от цели. Различают три метода измерения дальности в зависимости от того, какой характер модуляции лазерного излучения используется в дальномере: импульсный, фазовый или фазово-импульсный. Сущность импульсного метода дальнометрирования состоит в том, что к объекту посылается зондирующий импульс, он же запускает временной счетчик в дальномере. Когда отраженный объектом импульс приходит к дальномеру, то он останавливает работу счетчика. По временному интервалу автоматически высвечивается перед оператором расстояние до объекта. Оценим точность такого метода дальнометрирования, если известно, что точность измерения интервала времени между зондирующим и отраженным сигналами соответствует 10 в -9 с. Поскольку можно считать, что скорость света равна 3*10в10 см/с, получим погрешность в изменении расстояния около 30 см. Специалисты считают, что для решения ряда практических задач этого вполне достаточно.

При фазовом методе дальнометрирования лазерное излучение модулируется по синусоидальному закону. При этом интенсивность излучения меняется в значительных пределах. В зависимости от дальности до объекта изменяется фаза сигнала, упавшего на объект. Отраженный от объекта сигнал придет на приемное устройство также с определенной фазой, зависящей от расстояния. Оценим погрешность фазового дальномера, пригодного работать в полевых условиях. Специалисты утверждают, что оператору не сложно определить фазу с ошибкой не более одного градуса. Если же частота модуляции лазерного излучения составляет 10 Мгц, то тогда погрешность измерения расстояния составит около 5 см.

По принципу действия дальномеры подразделяются на две основные группы, геометрического и физического типов.

Рис. 3

Первую группу составляют геометрические дальномеры. Измерение расстояний дальномером такого типа основано на определении высоты h равнобедренного треугольника ABC (рис. 3) например по известной стороне АВ = I (базе) и противолежащему острому углу. Одна из величин, I обычно является постоянной, а другая -- переменной (измеряемой). По этому признаку различают дальномеры с постоянным углом и дальномеры с постоянной базой. Дальномер с постоянным углом представляет собой подзорную трубу с двумя параллельными нитями в поле зрения, а базой служит переносная рейка с равноотстоящими делениями. Измеряемое дальномером расстояние до базы пропорционально числу делений рейки, видимых в зрительную трубу между нитями. По такому принципу работают многие геодезические инструменты (теодолиты, нивелиры и др.). Относительная погрешность нитяного дальномера -- 0,3-1%. Более сложные оптические дальномеры с постоянной базой, построены на принципе совмещения изображений объекта, построенными лучами прошедшими различные оптические системы дальномера. Совмещение производится с помощью оптического компенсатора, расположенного в одной из оптических систем, а результат измерения прочитывается по специальной шкале. Монокулярные дальномеры с базой 3-10 см широко применяются в качестве фотографических дальномеров. Погрешность оптических дальномеров с постоянной базой менее 0,1% от измеряемого расстояния.

Принцип действия дальномера физического типа состоит в измерении времени, которое затрачивает посланный дальномером сигнал для прохождения расстояния до объекта и обратно. Способность электромагнитного излучения распространяться с постоянной скоростью дает возможность определять дальность до объекта. Различают импульсный и фазовый методы измерения дальности.

При импульсном методе к объекту посылается зондирующий импульс, который запускает временной счетчик в дальномере. Когда отраженный объектом импульс возвращается к дальномеру, то он останавливает работу счетчика. По временному интервалу (задержке отраженного импульса), с помощью встроенного микропроцессора, определяется расстояние до объекта:

где: L -- расстояние до объекта, с -- скорость распространения излучения, t -- время прохождения импульса до цели и обратно.

Рис. 4

При фазовом методе -- излучение модулируется по синусоидальному закону с помощью модулятора (электрооптического кристалла, меняющего свои параметры под воздействием электрического сигнала). Отраженное излучение попадает в фотоприемник, где выделяется модулирующий сигнал. В зависимости от дальности до объекта изменяется фаза отраженного сигнала относительно фазы сигнала в модуляторе. Измеряя разность фаз, измеряется расстояние до объекта.

Без чего невозможно даже представить любые строительные или ремонтные работы, независимо от масштабности и уровня сложности – это без проведения измерений и без выполнения разметки. Точность и аккуратность таких операций всегда становятся залогом качества и долговечности получаемого результата. Поэтому измерительный инструмент всегда является безусловной важной составляющей инструментального арсенала любого хозяина дома или квартиры.

Одним из базовых измерений всегда является определение расстояний и линейных размеров объектов. Уже эти величины, в свою очередь, становятся исходными для расчётов, например, площадей и объемов . С давних пор для этих целей, помимо обычных линеек, использовался шнур с нанесенными на него отметками, соответствующий единицам длины. Привычная рулетка - это такой же инструмент, только вместо шнура применена металлическая, матерчатая или пластиковая лента с нанесенной шкалой. Вполне удобно и точно, но если измеряемые расстояния небольшие, или если при выполнении промеров есть помощник. А вот в одиночку, да на значительных длинах – приходится «дробить» измеряемый участок на более мелкие, что, безусловно, сказывается и на времени выполнения работ, и на их точности.

Иное дело, если в распоряжении есть компактный и точный прибор – лазерный дальномер (или, как его еще часто называют – лазерная рулетка). Выполнение измерений занимает считанные секунды, а точность получаемых результатов – выше всяких похвал. Кроме того, современные инструменты такого типа нередко имеют и дополнительную функциональность – позволяют быстро провести необходимые расчёты, так сказать, в «полевых условиях». Разнообразие представленных в продаже моделей – весьма широкое, поэтому перед приобретением будет нелишним получить информацию – лазерный дальномер какой лучше.

На чем основана работа лазерного дальномера

Нет никакого сомнения в том, что все высокотехнологичные разработки в первую очередь проходят «апробацию» в военной сфере. Когда автор этих строк в далеком 1981 году поступил в Одесское высшее артиллерийское училище, первые навыки ведения разведки осваивались еще на стереоскопических дальномерах ДС -1 и ДС-2. Но, кстати, работать на них с достаточной степенью точности могли очень немногие. Поэтому великим «откровением» для нас стало изучение лазерного дальномера ДАК -1, который в те годы считался секретным образцом вооружения.

Нашу радость омрачало лишь то, что доставка дальномера на наблюдательный пункт превращалась в немалое испытание. Комплект представлял собой два тяжеленных металлических ящика и треногу. Поэтому , хорошенько попотев на занятиях, мы строили смелые мечты, что когда-нибудь подобная техника станет намного компактнее, и будет являться чуть ли не предметом индивидуальной экипировки артиллерийского разведчика.

Так оно и получилось, но значительно позднее.

Со временем военные разработки перекочевали и в общедоступную сферу, в частности - в строительство. А развитие технологий привело к тому, что прибор такого принципа действия сейчас можно запросто купить в магазине.

Безусловно, лазерные дальномеры, которые сегодня предлагаются потребителю, по своим возможностям все равно уступают современной военной технике. Но от них и не требуется измерений, исчисляемых многими сотнями метров и километрами. А вот принцип работы и тех и других – очень схожий .

Измерение расстояния основано на способности оптически непрозрачной поверхности отражать направленный на нее световой поток. То есть, если направить на «цель» мощный световой импульс, выработанный встроенным излучателем (лазером), а затем засечь отраженный сигнал , то, зная скорость света, можно определить и расстояние до объекта.

Но на деле измерение производится несколько иначе. Дело в том, что скорость света – огромна, и при небольших измеряемых расстояниях приходится оперировать крайне малыми временными интервалами, измеряемыми наносекундами. Изготовить компактный таймер, который мог бы очень точно производить засечку столь малых интервалов – очень сложная и дорогостоящая задача. Поэтому в строительных дальномерах используется принцип зачески фазового сдвига отраженного светового инфракрасного импульса .

При нажатии кнопки пуска излучатель лазерного дальномера генерирует световой луч строго определенной длины волны и частоты. Направленный на в нужную точку луч отражается от неё , и принимается фотоприемником прибора. Во встроенном микропроцессоре сравниваются фазы луча на выходе из прибора и отраженного . Так как частота и длина волны излучения известны, с высокой точностью можно оценить расстояние, пройденное лучом. Погрешность обычно составляет не более половины длины волны, что дает ошибку в пределах 1÷1,5 мм на метр измеряемого расстояния, что для условий строительства считает отличным показателем.

Существуют и иные типы дальномеров. Так, в мощных приборах, способных точно оценивать дистанции в сотни и более метров, устанавливается мощный импульсный лазер, не дающий рассевания пучка света, и высокоточный таймер, способный с высочайшей точностью замерять временные интервалы. Но стоимость таких приборов – очень велика, и в бытовых условиях применения им не находится.

Применяется для измерения дальности и принцип отражения звуковых волн. Такие ультразвуковые «рулетки» есть в продаже, они рассчитаны на работу на небольших дистанциях. Судя по отзывам, их не особо хвалят опытные строители, хотя, это и некатегоричное суждение.

Но в данной статье в дальнейшем остановимся только на лазерных дальномерах фазового типа.

Устройство компактного лазерного строительного дальномера

По форме большинство современных лазерных строительных дальномеров во многом напоминают мобильные телефоны начала 2000-х годов . То есть они в достаточной степени компактны, легко помещаются в кармане рабочей одежды, ими совсем нетрудно пользоваться в условиях строительства или домашнего ремонта.

Как правило, корпус прибора исполнен из ударопрочного пластика, имеет удобные для удержания в ладонях формы. Так как дальномер рассчитан на работу в условиях строительства или ремонта, то есть при возможном сильном запылении и в любую погоду, предусматривается очень серьезная защита корпуса – обычно не ниже IP-44. Специальные амортизирующие эластичные накладки на корпусе предохраняют прибор от поломок при случайном падении.

Внутри корпуса расположен сам генератор светового импульса (лазер), оптическая схема передачи и приема сигнала, микропроцессорный блок, запрограммированный на измерение расстояний и выполнение ряда других полезных функций.
Мало кому в голову, должно быть, придет идея разбирать этот прибор, так что ограничимся его внешним устройством.

На фронтальном торце прибора всегда видны «окошки» излучателя импульсов и фотоприемника. Там же в некоторых моделях может быть расположена и компактная видеокамера оптического визира.

На лицевой панели дальномера расположен дисплей, на котором высвечиваются текущие установки прибора и результаты проведенных измерений. Обычно применяется монохромная жидкокристаллическая индикация, хотя можно встретить приборы и с цветными дисплеями, хотя это, честно говоря, видится излишеством.

Около дисплея расположены кнопки управления дальномером. Среди них, безусловно, всегда выделяется кнопка пуска, то есть проведения замера. Но большинство современных лазерных рулеток оснащены еще целым рядом интересных полезных функций – доступ к ним или программирование прибора на определенный режим работы также производится с помощью кнопок, а порядок действий подробно излагается в прилагаемой инструкции.

Встречаются приборы и с сенсорными «кнопками», вынесенными на дисплей. Правда, насколько удобно будет с ними работать загрязнёнными руками, что часто случается в процессе ремонта или строительства – не совсем понятно.

Для точной наводки прибора, если измерения проводятся на больших расстояниях, или из-за особенностей освещенности объекта точка лазера может стать незаметной, могут быть предусмотрены дополнительные возможности, позволяющие направить луч точно в цель. Так, некоторые дальномеры имеют оптический визир, подобный тому, что мы привыкли видеть на фотоаппаратах. Визир может быть встроенным или съемным . Также может различаться степень оптического приближения объекта в визире. Если в приборах профессионального класса, рассчитанных на измерения больших расстояний, приближение может доходить до 12 крат, то в более простых моделях визиры попроще, с 6÷8 кратным увеличением.

Еще «круче» исполнены некоторые современные модели. На дисплей таких приборов через встроенную видеокамеру может выводиться изображение объекта, до которого определяется дальность, с прицельным перекрестьем, позволяющим точно выполнить указание нужной точки.

На корпусе многих моделей с тыльной части предусматривается откидной или выдвигающийся упор (скоба или штырь). Это – очень удобна опция, позволяющая проводить измерения длины от труднодоступных точек. Например, можно упереть дальномер в угол между стенами, чтобы промерить диагональ и т.п .

Многие дальномеры оснащаются резьбовой втулкой или другим механизмом, позволяющим фиксировать прибор, например, на штативе, чтобы с большой точность проверять расстояния в разных правлениях из одной точки.

На корпусах приборов часто предусматриваются пузырьковые уровни, позволяющие правильно расположить дальномер по вертикали или горизонтали.

Устройство может быть снабжено портом для кабельного подключения к компьютеру, иметь слот для карты памяти.

В нижней части корпуса обычно располагается батарейный отсек или гнездо разъема для подключения зарядного устройства (если питание осуществляется от встроенных аккумуляторов).

В комплект прибора могут входить чехол и ремни для более безопасного пользования прибором. Хорошим приложением к набору могут быть специальные мишени, позволяющие максимально точно установить точку промера длины, например, если она пока еще не задана каким-либо объектом, способным отразить световой пучок (часто бывает при разбивке на местности).

Критерии оценки лазерного дальномера при выборе

Разнообразие представленных в магазинах лазерных дальномеров – довольно широкое. И чтобы не переплачивать лишнее или не столкнуться с недостаточностью встроенного функционала прибора, необходимо заранее иметь четкое представление об области его применения.

• Для проведения масштабных строительных работ на участке, связанных с разбивкой и разметкой территории, привязкой объектов и т.п ., по всей видимости, имеет смысл приобретать прибор с упором на максимальную дальность измерений. Так, многие дальномеры профессионального или полупрофессионального класса (разделение – в достаточной степени условное) могут работать на дистанциях свыше 40÷50 метров. Если же потенциальный владелец собирается использовать прибор для проведения внутреннего ремонта, то гнаться за дальностью нет никакого смысла. Достаточно будет показателей и менее 40 м .

• А вот точность проводимых измерений важна всегда. Особенно, если лазерная рулетка будет применяться, например, для точной подгонки деталей мебели или монтажа сантехнических развязок, где в расчет всегда принимается каждый миллиметр.

Чем меньше погрешность – тем лучше. Высокой точностью обладают приборы, у которых отклонения показателей не превышают 1÷1,5 мм. Большинство наиболее доступных по цене лазерных рулеток дает погрешность до 3 мм. А вот если этот диапазон больше, то прибор особо точным назвать уже нельзя, и следует задуматься, нужны ли вам такие измерения со столь значительными ошибками. .

• Большинство дальномеров доступного ценового диапазона оснащены лазерами второго класса, с красным свечением. Цвет никоим образом не сказывается на точности измерений, но вот при ярком освещении точка становится малозаметной. Кроме того, прямое попадание в глаз на близком расстоянии таким лучом может привести к ожогу роговицы.

Зеленый луч от лазера первого класса не таит подобной опасности, и более заметен даже при ярком солнце. Правда, дальномеры с таким лазером пока встречаются нечасто, и стоят намного дороже.

• Обязательно стоит оценить корпус прибора. Уже говорилось, что класс защищённости должен быть не менее IP44 , и чем выше этот показатель, тем лучше. Это позволит работать и в условиях сильной запылённости, и под дождем . Эластичные накладки помогут сберечь дальномер, если вдруг он будет выронен из руки. Приборы в ударостойком корпусе не теряют своей работоспособности при падении на жесткое основание с высоты одного-двух метров.

Но, понятно, лучше не ронять. Для этого многие модели оснащаются специальными ремешками, зажимами для ношения в кармане, поясными чехлами.

• Важное качество любого прибора, используемого в строительстве – это диапазон его рабочих температур. То есть он должен одинаково хорошо функционировать и на пике летней жары, и в морозную зимнюю погоду. Этот параметр обязательно указывается в техническом паспорте изделия.

В идеале, дальномером должно быть удобно работать в мороз, не снимая печаток или рукавиц, то есть управляющие кнопки должны быть достаточно крупными . Есть еще один нюанс – резиновые кнопки могут задубеть на морозе и потерять эластичность. Так что разумнее приобретать для таких целей дальномер с силиконовыми кнопками.

При работе в холодное время года «бичом» становится запотевание оптики. Поэтому следует выбирать дальномер, в котором применены линзы, избавленные от этого недостатка.

• Дальномер должен быть удобен для хозяина. Следует оценить, как он «лежит в руке», насколько удобно будет нажимать кнопку пуска в сложных положениях.

Сложно сказать, является ли достоинством чрезмерная компактность и малый вес прибора. Порой случается так, что слишком миниатюризированный и легкий лазерный дальномер, напротив, усложняет проведение измерений, так как чутко реагирует даже на совсем незначительное подрагивание руки. Безусловно, во всем должна быть разумная мера – слишком крупный и тяжелый прибор тоже будет крайне неудобен.

Если предполагается проведение большого количества измерений из одной «базовой» точки, то следует выбирать прибор, у которого предусмотрена возможность неподвижной установки на поворотный штатив.

• Нелишним будет сразу уточнить, какие элементы питания и в каком количестве обеспечивают работу прибора. Иногда указывается и продолжительность работы на комплекте батарей. Если лазерный дальномер работает от встроенного аккумулятора, то в комплекте обязательно должен быть соответствующий адаптер для зарядки от сети.

Чтобы максимально долго сохранить потенциал источников питания, многие лазерные дальномеры оснащены функцией автоматического отключения при простое. Например, если измерения не проводились в течение минуты, питание будет отключено. Длительность паузы может быть разная, и нередко ее можно установить самостоятельно в предварительных настройках.

Удобно, если на экране прибора имеется индикатор уровня заряда источника питания.

• Простейшие дальномеры рассчитаны только на измерения расстояния от одной точки отсчёта, которой в большинстве случаев вступает задняя торцевая сторона корпуса. То есть прибор прикладывается к поверхности, от которой необходимо осуществить промер, а затем нажимается кнопка пуска.

В более совершенных дальномерах предусматривается возможность проведения замеров от нескольких точек отсчета по выбору. Например, четыре точки: от задней или передней торцевых сторон, от точки крепления прибора к штативу, от откинутого или выдвинутого упора. Кстати, в некоторых моделях при открытии этого упора переключение в нужный режим измерения происходит автоматически.

• Современные лазерные дальномеры представляют собой целый «вычислительный комплекс», позволяющий не просто определять расстояния, но на базе этих значений еще и проводить целый ряд необходимых расчетов :

— Для такого прибора не составит труда быстро и точно выдать значения площади и объема помещения. Причём , площади нередко можно подсчитывать и для фигур, расположенных под уклоном (например, скаты кровли).

— Встроенная функция «Пифагор» дает возможность определения длины стороны треугольника, которую промерить обычным порядком невозможно или крайне затруднительно. Например, можно определить высоту объекта, примерив расстояние до его основания и верхней точки. Или, скажем, вычислить необходимое расстояние до объекта, если прямая видимость до него ограничена какой-либо временной или постоянной помехой.

— Удобна функция разделения расстояния на заданное количество отрезков равной или починяющейся какой-то пропорции длины. Например, так будет проще точно расположить столбы забора или фундамента, направляющие обрешетки и т.п .

— Хорошей помощью станет функция дискретного определения дальности (трекинга ). Это означает, что дальномер будет проводить измерения с определенным небольшим интервалом при перемещении направления лазерного луча. Появляется возможность, например, найти дальность до внешнего или внутреннего угла, когда точно «прицелиться» нет возможности или очень сложно.На дисплее по выбору будет показано минимальное или максимальное значение изо всех полученных при таком «прощупывании» объекта.

— Промеренные показания и вычисленные значения могут заноситься в ячейки внутренней памяти дальномера или записываться на SD-карту. Можно приобрести прибор, который будет в автоматическом режиме передавать данные по протоколу Bluetooth на мобильное устройство. Нередко предусматривается и кабельное подключение к компьютерам для обмена полученной информацией.

— Позволяют некоторые приборы проводить и угловые измерения – для этого они оснащены функцией уклономера. То есть после выставления дальномера в штативе и выверки его горизонтальности, можно точно просчитать угловые величины высот расположенных рядом объектов. Это еще больше расширит возможности прибора для «полевых» работ и при разметке под отделку.

• Следует оценить при выборе информативность дисплея, его понятность для быстрого восприятия. Не поленитесь сразу проверить, насколько ясно написана инструкция по эксплуатации, чтобы затем не пришлось искать ответы в интернете или осваивать работу с прибором «эмпирическим» путем , то есть методом «проб и ошибок».
• Недостаток отдельных моделей – показания очень трудно считываются или становятся и вовсе не видны в ясную солнечную погоду или в сумерки. Поэтому предпочтительнее для таких условий работы иметь дальномер с подсветкой экрана.
• Про комплектность уже упоминалось выше. Но все же нужно добавить еще пару пунктов.

— Точность измерений зачастую зависит и от состояния поверхности объекта, до которого определяется дальность. Так, она может обладать слишком высокой поглощающей или рассеивающей способностью, затрудняющей отражение луча. Или, наоборот , свои «коррективы» может внести зеркально отполированная поверхность. Чтобы не пришлось ничего придумывать по ходу работы, лучше иметь штатную мишень. Она обычно двусторонняя, с продуманной контрастной окраской сторон. При измерении на небольших дистанциях (до 40 метров) чаще применяют светлую мишень, и наоборот.

— А чтобы след лазерного луча был лучше заметен в неблагоприятных условиях, нередко в комплект входят очки со специальным светофильтром. Если в комплекте их нет, то можно приобрести и отдельно – стоят они не так дорого.

• Наконец, одним из важных критериев выбора всегда является марка изделия. Предпочтение, безусловно, стоит отдавать проверенным брендам, пользующимся непререкаемым авторитетом в этой сфере. К таковым можно отнести приборы компаний «Leica» , «Bosch» , «DeWalt» , «Makita» , «AEG» . Отличные дальномеры по довольно приемлемой цене предлагают фирмы «Condtrol» , «ADA» , «Hammer» , «ADA» , «RGK» , «STABILA» , «Skill» . Интересно, что весьма неплохие результаты в работе показывают и китайские изделия различных компаний. Но у них, как правило – общая беда, заключающаяся в практически полном отсутствии гарантийных обязательств и возможности сервисного обслуживания . То есть, они исправно служат неизвестно сколько (как повезет ), а потом их лучше заменить - благо, цена невысока.

Кстати, если выбирается «брендовое» изделие, то имеет смысл сразу же в магазине уточнить и условия гарантии, и наличие в непосредственной близости фирменных сервисных центров.

А теперь - давайте проведем небольшой «экскурс» по моделям лазерных дальномеров, завоевавшим наибольшую признательность пользователей в 2017 году.

Краткий обзор топ-моделей лазерных дальномеров (2017)

Чтобы не вносить путаницы, разобьём рейтинговые модели на две подкатегории. Первая из них – это дальномеры, в основном предназначенные для работы в помещениях, то есть с относительно небольшими показателями измеряемых расстояний. Во второй – приборы, позволяющие успешно проводить работы на местности.

Лазерные дальномеры для работы в помещениях или на небольших дистанциях

«BOSCH DLE 40»

Один из безусловных лидеров по популярности среди приборов такого класса.

Основные характеристики прибора:

— Класс лазера - 2;

— Длина волны - 635 нм;

40 м .

— Количество точек отсчета - две.

— от — 10 до +50 градусов .

.

— Время измерения - 0,5 с.

.

— Элементы питания - 4 батарейки типа ААА .

— Габариты - 100×58×32 мм.

— Масса - 180 г .

объема , расчетов треугольников .

— Примерная стоимость - 6200 руб.

— Высочайшая надежность в любых условиях работы.

— Экономное расходование питания.

— Удобный корпус с эластичными накладками, не выскальзывающий даже из мокрых рук.

Недостатки:

— При ярком солнечном свете не особо хорошо видны показания дисплея. Не помешала бы дополнительная подсветка.

— Именно на этой модели – нет пузырькового уровня.

«Makita LD030 P»

Компактный лазерный дальномер с ограниченным количеством функций и невысокой стоимостью

Характеристики прибора:

— Класс лазера - 2;

— Длина волны - 635 нм;

— Максимальная дальность измерений - до 30 м .

— Точность измерений - ± 1,5 мм.

— Количество точек отсчета - две.

— Температурный диапазон эксплуатации - от — 25 до +50 градусов .

— Резьбового гнезда под штатив нет.

— Элементы питания - 2 батарейки типа ААА, которых должно хватить на 5000 измерений.

— Габариты - 115×53×25 мм.

— Масса - 90 г.

— Набор функций: единичные измерения дальности, вычисления площади, трекинг (дискретные измерения)

— В комплекте – удобный поясной чехол.

— Примерная стоимость - 4100 руб.

Отмеченные достоинства:

— Удобная для работы компоновка.

— Отсутствие «перегруженности» кнопками управления, простой алгоритм работы.

— Крупные символы на дисплее и хорошая подсветка – показания легко снимаются, в том числе в солнечную погоду или в условиях недостаточно видимости, и людьми с пониженным зрением

— Доступная цена.

Высказанные замечания:

К сожалению, при столь «громком» бренде – весьма высокий процент рекламаций, видимо, по причине лицензионной сборки. Гарантийные обязательства соблюдаются неукоснительно, но тем не менее…

Цены на лазерный дальномер Makita

лазерный дальномер Makita

«Condtrol X2 Plus»

Многофункциональный лазерный дальномер среднего ценового диапазона

Основные характеристики модели:

— Класс лазера - 2;

— Длина волны - 650 нм;

— Максимальная дальность измерений - до 60 м .

— Количество точек отсчета - три, с учётом откидывающейся скобы для измерения из углов.

— Системы измерения - метрическая и дюймовая .

— Габариты - 110×43×26 мм.

— Масса - 70 г.

— Набор функций для вычисления площади, объема , расчетов треугольников , разбивки на отрезки, трекинг.

— В комплекте – чехол.

— Примерная стоимость - 4400 руб.

Указанные достоинства:

— Хороший функционал ;

— Вполне доступная цена.

— Оригинальный внешний вид и удобный для восприятия дисплей.

Высказанные претензии:

— Прибор слишком «теплолюбивый» - даже при небольшом морозе начинаются сбои в работе.

— Скошенный книзу корпус затрудняет стабильное вертикальное положение дальномера при промере расстояния верх.

Кнопки расположены слишком близко, и при работе в рукавицах это создает немалые трудности.

— Скорость измерений оставляет желать лучшего – получения результата приходится дожидаться больше секунды.

«ADA Cosmo MINI А00410»

Надежный и точный на небольших дистанциях лазерный дальномер.

Характеристики лазерного дальномера:

— Класс лазера - 2;

— Длина волны - 650 нм;

— Максимальная дальность измерений - до 30 м .

— Точность измерений - ± 3 мм.

— Количество точек отсчета - две;

— Температурный диапазон эксплуатации - от 0 до +40 градусов .

— Элементы питания - 2 батарейки типа ААА.

— Габариты - 107×428×24 мм.

— Масса - 110 г.

— Набор функций для вычисления площади, объема , расчетов треугольников , трекинг .

Преимущества модели:

— Хороший, но не избыточный набор функций.

— Компактные размеры, ударопрочный корпус с классом защиты IP54 .

— Очень простой и удобный алгоритм работы. Всего три кнопки.

— Легко считываемые показания дисплея.

— Хорошо заметный луч лазера.

— Супер привлекательная цена за подобную функциональность

Недостатки:

— Не самые выдающие показатели точности – погрешности 3 мм иногда становится многовато.

— Не рассчитан на отрицательные температуры.

— Нет чехла в комплекте.

— Есть претензии ко внятности прилагаемой к дальномеру инструкции по эксплуатации.

«RGK D30»

Несложная в обращении лазерная рулетка с минимальным набором необходимых функций и высоким пользовательским рейтингом.

Характеристики модели:

— Класс лазера - 2;

— Длина волны - 6390 нм;

— Максимальная дальность измерений - до 30 м .

— Точность измерений - ± 2 мм.

— Количество точек отсчета - одна.

— Температурный диапазон эксплуатации - от 0 до +40 градусов.

— Системы измерения - метрическая и дюймовая .

— Время измерения - от 0,5 до 4 с.

— Элементы питания - 2 батарейки типа ААА.

— Габариты - 110×43×24 мм.

— Масса - 69 г.

— Набор функций для вычисления площади, объема , расчетов треугольников , трекинг

— В комплекте – чехол и кистевой ремень.

— Примерная стоимость - 2500 руб.

Упомянутые пользователями достоинства:

— Отличная защищенность корпуса – IP54 .

— Мягкие силиконовые кнопки.

— 10 ячеек памяти для хранения результатов измерений и расчетов .

— Функция автоматического отключения при простое.

— Дисплей с подсветкой, хорошо читаемый в любых условиях.

Недостатки:

— Пузырьковый уровень на корпусе – больше декоративный элемент, так как точностью не отличается.

— Погрешность при измерении в одну и ту же точку при неподвижном приборе хоть и ненамного, но все же выходила за рамки заявленных ± 2 мм

— Не особо хорошее быстродействие.

— Нельзя работать при отрицательных температурах.

Указанные недостатки в значительной степени компенсируются простотой прибора и очень даже доступной ценой.

Лазерные дальномеры для работы на местности

Такие приборы обладают довольно высокими показателями измеряемой дальности, часто снабжаются оптическими визирами или видеокамерами. Позволяют проводить разнообразные операции по разметке участка, привязке объектов, выполнению строительных работ.

«BOSCH GLM 250VF »

Качественная «всепогодная» модель с широким набором функций

Модель – далеко не новая, но устойчиво ежегодно входит в рейтинги наиболее популярных и надежных .

Основные характеристики прибора:

— Класс лазера - 2;

— Длина волны - 635 нм;

— Максимальная дальность измерений - до 250 м .

— Количество точек отсчета - четыре , в том числе – откидывающийся штырь для измерения из труднодоступных мест.

— Температурный диапазон эксплуатации - от — 10 до +50 градусов.

— Системы измерения - метрическая и дюймовая .

— Время измерения - 0,5 с.

— Резьбовое гнездо под штатив ¼ дюйма .

— Встроенный оптический визир

— Габариты - 120×66×37 мм.

— Масса - 240 г.

— Полный набор функций для вспомогательных вычислений.

— В комплекте – ремень для переноски.

— Примерная стоимость - 22000 руб.

Упомянутые пользователями достоинства:

— Отличные показатели в любых условиях проведения измерений.

— 20 ячеек памяти для хранения результатов измерений и расчетов .

— Автоматическое отключение при простое.

— Наличие удобного оптического «прицела» для измерения расстояний до далеко расположенных объектов.

— Высочайшее качество сборки.

Недостатки:

— Нет индикатора заряда батарей.

— В условиях запыленности и в яркий солнечный день дальность измерений падает до примерно 100 метров.

— Несмотря на появление новых моделей, видимо, из-за остающегося высоким спроса – цена довольно высока и пока не имеет тенденции к снижению.

Цены на лазерный дальномер BOSCH

лазерный дальномер BOSCH

«LEICA DISTO D510»

Профессиональная модель с высокими показателями точности измерений.

Основные характеристики прибора:

— Класс лазера - 2;

— Длина волны - 635 нм;

— Максимальная дальность измерений - до 200 м .

— Точность измерений - ± 1,0 мм.

— Количество точек отсчета - пять.

— Встроенный видеовизир с 4-х кратным зумом ;

— Датчик наклона с диапазоном 360 градусов позволяет проводить угловые измерения. Единицы измерения – градусы, проценты, мм/м , д ю ймы на футы.

— Температурный диапазон эксплуатации - от — 10 до +50 градусов.

— Время измерения - 0,5 с.

— Резьбовое гнездо под штатив ¼ дюйма .

— Элементы питания - 2 батарейки типа ААА.

— Габариты - 143×58×29 мм.

— Масса - 198 г .

— Полный набор .

— Система связи с мобильными устройствами по протоколу Bluetooth.

— Встроенная память на 30 ячеек. Возможность установки дополнительно карты памяти.

— В комплекте – удобный поясной чехол-кобура, кистевой ремень.

— Примерная стоимость - 38500 руб.

Упомянутые пользователями достоинства:

— Высочайшая надежность и точность в любых условиях работы.

— Очень широкий набор функций, вполне удобный интерфейс для работы с ними.

— Безукоризненное качество производства.

— Прибор включен в Госреестр Систем Измерения.

Недостатки:

— Высокая цена, делающая прибор малодоступным.

— Быстро садятся элементы питания, причем – даже при выключенном приборе. При длительном просторе батарейки лучше изымать из отсека.

«CST/Berger RF25 »

Лазерный дальномер профессионального класса. Натуральная стеклянная просветленная оптика и оригинальная керамическая система фиксации линз предопределяет высочайшие показатели точности измерений.

Характеристики прибора:

— Класс лазера - 2;

— Длина волны - 635 нм;

— Максимальная дальность измерений - до 250 м .

— Точность измерений - ± 1,0 мм.

— Количество точек отсчета - четыре .

— Трёхпозиционный упорный штифт с задней части корпуса.

— Встроенный визир и дополнительное подсоединение полноценного оптического «прицела» для работы на предельных дистанциях.

— Системы измерения длины - метрическая и дюймовая.

— Температурный диапазон эксплуатации - от — 10 до +50 градусов.

— Время измерения - 0,5 с.

— Резьбовое гнездо под штатив ¼ дюйма .

— Точный пузырьковый уровень на корпусе.

— Элементы питания - 4 батарейки типа ААА.

— Габариты - 120×66×37 мм.

— Масса - 240 г.

— Полный набор необходимых функций для «полевых» вычислений .

— Встроенная память на 30 ячеек.

— В комплекте – удобный защитный чехол, кистевой ремень.

— Примерная стоимость - в зависимости от комплектации и от региона продаж – от 19 до 25 тыс. рублей.

Достоинства модели:

— непререкаемая точность измерений на любых дистанциях благодаря высококачественной оптике.

— Широкий набор функций.

— Многострочный информативный дисплей с легко считываемыми показаниями.

— Отменное качество сборки.

— Ударопрочный корпус со степенью защищенности IP54 . Прибор спокойно выдерживает падения на бетонный пол с высоты 1 метра.

— Данных о возвратах модели из-за недостаточности качества – не зарегистрировано.

Недостатки:

Сколь-нибудь значимых недостатков, за исключением завышенной цены (с учетом отсутствия датчика уклона) пользователями не высказано.

Итак, были рассмотрены критерии выбора лазерного дальномера, дан обзор популярных моделей. В заключение стоит сказать, возможно, банальность, но она все же необходима.

Инструменты такого класса стоит покупать исключительно в надежных специализированных магазинах, где можно получить грамотную консультацию, изучить условия предоставления гарантии и обязательно сделать отметку в паспорте о месте и дате покупки. Доверять сомнительным и торговым точкам или же отдавать немалые деньги за «кота в мешке» при покупке через интернет у случайных продавцов – вряд ли разумно.

Цены на популярные лазерные дальномеры

В завершение – интересный видеосюжет, показывающий возможности лазерного дальномера «Bosch GLM 50 C»

Видео: Демонстрация функциональных возможностей лазерного дальномера «Bosch GLM 50 C»

Федеральное государственное бюджетное

Образовательное учреждение

Ковровская государственная технологическая

Академия им. В.А.Дегтярева

Реферат на тему:

«Принцип работы лазерного дальномера»

Выполнил:

студент группы У-112

Терехова А.С.

Проверил:

Кузнецова С.В.

Ковров 2014

История создания

Принцип работы

Заключение

История создания лазера

Слово "лазер" составлено из начальных букв в английском словосочетании Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, что в переводе на русский язык означает: усиление света посредством вынужденного испускания. Таким образом, в самом термине лазер отражена так фундаментальная роль процессов вынужденного испускания, которую они играют в генераторах и усилителях когерентного света. Поэтому историю создания лазера следует начинать с 1917 г., когда Альберт Эйнштейн впервые ввел представление о вынужденном испускании.

Это был первый шаг на пути к лазеру. Следующий шаг сделал советский физик В. А. Фабрикант, указавший в 1939 г. на возможность использования вынужденного испускания для усиления электромагнитного излучения при его прохождении через вещество. Идея, высказанная В. А. Фабрикантом, предполагала использование микросистем с инверсной заселенностью уровней. Позднее, после окончания Великой Отечественной войны В. А. Фабрикант вернулся к этой идее и на основе своих исследований подал в 1951 г. (вместе с М. М. Вудынским и Ф. А. Бутаевой) заявку на изобретения способа усиления излучения при помощи вынужденного испускания. На эту заявку было выдано свидетельство, в котором под рубрикой "Предмет изобретения" было написано: "Способ усиления электромагнитных излучений (ультрафиолетового, видимого, инфракрасного и радиодиапазонов волн), отличающейся тем, что усиливаемое излучение пропускают через среду, в которой с помощью вспомогательного излучения или другим путем создают избыточною по сравнению с равновесной концентрацию атомов, других частиц или их систем на верхних энергетических уровнях, соответствующих возбужденным состояниями".

Первоначально этот способ усиления излучения оказался реализованным в радиодиапазоне, а точнее в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ диапазоне). В мае 1952 г. на Общесоюзной конференции по радиоспектроскопии советские физики Н. Г. Басов и А. М. Прохоров сделали доклад о принципиальной возможности создания усилителя излучения в СВЧ диапазоне. Они назвали его "молекулярным генератором" (предполагалось использовать пучок молекул аммиака). Практически одновременно предложение об использовании вынужденного испускания для усиления и генерирования миллиметровых волн было высказано в Колумбийском университете в США американским физиком Ч. Таунсом.

В 1954 г. молекулярный генератор, названный вскоре мазером, стал реальностью. Он был разработан и создан независимо и одновременно в двух точках земного шара - в Физическом институте имени П. Н. Лебедева Академии наук СССР (группой под руководством Н. Г. Басова и А. М. Прохорова) и в Колумбийском Университете в США (группой под руководством Ч. Таунса).

Впоследствии от термина "мазер" и произошел термин "лазер" в результате замены буквы "М" (начальная буква слова Microwave - микроволновой) буквой "L" (начальная буква слова Light - свет). В основе работы как мазера, так и лазера лежит один и тот же принцип - принцип, сформулированный в 1951 г. В. А. Фабрикантом. Появление мазера означало, что родилось новое направление в науке и технике. Вначале его называли квантовой радиофизикой, а позднее стали называть квантовой электроникой.

Спустя десять лет после создания мазера, в 1964 г. на церемонии, посвященной вручению Нобелевской премии, академик А. М. Прохоров сказал: " Казалось бы, что после создания мазеров в радиодиапазоне вскоре будут созданы квантовые генераторы в оптическом диапазоне. Однако этого не случилось. Они были созданы только через пять-шесть лет. Чем это объясняется? Здесь были две трудности. Первая трудность заключалась в том, что тогда не были предложены резонаторы для оптического диапазона длин волн, и вторая - не были предложены конкретные системы и методы получения инверсной заселенности в оптическом диапазоне".

Упомянутые А. М. Прохоровым шесть лет действительно были заполнены теми исследованиями, которые позволили, в конечном счете, перейти от мазера к лазеру. В 1955 г. Н. Г. Басов и А. М. Прохоров обосновали применение метода оптической накачки для создания инверсной заселенности уровней. В 1957 г. Н. Г. Басов выдвинул идею использования полупроводников для создания квантовых генераторов; при этом он предложил использовать в качестве резонатора специально обработанные поверхности самого образца. В том же 1957 г. В. А. Фабрикант и Ф. А. Бутаева наблюдали эффект оптического квантового усиления в опытах с электрическим разрядом в смеси паров ртути и небольших количествах водорода и гелия. В 1958 г. А. М. Прохоров и независимо от него американский физик Ч. Таунс теоретически обосновали возможность применения явления вынужденного испускания в оптическом диапазоне; они (а также американец Р. Дикке) выдвинули идею применения в оптическом диапазоне не объемных (как в СВЧ диапазоне), а открытых резонаторов. Заметим, что конструктивно открытый резонатор отличается от объемного тем, что убраны боковые проводящие стенки (сохранены торцовые отражатели, фиксирующие в пространстве ось резонатора) и линейные размеры резонатора выбраны большими по сравнению с длинной волны излучения.

В 1959 г. вышла в свет работа Н. Г. Басова, Б. М. Вула и Ю. М. Попова с теоретическим обоснованием идеи полупроводниковых квантовых генераторов и анализом условий их создания. Наконец, в 1960 г. появилась обосновательная статья Н. Г. Басова, О. Н. Крохина, Ю. М. Попова, в которой были всесторонне рассмотрены принципы создания и теория квантовых генераторов и усилителей в инфракрасном и видимом диапазонах. В конце статьи авторы писали: "Отсутствие принципиальных ограничений позволяет надеяться на то, что в ближайшее время будут созданы генераторы и усилители в инфракрасном и оптическом диапазонах волн".

Таким образом, интенсивные теоретические и экспериментальные исследования в СССР и США вплотную подвели ученых в самом конце 50-х годов к созданию лазера. Успех выпал на долю американского физика Т. Меймана. В 1960 г. в двух научных журналах появилось его сообщение о том, что ему удалось получить на рубине генерацию излучения в оптическом диапазоне. Так мир узнал о рождении первого "оптического мазера" - лазера на рубине. Первый образец лазера выглядел достаточно скромно: маленький рубиновый кубик (1x1x1 см), две противоположные грани которого, имели серебряное покрытие (эти грани играли роль зеркала резонатора), периодически облучались зеленым светом от лампы-вспышки высокой мощности, которая змеей охватывала рубиновый кубик. Генерируемое излучение в виде красных световых импульсов испускалось через небольшое отверстие в одной из посеребренных граней кубика.

В том же 1960 г. американскими физиками А. Джавану, В. Беннету, Э. Эрриоту удалось получить генерацию оптического излучения в электрическом разряде в смеси гелия и неона. Так родился первый газовый лазер, появление которого было фактически подготовлено экспериментальными исследованиями В. А. Фабриканта и Ф. А. Бутаевой, выполненными в 1957 г.

Начиная с 1961 г., лазеры разных типов (твердотельные и газовые) занимают прочное место в оптических лабораториях. Осваиваются новые активные среды, разрабатывается и совершенствуется технология изготовления лазеров. В 1962-1963 гг. в СССР и США одновременно создаются первые полупроводниковые лазеры.

Так начинается новый, "лазерный" период оптики. С начала своего возникновения лазерная техника развивается исключительно быстрыми темпами. Появляются новые типы лазеров и одновременно усовершенствуются старые. Это послужило причиной глубокого проникновения лазеров во многие отрасли народного хозяйства.

Принцип работы лазера

Рис.1 Схема работы лазера

Принципиальная схема лазера крайне проста (рис. 1): активный элемент, помещенный между двумя взаимно параллельными зеркалами. Зеркала образуют так называемый оптический резонатор; одно из зеркал делают слегка прозрачным, сквозь это зеркало из резонатора выходит лазерный луч. Чтобы началась генерацию лазерного излучения, необходимо "накачать" активный элемент энергией от некоторого источника (его называют устройством накачки).

Действительно, основной физический процесс, определяющий действие лазера, - это вынужденное испускание излучения. Оно происходит при взаимодействии фотона с возбужденным атомом приточном совпадении энергии фотона с энергией возбуждения атома (или молекулы).

В результате этого взаимодействия возбужденный атом переходит в невозбужденное состояние, а избыток энергии излучается в виде нового фотона с точно такой же энергией, направлением распространения и поляризацией, как и у первичного фотона. Таким образом, следствием данного процесса является наличие уже двух абсолютно идентичных фотонов. При дальнейшем взаимодействии этих фотонов с возбужденными атомами, аналогичными первому атому, может возникнуть "цепная реакция" размножения одинаковых фотонов, "летящих" абсолютно точно в одном направлении, что приведет к появлению узконаправленного светового луча. Для возникновения лавины идентичных фотонов необходима среда, в которой возбужденных атомов было бы больше чем невозбужденных, поскольку при взаимодействии фотонов с невозбужденными атомами происходило бы поглощение фотонов. Такая среда называется средой с инверсной населенностью уровней энергии (рис. 2).

Рис.2. Схематическое изображение среды с инверсной населенностью уровней энергии.

Итак, кроме вынужденного испускания фотонов возбужденными атомами происходят также процесс самопроизвольного, спонтанного испускания фотонов при переходе возбужденных атомов в невозбужденное состояние и процесс поглощения фотонов при переходе атомов из невозбужденного состояния в возбужденное. Эти три процесса, сопровождающие переходы атомов в возбужденные состояния и обратно, были постулированы, как уже говорилось выше, А. Эйнштейном в 1916 г.

Если число возбужденных атомов велико, и существует инверсная населенность уровней (в верхнем, возбужденном состоянии атомов больше, чем в нижнем, невозбужденном), то первый же фотон, родившийся в результате спонтанного излучения, вызовет нарастающую лавину появления идентичных ему фотонов. Произойдет усиление спонтанного излучения.

При одновременном рождении (принципиально это возможно) большого числа спонтанно испущенных фотонов возникает большое число лавин, каждая из которых будет распространяться в своем направлении, заданном первоначальным фотоном соответствующей лавины.

Рис.3. Спонтаннородившиеся фотоны, направление распространения которых не перпендикулярно плоскости зеркал, создают лавины фотонов, выходящие за пределы среды

В результате мы получим потоки квантов света, но не сможем получить ни направленного луча, ни высокой монохроматичности, так как каждая лавина инициировалась собственным первоначальным фотоном. Для того чтобы среду с инверсной населенностью можно было использовать для генерации лазерного луча, т. е. Направленного луча с высокой монохроматичностью, необходимо "снимать" инверсную населенность с помощью первичных фотонов, уже обладающих одной и той же направленностью излучения и одной и той же энергией, совпадающей с энергией данного перехода в атоме. В этом случае мы будем иметь лазерный усилитель света.

Существует, однако, и другой вариант получения лазерного луча, связанный с использованием системы обратной связи. На рис. 3 видно, что спонтанно родившиеся фотоны, направление распространения которых перпендикулярно плоскости зеркал, создают лавины фотонов, выходящие за пределы среды. В то же время фотоны, направление распространения которых перпендикулярно плоскости зеркал, создадут лавины, многократно усилившиеся в среде вследствие многократного отражения от зеркал. Если одно из зеркал будет обладать небольшим пропусканием, то через него будет выходить направленный поток фотонов перпендикулярно плоскости зеркал. При правильно подобранном пропускании зеркал, точной их настройке относительно друг друга и относительно продольной оси среды с инверсной населенностью обратная связь может оказаться на столько эффективной, что излучение "вбок" можно будет полностью пренебречь по сравнению с излучением, выходящим через зеркала. На практике это, действительно, удается сделать. Такую схему обратной связи называют оптическим резонатором, и именно этот тип резонатора используется в большинстве существующих лазеров.

Некоторые уникальные свойства лазерного излучения

Рассмотрим некоторые уникальные свойства лазерного излучения. При спонтанном излучении атом излучает спектральную линию конечной ширины. При лавинообразном нарастании числа вынужденно испущенных фотонов в среде с инверсной населенностью интенсивность излучения этой лавины будет возрастать, прежде всего, в центре спектральной линии данного атомного перехода, и в результате этого процесса ширина спектральной линии первоначального спонтанного излучения будет уменьшаться. На практике в специальных условиях удается сделать относительную ширину спектральной линии лазерного излучения в 107 - 108 раз меньше, чем ширина самых узких линий спонтанного излучения, наблюдаемых в природе.

Кроме сужения линии излучения в лазере удается получить расходимость луча менее 10-4 радиана, т. е. На уровне угловых секунд.

Известно, что направленный узкий луч света можно получить в принципе от любого источника, поставив на пути светового потока ряд экранов с маленькими отверстиями, расположенными на одной прямой. Представим себе, что мы взяли нагретое черное тело и с помощью диафрагм получили луч света, из которого посредством призмы или другого спектрального прибора выделили луч с шириной спектра, соответствующей ширине спектра лазерного излучения. Зная мощность лазерного излучения, ширину его спектра и угловую расходимость луча, можно с помощью формулы Планка вычислить температуру воображаемого черного тела, использованного в качестве источника светового луча, эквивалентного лазерному лучу. Этот расчет приведет нас к фантастической цифре: температура черного тела должна быть порядка десятков миллионов градусов! Удивительное свойство лазерного луча - его высокая эффективная температура (даже при относительно малой средней мощности лазерного излучения или малой энергии лазерного импульса) открывает перед исследователями большие возможности, абсолютно не осуществимые без использования лазера.

Применение лазеров в различных технологических процессах

лазер излучение технологический мощность

Появление лазеров сразу оказало и продолжает оказывать влияние на различные области науки и техники, где стало возможным применение лазеров для решения конкретных научных и технических задач. Проведенные исследования подтвердили возможность значительного улучшения многих оптических приборов и систем при использовании в качестве источника света лазеров и привели к созданию принципиально новых устройств (усилители яркости, квантовые гирометры, быстродействующие оптические схемы и др.). На глазах одного поколения произошло формирование новых научных и технических направлений - голографии, нелинейной и интегральной оптики, лазерных технологий, лазерной химии, использование лазеров для управляемого термоядерного синтеза и других задач энергетики. Ниже приведен краткий перечень применений лазеров в различных областях науки и техники, где уникальные свойства лазерного излучения обеспечили значительный прогресс или привели к совершенно новым научным и техническим решениям.

Высокая монохроматичность и когерентность лазерного излучения обеспечивают успешное применение лазеров в спектроскопии, инициировании химических реакций, в разделении изотопов, в системах измерения линейных и угловых скоростей, во всех приложениях, основанных на использовании интерференции, в системах связи и светолокации. Особо следует, очевидно, выделить применение лазеров в голографии.

Высокая плотность энергии и мощность лазерных пучков, возможность фокусировки лазерного излучения в пятно малых размеров используются в лазерных системах термоядерного синтеза, в таких технологических процессах, как лазерная резка, сварка, сверление, поверхностное закаливание и размерная обработка различных деталей. Эти же свойства и направленность лазерного излучения обеспечивают успешное применение лазеров в военной технике.

Направленность лазерного излучения, его малая расходимость применяются при провешивании направлений (в строительстве, геодезии, картографии), для целенаведения и целеуказания, в локации, в том числе и для измерения расстояний до искусственных спутников Земли, в системах связи через космос и подводной связи.

С созданием лазеров произошел колоссальный прогресс в развитии нелинейной оптики, исследовании и использовании таких явлений, как генерация гармоник, самофокусировка световых пучков, многофотонного поглощения, различных типов рассеивания света, вызванных полем лазерного излучения.

Лазеры успешно используются в медицине: в хирургии (в том числе хирургии глаза, разрушение камней в почках и т.д.) и терапии различных заболеваний, в биологии, где фокусировка в малое пятно позволяет действовать на отдельные клетки или даже на их части.

Большинство из перечисленных выше областей применения лазеров представляет собой самостоятельные и обширные разделы науки или техники и требует, естественно, самостоятельного рассмотрения. Цель приведенного здесь краткого и неполного перечня применений лазеров - проиллюстрировать то громадное влияние, которое оказало появление лазеров на развитие науки и техники, на жизнь современного общества.

Применение лазеров в ювелирной отрасли

В последние годы наметилась тенденция расширения применения лазеров в ювелирной отрасли. Наиболее широкое распространение получили станки для обработки с твердотельными лазерами на алюмо-иттриевом гранате, излучение которых достаточно хорошо поглощается основными материалами ювелирной промышленности - драгоценными металлами и камнями. Часть технологических процессов лазерной обработки полностью отработана и внедрена в ювелирной отрасли, некоторые процессы и технологии находятся в стадии разработки, и возможно, в скором времени могут быть применены для обработки изделий ювелирной промышленности. Поэтому я постараюсь рассмотреть все возможные варианты применения лазеров в технологических процессах ювелирной промышленности.

Пробивка отверстий в камнях. Одним из первых применений лазеров была пробивка отверстий в часовых камнях. Сверление отверстий всегда было чрезвычайно трудоемкой операцией. Современная лазерная технология позволяет прошивать отверстия требуемой формы в камнях различных типов с высокой скоростью и качеством.

Лазерная сварка. Одним из первых применений лазеров в ювелирной отрасли были операции ремонта различных изделий с помощью лазерной сварки. Примером применения в серийном массовом производстве лазерной сварки является лазерная сварка цепей при их производстве.

Рис. 4. Типы свариваемых цепей.

Рис. 5. Пример лазерной сварки золотой заколки

Действительно, всем известно и с успехом применяется оборудование для производства цепочек, особенно итальянских фирм. Особенностью этого процесса является его двухстадийность: сначала формируется цепочка, потом производится ее пайка традиционными методами. Лазеры позволяют производить сварку звена цепи непосредственно при его формировании на одной технологической операции и одном и том же оборудовании. Впервые такая технология была разработана для сварки золотых цепочек итальянской фирмой Lаservall. Также возможно применение сварки при соединении различных узлов ювелирных изделий, закреплении иголок знаков (рис.2), сварка большого кольца для замка и т.п. Преимущества сварки лазером - локальность ввода тепла, отсутствие флюсов и присадочного материала (припоя), низкие потери материала при сварке, возможность соединения деталей изделий с камнями, практически без нагрева всего изделия в целом. Следует особо отметить, что лазерная сварка один из наиболее сложных технологических процессов и требует отработки технологии (правил сборки, режимов сварки, подготовку и конструирование узла под сварку) практически в каждом случае применения этого процесса.

Лазерная сварка с присадкой (наплавка). Такой процесс может осуществляться аналогично сварке, но с переплавлением в сварочной зоне дополнительно присадочного материала - припоя. Так может быть решен вопрос заварки внутренних пустот и раковин изделий, вскрывающихся при полировке и шлифовки изделий после литья, а также сварка соединений с большими зазорами.

Лазерная маркировка и гравировка. Одним из наиболее интересных методов обработки драгоценных металлов является маркировка и гравировка. Современные лазеры, оснащенные компьютерным управлением, позволяют наносить на металл методом лазерной маркировки и гравировки (модификации поверхности под воздействием лазерного излучения.) практически любую графическую информацию - рисунки, надписи, вензеля, логотипы. Причем изображение можно наносить как в растровом, так и в контурном изображении. Современное оборудование позволяет перемещать лазерный луч со скоростью более двух метров в минуту и обеспечивать графическое разрешение на металле до 10...15 линий на миллиметр. В такой технике возможно изготовление с низкой себестоимостью различных подвесок, заколок, и других ювелирных изделий со своеобразной лазерной графикой (рис.3). Также интересным применением лазерной технологии гравировки является нанесение лазером различных логотипов, вензелей владельцев, товарных марок и знаков на элементы столовой посуды, как из драгоценных металлов, так и недрагоценных металлов, например для обозначения «нерж.» на клинках ножей.

Рис.6. Образцы лазерной маркировки и гравировки ювелирных изделий.

Высокое разрешение (тонкие линии), точность и повторяемость (менее 5 мкм) графичес-кого рисунка на металле позволяет эффективно применить лазер для маркировки разметки изделий под дальнейшую ручную гравировку, например при изготовлении памятных знаков, медалей или инструмента для их производства. Широкий диапазон режимов обработки на лазерах позволяет точно дозировать энергию лазерного излучения, что в свою очередь обеспечивает возможность высокоточной обработки двухслойных материалов, например ювелирных изделий из недрагоценных металлов предварительно покрытых лаком. Удаление лака под воздействием лазерного излучения без нарушения геометрических параметров поверхности металла, дает возможность провести в последующем гальваническое осаждение драгоценного металла практически любого графического изображения и получить необычное изделие.

Маркировка бриллиантов. Современное развитие лазеров и лазерной техники, совершенствование параметров лазерного излучения, разработка принципиально новых лазерных излучателей открыло возможности маркирования бриллиантов.

Рис. 4. Внешний вид маркировки синтетического алмаза.

По сообщениям журнала "Ювелирное Обозрение" американский институт геммологии с целью улучшения характеристик рынка бриллиантов приступил к маркированию лазером бриллиантов весом от 0,99 карат. Аналогичные работы проводятся и в России. Так на рис. 4. приведен пример нанесения изображения лазером на синтетический алмаз, который по физико-химическим свойствам очень близок к натуральному камню и является хорошим модельным материалом для исследования технологического процесса маркировки бриллиантов. Поскольку, размер хорошо идентифицируемых знаков на приведенном рисунке составляет около 125 мкм, то открывается возможность маркировки лазером по рундисту бриллиантов весом от 0,2 карат, так как размер рундиста при этом составляет около 200 мкм. Это очень перспективная технология.

Клеймение. Клеймение является разновидностью лазерной маркировки, когда изображение формируется на металле в результате проецирования предварительно созданного рисунка лазерным лучом. Такой метод позволяет легко получать небольшие размеры на металле и применяется для постановки именников предприятия-изготовителя изделия и пробирных клейм. Высокое разрешение позволяет получать изображения с высокой степенью защиты от воспроизведения (подделки) и может применяться для постановки пробирных клейм.

Клеймо на изделии одновременно является знаком его качества. Технология нанесения клейма лазером не приводит к потери качества изделий, не требует операций заправки клейма, обладает высокой производительностью и эргономичностью. Особенно эффективно применение лазерного клеймения на легковесные и тонкостенные изделия из драгоценных металлов.

Наземные лазерные дальномеры. Лазерная дальнометрия является одной из первых областей практического применения лазеров в зарубежной военной технике. Первые опыты относятся к 1961 году, а сейчас лазерные дальномеры используются и в наземной военной технике (артиллерийские, таковые), и в авиации (дальномеры, высотомеры, целеуказатели), и на флоте. Эта техника прошла боевые испытания во Вьетнаме и на Ближнем Востоке. В настоящее время ряд дальномеров принят на вооружение во многих армиях мира.

Задача определения расстояния между дальномером и целью сводится к измерению соответствующего интервала времени между зондирующим сигналом и сигналом, отражения от цели. Различают три метода измерения дальности в зависимости от того, какой характер модуляции лазерного излучения используется в дальномере: импульсный, фазовый или фазово-импульсный.

Сущность импульсного метода дальнометрирования состоит в том, что к объекту посылается зондирующий импульс, он же запускает временной счетчик в дальномере. Когда отраженный объектом импульс приходит к дальномеру, то он останавливает работу счетчика. По временному интервалу автоматически высвечивается перед оператором расстояние до объекта. Используя ранее рассмотренную формулу, оценим точность такого метода дальнометрирования, если известно, что точность измерения интервала времени между зондирующим и отраженным сигналами соответствует 10-9 с. Поскольку можно считать, что скорость света равна 3*1010 см/с, получим погрешность в изменении расстояния около 30 см. Специалисты считают, что для решения ряда практических задач этого вполне достаточно.

При фазовом методе дальнометрирования лазерное излучение модулируется по синусоидальному закону. При этом интенсивность излучения меняется в значительных пределах. В зависимости от дальности до объекта изменяется фаза сигнала, упавшего на объект. Отраженный от объекта сигнал придет на приемное устройство также с определенной фазой, зависящей от расстояния. Это хорошо показано в разделе геодезических дальномеров. Оценим погрешность фазового дальномера, пригодного работать в полевых условиях. Специалисты утверждают, что оператору (не очень квалифицированному солдату) не сложно определить фазу с ошибкой не более одного градуса. Если же частота модуляции лазерного излучения составляет 10 Мгц, то тогда погрешность измерения расстояния составит около 5 см.

Первый лазерный дальномер ХМ-23 прошел испытания, и был принят на вооружение армий. Он рассчитан на использование в передовых наблюдательных пунктах сухопутных войск. Источником излучения в нем является лазер на рубине с выходной мощностью 2.5 Вт и длительностью импульса 30нс. В конструкции дальномера широко используются интегральные схемы. Излучатель, приемник и оптические элементы смонтированы в моноблоке, который имеет шкалы точного отчета азимута и угла места цели. Питание дальномера производится то батареи никелево-кадмиевых аккумуляторов напряжением 24в, обеспечивающей 100 измерений дальности без подзарядки. В другом артиллерийской дальномере, также принятом на вооружение армий, имеется устройство для одновременного определения дальности до четырех целей, лежащих на одной прямой, путем последовательного стробирования дистанций 200,600,1000, 2000 и 3000м.

Интересен шведский лазерный дальномер. Он предназначен для использования в системах управления огнем бортовой корабельной и береговой артиллерии. Конструкция дальномера отличается особой прочностью, что позволяет применять его в сложенных условиях. Дальномер можно сопрягать при необходимости с усилителем изображения или телевизионным визиром. Режим работы дальномера предусматривает либо измерения через каждые 2с. в течение 20с. и с паузой между серией измерений в течение 20с. либо через каждые 4с. в течение длительного времени. Цифровые индикаторы дальности работают таким образом, что когда один из индикаторов выдает последнюю измеренную дальность, и в памяти другого хранятся четыре предыдущие измерения дистанции.

Весьма удачным лазерным дальномерам является LP-4. Он имеет в качестве модулятора добротности оптико-механический затвор. Приемная часть дальномера является одновременно визиром оператора. Диаметр входной оптической системы составляет 70мм. Приемником служит портативный фотодиод, чувствительность которого имеет максимальное значение на волне 1,06 мкм. Счетчик снабжен схемой стробирования по дальности, действующей по установке оператора от 200 до 3000м. В схеме оптического визира перед окуляром помещен защитный фильтр для предохранения глаза оператора от воздействия своего лазера при приеме отраженного импульса. Излучатель в приемник смонтированы в одном корпусе. Угол места цели определяется в пределах + 25 градусов. Аккумулятор обеспечивает 150 измерений дальности без подзарядки, его масса всего 1 кг. Дальномер прошел испытания и был закуплен в ряде стран таких как - Канада, Швеция, Дания, Италия, Австралия. Кроме того, министерство обороны Великобритании заключило контракт на поставку английской армии модифицированного дальномера LP-4 массой в 4.4.кг.

Портативные лазерные дальномеры разработаны для пехотных подразделений и передовых артиллерийской наблюдателей. Один из таких дальномеров выполнен в виде бинокля. Источник излучения и приемник смонтированы в общем корпусе, с монокулярным оптическим визиром шестикратного увеличения, в поле зрения которого имеется световое табло из светодиодов, хорошо различимых как ночью, так и днем. В лазере в качестве источника излучения используется аллюминиево-иттриевый гранат, с модулятором добротности на ниобате лития. Это обеспечивает пиковую мощность в 1,5 Мвт. В приемной части используется сдвоенный лавинный фотодетектор с широкополосным малошумящим усилителем, что позволяет детектировать короткие импульсы с малой мощностью, составляющей всего 10-9 Вт. Ложные сигналы, отраженные от близлежащих предметов, находящихся в стволе с целью, исключается с помощью схемы стробирования по дальности. Источником питания является малогабаритная аккумуляторная батарея, обеспечивающая 250 измерений без подзарядки. Электронные блоки дальномера выполнены на интегральных и гибридных схемах, что позволило довести массу дальномера вместе с источником питания до 2 кг.

Установка лазерных дальномеров на танки сразу заинтересовала зарубежных разработчиков военного вооружения. Это объясняется тем, что на танке можно ввести дальномер в систему управления огнем танка, чем повысить его боевые качества. Для этого был разработан дальномер AN/VVS-1 для танка М60А. Он не отличался по схеме от лазерного артиллерийского дальномера на рубине, однако, помимо выдачи данных о дальности на цифровое табло в счетно-решающее устройство системы управления огнем танка. При этом измерение дальности может производится как наводчиком пушки так и командиром танка. Режим работы дальномера - 15 измерений в минуту в течение одного часа. Зарубежная печать сообщает, что более совершенный дальномер, разработанный позднее, имеет пределы измерения дальности от 200 до 4700м. с точностью + 10 м, и счетно-решающее устройство, связанное с системой управления огнем танка, где совместно с другими данными обрабатывается еще 9 видов данных о боеприпасах. Это, по мнению разработчиков, дает возможность поражать цель с первого выстрела. Система управления огнем танковой пушки имеет в качестве дальномера аналог, рассмотренный ранее, но в нее входят еще семь чувственных датчиков и оптический прицел. Название установки Кобельда. В печати сообщается что она обеспечивает высокую вероятность поражения цели и несмотря на сложность этой установки переключатель механизма баллистики в положение, соответствующее выбранному типу выстрела, а затем нажать кнопку лазерного дальномера. При ведении огня по подвижной цели наводчик дополнительно опускает блокировочный переключатель управления огнем для того, чтобы сигнал от датчика скорости поворота башни при слежении за целью поступал за тахометром в вычислительное устройство, помогая вырабатывать сигнал учреждения. Лазерный дальномер, входящий в систему Кобельда, позволяет измерять дальность одновременно до двух целей, расположенных в створе. Система отличается быстродействием, что позволяет произвести выстрел в кратчайшее время.

Если для неподвижных целей вероятность поражения при использовании лазерной системы по сравнению с вероятностью поражения при использовании системы со стереодальномером не составляет большой разницы на дистанции около 1000м, и ощущается лишь на дальности 1500м, и более, то для движущихся целей выигрыш явный. Видно, что вероятность поражения движущейся цели при использовании лазерной системы по сравнению с вероятностью поражения при использовании системы со стереодальномером уже на дистанции 100м, повышается более чем в 3,5 раза, а на дальности 2000м., где система со стереодальномером становиться практически неэффективной, лазерная система обеспечивает вероятность поражения с первого выстрела около 0,3.

В армиях, помимо артиллерии и танков, лазерные дальномеры используются в системах, где требуется в короткий промежуток времени определить дальность с высокой точностью. Так, в печати сообщалось в разработана автоматическая система сопровождения воздушных целей и измерения дальности до них. Система позволяет производить точное измерение азимута, угла места и дальности. Данные могут быть записаны на магнитную ленту и обработаны на ЭВМ. Система имеет небольшие размеры и массу и размещается на подвижном фургоне. В систему входит лазер, работающий в инфракрасном диапазоне. Приемное устройство с инфракрасной телевизионной камерой, телевизионное контрольное устройство, следящее зеркало с сервопроводом, цифровой индикатор и записывающее устройство. Лазерное устройство на неодимовом стекле работает в режиме модулированной добротности и излучает энергию на волне 1,06 мкм. Мощность излучения составляет 1 Мвт в импульсе при длительности 25нс и частоте следования импульсов 100 Гц. Расходимость лазерного луча 10 мрад. В каналах сопровождения используются различные типы фотодетекторов. В приемном устройстве используется кремниевый светодиод. В канале сопровождения - решетка, состоящая из четырех фотодиодов, с помощью которых вырабатывается сигнал рассогласования при смещении цели в сторону от оси визирования по азимуту и углу места. Сигнал с каждого приемника поступает на видеоусилитель с логарифмической характеристикой и динамическим диапазоном 60 дБ. Минимальной пороговый сигнал при котором система следит за целью составляет 5*10-8 Вт. Зеркало слежения за целью приводится в движение по азимуту и углу места сервомоторами. Система слежения позволяет определять местоположение воздушных целей на удалении до 19 км. при этом точность сопровождения целей, определяемая экспериментально составляет 0,1 мрад. по азимуту и 0,2 мрад по углу места цели. Точность измерения дальности + 15 см.

Лазерные дальномеры на рубине и неодимовом стекле обеспечивают измерение расстояния до неподвижной или медленно перемещающихся объектов, поскольку частота следования импульсов небольшая. Не более одного герца. Если нужно измерять небольшие расстояния, но с большей частотой циклов измерений, то используют фазовые дальномеры с излучателем на полупроводниковых лазерах. В них в качестве источника применяется, как правило, арсенид галлия. Вот характеристика одного из дальномеров: выходная мощность 6,5 Вт в импульсе, длительность которого равна 0,2 мкс, а частота следования импульсов 20 кГц. Расходимость луча лазера составляет 350*160 мрад т.е. напоминает лепесток. При необходимости угловая расходимость луча может быть уменьшена до 2 мрад. Приемное устройство состоит из оптической системы, а фокальной плоскости которой расположена диафрагма, ограничивающая поле зрения приемника в нужном размере. Коллимация выполняется короткофокусной линзой, расположенной за диафрагмой. Рабочая длина волны составляет 0,902 мкм, а дальность действия от 0 до 400м. В печати сообщается, что эти характеристики значительно улучшены в более поздних разработках. Так, например уже разработан лазерный дальномер с дальностью действия 1500м. и точностью измерения расстояния + 30м. Этот дальномер имеет частоту следования 12,5 кГц при длительности импульсов 1 мкс. Другой дальномер, разработанный в США имеет диапазон измерения дальности от 30 до 6400м. Мощность в импульсе 100Вт, а частота следования импульсов составляет 1000 Гц.

Поскольку применяется несколько типов дальномеров, то наметилась тенденция унификации лазерных систем в виде отдельных модулей. Это упрощает их сборку, а также замену отдельных модулей в процессе эксплуатации. По оценкам специалистов, модульная конструкция лазерного дальномера обеспечивает максимум надежности и ремонтопригодности в полевых условиях.

Модуль излучателя состоит из стержня, лампы-накачки, осветителя, высоковольтного трансформатора, зеркал резонатора, модулятора добротности. В качестве источника излучения используется обычно неодимовое стекло или аллюминиево-натриевый гранат, что обеспечивает работу дальномера без системы охлаждения. Все эти элементы головки размещены в жестком цилиндрическом корпусе. Точная механическая обработка посадочных мест на обоих концах цилиндрического корпуса головки позволяет производить их быструю замену и установку без дополнительной регулировки, а это обеспечивает простоту технического обслуживания и ремонта. Для первоначальной юстировки оптической системы используется опорное зеркало, укрепленное на тщательно обработанной поверхности головки, перпендикулярно оси цилиндрического корпуса. Осветитель диффузионного типа представляет собой два входящих один в другой цилиндра между стенками которых находится слой окиси магния. Модулятор добротности рассчитан на непрерывную устойчивую работу или на импульсную с быстрым запусками. основные данные унифицированной головки таковы: длина волны - 1,06 мкм, энергия накачки - 25 Дж, энергия выходного импульса - 0,2 Дж, длительность импульса 25нс, частота следования импульсов 0,33 Гц в течение 12с допускается работа с частотой 1 Гц), угол расходимости 2 мрад. Вследствие высокой чувствительности к внутренним шумам фотодиод, предусилитель и источник питания размещаются в одном корпусе с возможно более плотной компоновкой, а в некоторых моделях все это выполнено в виде единого компактного узла. Это обеспечивает чувствительность порядка 5*10-8 Вт.

В усилителе имеется пороговая схема, возбуждающаяся в тот момент, когда импульс достигает половины максимальной амплитуды, что способствует повышению точности дальномера, ибо уменьшает влияние колебаний амплитуды приходящего импульса. Сигналы запуска и остановки генерируются этим же фотоприемником и идут по тому же тракту, что исключает систематические ошибки определения дальности. Оптическая система состоит из афокального телескопа для уменьшения расходимости лазерного луча и фокусирующего объектива для фотоприемника. Фотодиоды имеют диаметр активной площадки 50, 100, и 200 мкм. Значительному уменьшению габаритов способствует то, что приемная и передающая оптические системы совмещены, причем центральная часть используется для формирования излучения передатчика, а периферийная часть - для приема отраженного от цели сигнала.

Бортовые лазерные системы. Зарубежная печать сообщает, что в военной авиации стран США и НАТО стали широко использоваться лазерные дальномеры и высотомеры, они дают высокую точность измерения дальности или высоты, имеют небольшие габариты и легко встраиваются в систему управления огнем. Помимо этих задач на лазерные системы сейчас возложен ряд других задач. К ним относятся наведение и целеуказание. Лазерные системы наведения и целеуказания используются в вертолетах, самолетах и беспилотных летательных аппаратах. Их разделяют на полуактивные и активные. Принцип построения полуактивной системы следующий: цель облучается излучением лазера или непрерывно или импульсно, но так, чтобы исключить потерю цели лазерной системы самонаведения, для чего подбирается соответствующая частота посылок. Освещение цели производится либо с наземного, либо с воздушного наблюдательного пункта; отраженное от цели излучение лазера воспринимается головкой самонаведения, установленной на ракете или бомбе, которая определяет ошибку в рассогласовании положения оптической оси головки с траекторией полета. Эти данные вводятся в систему управления, которая и обеспечивает точное наведение ракеты или бомбы на освещаемую лазером цель.

Лазерные системы охватывают следующие виды боеприпасов: бомбы, ракеты класса "воздух-земля", морские торпеды. Боевое применение лазерных систем самонаведения определяется типом системы, характером цели и условиями боевых действий. Например, для управляемых бомб целеуказатель и бомба с головкой самонаведения могут находиться на одном носителе.

Для борьбы с тактическими наземными целями в зарубежных лазерных системах целеуказание может быть производиться с вертолетов или с помощью наземных переносных целеуказателей, а поражение выполняться с вертолетов или самолетов. Но отмечается и сложность использования целеуказателей с воздушных носителей. Для этого требуется совершенная система стабилизации для удержания лазерного пятна на цели.

Лазерные системы разведки. Для разведки с воздушных в зарубежных армиях используются самые различные средства: фотографические, телевизионные, инфракрасные, радиотехнические и др. Сообщается, что наибольшую емкость полезной информации дают средства фоторазведки. Но им присущи такие недостатки, как невозможность ведения скрытной разведки в ночных условиях, а также длительные сроки обработки передачи и предоставления материалов, несущих информацию. Передавать оперативно информацию позволяют телевизионные системы, но они не позволяют работать ночью и в сложных метеоусловиях. Радиосистемы позволяют работать ночью и в плохих метеоусловиях, но они имеют относительно невысокую разрешающую способность.

Принцип действия лазерной системы воздушной разведки заключается в следующем. Излучение с бортового носителя облучает разведуемый участок местности и расположенные на нем объекты по-разному отражают упавшее на него излучение. Можно заметить, что один и тот же объект, в зависимости от того, на каком фоне он расположен имеет различный коэффициент яркости, следовательно, он имеет демаскирующие признаки. Его легко выделить на окружающем фоне. Отраженный подстилающей поверхностью и объектами, на ней расположенными, лазерное излучение собирается приемной оптической системой и направляется на чувствительный элемент. Приемник преобразует отраженное от поверхности излучение и электрический сигнал, который будет промодулирован по амплитуде в зависимости от распределения яркости. Поскольку в лазерных системах разведки реализуется, как правило, строчно-кадровая развертка, то такая система близка к телевизионной. Узконаправленный луч лазера развертывается перпендикулярно направлению полета самолета. Одновременно с этим сканирует и диаграмма направленности приемной системы. Это обеспечивает формирование строки изображения. Развертка по кадру обеспечивается движением самолета. Изображение регистрируется либо на фотопленку, либо может производиться на экране электронно-лучевой трубки.

Голографические индикаторы на лобовом стекле. Для использования в прицельно-навигационной системе ночного видения, предназначенной для истребителя F-16 и штурмовика A-10 был разработан голографический индикатор на лобовом стекле. В связи с тем, что габариты кабины самолетов невелики, то с тем, чтобы получить большое мгновенное поле зрения индикатора разработчиками было решено разместить коллимирующий элемент под приборной доской. Оптическая система включает три раздельных элемента, каждый из которых обладает свойствами дифракционных оптических систем: центральный изогнутый элемент выполняет функции коллиматора, два других элемента служат для изменения положения лучей. Разработан метод отображения на одном экране объединенной информации: в форме растра и в штриховой форме, что достигается благодаря использованию обратного хода луча при формировании растра с интервалом времени 1.3мс, в течении которого на ТВ-экране воспроизводится информация в буквенно-цифровой форме и в виде графических данных, формируемых штриховым способом. Для экрана ТВ-трубки индикатора используется узкополосный люминофор, благодаря чему обеспечивается хорошая селективность голографической системы при воспроизведении изображений и пропускание света без розового оттенка от внешней обстановки. В процессе этой работы решалась проблема приведения наблюдаемого изображения в соответствие с изображением на индикаторе при полетах на малых высотах в ночное время (система ночного видения давала несколько увеличенное изображение), которым летчик не мог пользоваться, поскольку при этом несколько искажалась картина, которую можно бы было получить при визуальном обзоре. Исследования показали, что в этих случаях летчик теряет уверенность, стремится лететь с меньшей скоростью и на большой высоте. Необходимо было создать систему, обеспечивающую получение действительного изображения достаточно большого размера, чтобы летчик мог пилотировать самолет визуально ночью и в сложных метеоусловиях, лишь изредка сверяясь с приборами. Для этого потребовалось широкое поле индикатора, при котором расширяются возможности летчика по пилотированию самолета, обнаружению целей в стороне от маршрута и производству противозенитного маршрута и маневра атаки целей. Для обеспечения этих маневров необходимо большое поле зрения по углу места и азимуту. С увеличением угла крена самолета летчик должен иметь широкое поле зрения во вертикали. Установка коллимирующего элемента как можно выше и ближе к глазам летчика была достигнута за счет применения голографических элементов в качестве зеркал для изменения направления пучка лучей. Это хотя и усложнило конструкцию, однако дало возможность использовать простые и дешевые голографические элементы с высокой отдачей.

В США разрабатывается голографический координатор для распознавания и сопровождения целей. Основным назначением такого коррелятора является выработка и контроль сигналов управления наведения ракеты на среднем и заключительном участках траектории полета. Это достигается путем мгновенного сравнения изображений земной поверхности, находящейся в поле зрения системы в нижней и передней полусфере, с изображением различных участков земной поверхности по заданной траектории, хранимым в запоминающем устройстве системы. Таким образом обеспечивается возможность непрерывного определения местонахождения ракеты на траектории с использованием близко лежащих участков поверхности, что позволяет проводить коррекцию курса в условиях частичного затемнения местности облаками. Высокая точность на заключительном этапе полета достигается с помощью сигналов коррекции с частотой меньше 1 Гц. Для системы управления ракетой не требуется инерциальная система координат и координаты точного положения цели. Как сообщается, исходные данные для данной системы должны обеспечиваться предварительной аэро- или космической разведкой и состоять из серии последовательных кадров, представляющих собой Фурье-спектр изображения или панорамные фотографии местности, как это делается при использовании существующего площадного коррелятора местности. Применение этой схемы, как утверждают специалисты, позволит производить пуски ракет с носителя, находящегося вне зоны ПВО противника, с любой высоты и точки траектории, при любом ракурсе, обеспечит высокую помехоустойчивость, наведения управляемого оружия после пуска по заранее выбранным и хорошо замаскированным стационарным целям. Образец аппаратуры включает в себя входной объектив, устройство преобразования текущего изображения, работающего в реальном масштабе времени, голографической линзовой матрицы, согласованной с голографическим запоминающим устройством лазера, входного фотодетектора и электронных блоков. Особенностью данной схемы является использование линзовой матрицы из 100 элементов, имеющих формат 10x10. Каждая элементарная линза обеспечивает обзор всей входной аппаратуры и, следовательно, всего сигнала от поступающего на вход изображения местности или цели. На заданной фокальной плоскости образуется соответственно 100 Фурье спектров этого входного сигнала. Таким образом, мгновенный входной сигнал адресуется одновременно к 100 позициям памяти. В соответствии в линзовой матрице изготавливается голографическая память большой емкости с использованием согласованных фильтров и учетом необходимых условий применения. Сообщается, что на этапе испытания системы был выявлен ряд ее важных характеристик. Высокая обнаружительная способность как при низкой, так и при высокой контрастности изображения, способность правильно опознать входную

информацию, если даже имеется только часть ее. Возможность плавного автоматического перехода сигналов сопровождения при смене одного изображения местности другим, содержащимся в запоминающем устройстве.

Применение лазеров в компьютерной технике

Основным примером работы полупроводниковых лазеров является магнитно-оптический накопитель (МО).

МО накопитель построен на совмещении магнитного и оптического принципа хранения информации. Записывание информации производится при помощи луча лазера и магнитного поля, а считывание при помощи одного только лазера.

В процессе записи на МО диск лазерный луч нагревает определенные точки на диске, и под воздействием температуры сопротивляемость изменению полярности, для нагретой точки, резко падает, что позволяет магнитному полю изменить полярность точки. После окончания нагрева сопротивляемость снова увеличивается но полярность нагретой точки остается в соответствии с магнитным полем примененным к ней в момент нагрева. В имеющихся на сегодняшний день МО накопителях для записи информации применяются два цикла, цикл стирания и цикл записи. В процессе стирания магнитное поле имеет одинаковую полярность, соответствующую двоичным нулям. Лазерный луч нагревает последовательно весь стираемый участок и таким образом записывает на диск последовательность нулей. В цикле записи полярность магнитного поля меняется на противоположную, что соответствует двоичной единице. В этом цикле лазерный луч включается только на тех участках, которые должны содержать двоичные единицы, и оставляя участки с двоичными нулями без изменений.

В процессе чтения с МО диска используется эффект Керра, заключающийся в изменении плоскости поляризации отраженного лазерного луча, в зависимости от направления магнитного поля отражающего элемента. Отражающим элементом в данном случае является намагниченная при записи точка на поверхности диска, соответствующая одному биту хранимой информации. При считывании используется лазерный луч небольшой интенсивности, не приводящий к нагреву считываемого участка, таким образом, при считывании хранимая информация не разрушается.

Такой способ в отличие от обычного применяемого в оптических дисках не деформирует поверхность диска и позволяет повторную запись без дополнительного оборудования. Этот способ также имеет преимущество перед традиционной магнитной записью в плане надежности. Так как перемагничеваниие участков диска возможно только под действием высокой температуры, то вероятность случайного перемагничевания очень низкая, в отличие от традиционной магнитной записи, к потери которой могут привести случайные магнитные поля.

Область применения МО дисков определяется его высокими характеристиками по надежности, объему и сменяемости. МО диск необходим для задач, требующих большого дискового объема, это такие задачи, как САПР, обработка изображений звука. Однако небольшая скорость доступа к данным, не дает возможности применять МО диски для задач с критичной реактивностью систем. Поэтому применение МО дисков в таких задачах сводится к хранению на них временной или резервной информации. Для МО дисков очень выгодным использованием является резервное копирование жестких дисков или баз данных. В отличии от традиционно применяемых для этих целей стримеров, при хранение резервной информации на МО дисках, существенно увеличивается скорость восстановления данных после сбоя. Это объясняется тем, что МО диски являются устройствами с произвольным доступом, что позволяет восстанавливать только те данные, в которых обнаружился сбой. Кроме этого при таком способе восстановления нет необходимости полностью останавливать систему до полного восстановления данных. Эти достоинства в сочетании с высокой надежностью хранения информации делают применение МО дисков при резервном копировании выгодным, хотя и более дорогим по сравнению со стримерами.

Применение МО дисков, также целесообразно при работе с приватной информацией больших объемов. Легкая сменяемость дисков позволяет использовать их только во время работы, не заботясь об охране компьютера в нерабочее время, данные могут хранится в отдельном, охраняемом месте. Это же свойство делает МО диски незаменимыми в ситуации, когда необходимо перевозить большие объемы с места на место, например с работы домой и обратно.

Основные перспективы развития МО дисков связанны прежде всего с увеличением скорости записи данных. Медленная скорость определяется в первую очередь двухпроходным алгоритмом записи. В этом алгоритме нули и единицы пишутся за разные проходы, из-за того, что магнитное поле, задающие направление поляризации конкретных точек на диске, не может изменять свое направление достаточно быстро.

Наиболее реальная альтернатива двухпроходной записи - это технология, основанная на изменение фазового состояния. Такая система уже реализована некоторыми фирмами производителями. Существуют еще несколько разработок в этом направлении, связанные с полимерными красителями и модуляциями магнитного поля и мощности излучения лазера.

Технология основанная на изменении фазового состояния, основана на способности вещества переходить из кристаллического состояния в аморфное. Достаточно осветить некоторую точку на поверхности диска лучом лазера определенной мощности, как вещество в этой точке перейдет в аморфное состояние. При этом изменяется отражающая способность диска в этой точке. Запись информации происходит значительно быстрее, но при этом процессе деформируется поверхность диска, что ограничивает число циклов перезаписи.

Технология основанная на полимерных красителях, также допускает повторную запись. При этой технологии поверхность диска покрывается двумя слоями полимеров, каждый из которых чувствителен к свету определенной частоты. Для записи используется частота, игнорируемая верхним слоем, но вызывающая реакцию в нижнем. В точке падения луча нижний слой разбухает и образует выпуклость, влияющую на отражающие свойства поверхности диска. Для стирания используется другая частота, на которую реагирует только верхний слой полимера, при реакции выпуклость сглаживается. Этот метод, как и предыдущий, имеет ограниченное число циклов записи, так как при записи происходит деформация поверхности.

В настоящие время уже разрабатывается технология позволяющая менять полярность магнитного поля на противоположную всего за несколько наносекунд. Это позволит изменять магнитное поле синхронно с поступлением данных на запись. Существует также технология, построенная на модуляции излучения лазера. В этой технологии дисковод работает в трех режимах - режим чтения с низкой интенсивностью, режим записи со средней интенсивностью и режим записи с высокой интенсивностью. Модуляция интенсивности лазерного луча требует более сложной структуры диска, и дополнения механизма дисковода инициализирующим магнитом, установленным перед магнитом смещения и имеющим противоположную полярность. В самом простом случае диск имеет два рабочих слоя - инициализирующий и записывающий. Инициализирующий слой сделан из такого материала, что инициализирующий магнит может изменять его полярность без дополнительного воздействия лазера. В процессе записи инициализирующий слой записывается нулями, а при воздействии лазерного луча средней интенсивности записывающий слой намагничивается инициализирующим, при воздействии луча высокой интенсивности, записывающий слой намагничивается в соответствии с полярностью магнита смещения. Таким образом, запись данных может происходить за один проход, при переключении мощности лазера.

Безусловно, МО диски перспективные и бурно развивающиеся устройства, которые могут решать назревающие проблемы с большими объемами информации. Но их дальнейшее развитие зависит не только от технологии записи на них, но и от прогресса в области других носителей информации. И если не будет изобретен более эффективный способ хранения информации, МО диски, возможно, займут доминирующие роли.

Заключение

За последнее время в России и за рубежом были проведены обширные исследования в области квантовой электроники созданы разнообразные лазеры, а также приборы, основанные на их использовании. Лазеры теперь применяются в локации и в связи, в космосе и на земле, в медицине и строительстве, в вычислительной технике и промышленности, в военной технике. Появилось новое научное направление - голография, становление и развитие которой также немыслимо без лазеров.

Однако, ограниченный объем этой работы не позволил отметить такой важный аспект квантовой электроники, как лазерный термоядерный синтез, об использовании лазерного излучения для получения термоядерной плазмы, устойчивость светового сжатия. Не рассмотрены такие важные аспекты, как лазерное разделение изотопов, лазерное получение чистых веществ, лазерная химия и многое другое.

Мы еще не знаем, а вдруг может произойти научная революция в мире, основанная на сегодняшних достижениях лазерной техники. Вполне возможно, что лет через 50 действительность окажется гораздо богаче нашей фантазии…

Может быть, переместившись в машине времени на 50 лет вперед, мы увидим мир, затаившийся под прицелом лазеров. Мощные лазеры, нацелившись из укрытий на космические аппараты и спутники. Специальные зеркала на околоземных орбитах приготовились отразить в нужном направлении беспощадный лазерный луч, направить его на нужную цель. На огромной высоте зависли мощные гамма-лазеры, излучение которых способно в считанные секунды уничтожить все живое в любом городе на Земле. И негде укрыться от грозного лазерного луча - разве, что спрятаться в глубоких подземных убежищах.

Но это все фантазии. И не дай бог она превратиться в реальность.

Все это зависит от нас, от наших действий сегодня, от того, насколько активно все мы будет относиться к достижениям нашего разума правильно, и направлять наши решения в достойное русло этой необъятной реки, имя которой - лазер.

Список использованной литературы

1. Авиация и космонавтика № 5 1981г. с 44-45
2. Горный С.Г. «Применение лазеров в ювелирной отрасли» 2002г.
3. Донина Н.М. Возникновение квантовой электроники. М.: Наука, 1974.
4. Квантовая электроника М.: Советская энциклопедия, 1969.
5. Карлов Н.В. Лекции по квантовой электронике. М.: Наука, 1988.
6. Лазеры в авиации (под ред. Сидорина В.М.) Воениздат 1982г.
7. Петровский В.И. Локаторы на лазерах Воениздат
8. Реди Дж. Промышленной применение лазеров Мир 1991г.
9. Приезжев А.В., Тучин В.В., Шубочкин Л.П. Лазерная диагностика в биологии и медицине. М.: Наука, 1989.
10. Тарасов Л.В. Знакомьтесь - лазеры Радио и связь 1993 г
11. Тарасов Л.В. Лазеры действительность и надежды изд Наука 1985г
12. Тарасов Л.В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического
13. Федоров Б.Ф. Лазерные приборы и системы летательных аппаратов Машиностроение 1988г.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.