هیجان با نور و لیزر
فاصله سنجی (تکنیک)

 

فاصله سنجی
 
روشهای گوناگونی برای فاصله سنجی با استفاده از نور وجود دارد. بعضی از این روشها قدمت زیادی دارند اما برخی نیز با حضور لیزر مطرح شد و الکترونیک جدید را گسترش داد. شاید ابتدایی ترین روش فاصله سنجی با مشاهده هدف و بر اساس یک روش ساده هندسی بود که سربازها از آن استفاده می کردند. در این روش سرباز یک چشم خود را بسته و با چشم دیگر به هدفی مانند یک درخت، خیره میشد. سپس یک انگشت خود را در مقابل چشم (باز) خود نگه داشته و با جلو و عقب بردن انگشت، طول آن را بر طول درخت منطبق میکرد. حال با دانستن طول تقریبی درخت و انگشت و نیز با اندازه گیری فاصله انگشت تا چشم سرباز، به کمک روابط حاکم بر مثلث های متشابه، میتوانست فاصله خود تا درهت را تخمین بزند.
با حضور لیزر روشهای دقیقتری برای اندازه گیری فاصله به کار رفت. در ابتدا، از این روشها اغلب برای سنجش فواصل دور، استفاده می شد. بعنوان مثال با فرستادن آپولو 11 به ماه، یک رفلکتور که بازتابنده ای در جهت ارسال نور است، روی سطح ماه قرار داده شد و بدین ترتیب دقیقترین فاصله سنجی از ماه انجام گرفت. این روش، روش زمان پرواز یا (time of flight) نامیده می شود. در این شیوه، زمان رفت و برگشت نور اندازه گیری و با توجه به سرعت نور، فاصله هدف محاسبه می شود. روش دیگر، روش فازی است، که به جای اندازه گیری دقیق، زمان فازها بر هم منطبق شده و اندازه گیری فاصله با روشی شبیه به روش دوپلر انجام می شود. همچنین روش هندسی نیز که محدودیت های خاص خود را دارد، با گسترش الکترونیک و به خصوص آرایه آشکارساز، عملیاتی تر شده و هم اکنون برای اندازه گیری های دقیق در فاصله های نزدیک نیز به کار می رود.
فاصله سنجی به وسیله لیزر تا کنون پیشرفت زیادی داشته است و از روش های مختلفی بهره میبرد. این روش ها بر اساس فاصله و شرایط محیط بکار گرفته میشوند. یکی از این روش ها، روش هندسی است که  بر مبنای هندسه ایجاد شده توسط پرتو های حاصل از نور لیزر کار میکند و در جای دیگر مورد بحث قرار گرفته است.
یکی دیگر از روش های اندازه گیری فاصله، استفاده از زمان پرواز نور برای رسیدن به هدف است. این روش برای فواصل کم کاربرد ندارد و فقط در فاصله های زیاد آنهم  به اندازه ای که رفت و برگشت نور زمان  کافی برای اشکار سازی توسط آشکار ساز های معمول را ایجاد کند،کاربرد دارد. معمولا در این شیوه یک پالس لیزری ارسال و اختلاف زمانی که نور در برگشت از موضع آشکار می شود، با پالس اولیه توسط اسیلوسکوپ ارزیابی می شود و این اختلاف زمان به فاصله نسبت داده می شود. از جمله روش های دیگر، استفاده از اختلاف فاز بین نور رفت و نور برگشتی است. این روش خیلی مشابه اندازه گیری زمان است ولی با دقت بیشتر و ابزار ساده تر امکان ارزیابی و مقایسه فاز نور رفت و برگشتی و در نهایت، اندازه گیری فاصله را دارد .
Top

Shahid Beheshti University,دانشگاه شهید بهشتی

دانشگاه شهید بهشتی