주파수 빗 해상도를 사용한 장거리 측정

소개

정밀거리측정은 공업계량, 측량, 자주항법, 로보트와 원격감지 등 많은 분야에서 극히 중요한 역할을 발휘하고있다.그것은 물체를 정확하게 위치시키고 매핑하며 거리의 미세한 변화를 감지하고 동적 환경을 고정밀도로 감시할 수 있다.

정밀 거리 측정에는 비행시간(ToF) 측정, 간섭 측정 및 FMCW(주파수 조절 연속파) 레이더(광 감지 및 거리 측정)와 같은 레이저 기반 기술을 포함한 다양한 방법이 사용됩니다.이런 방법은 광파나 전자파의 원리를 리용하여 전파시간이나 상이의 측정에 근거하여 거리를 확정한다.

쌍광빗 레이저 레이더

쌍광빗 레이저 레이더는 최첨단 감지 기술로 비행시간 (ToF) 과 간섭 측정의 원리를 결합한 동시에 주파수 변조 연속파 (FMCW) 레이저 레이더의 상관 신호 증폭 기술도 참고했다.이러한 혁신적인 방법은 이러한 기술의 장점을 결합하여 고정밀, 빠른 절대 거리 측정을 구현 할 수 있습니다.

전통적인 레이저 레이더 시스템은 일반적으로 비행 시간법 또는 간섭 측정법에 의존하여 거리 측정을 한다.비행시간법은 레이저 펄스가 목표 물체를 왕복하는 데 필요한 시간을 측정하고, 간섭측정법은 레이저빔의 간섭 도안을 분석한다.그러나 두 방법 모두 측정 정밀도, 속도 또는 범위에 한계가 있습니다.

이중 광 빗 레이저 레이더는 두 개의 반복 주파수가 약간 다른 주파수 빗을 사용하여 이러한 한계를 극복했습니다.발사된 빛이 목표 물체와 상호작용할 때 일부 빛은 반사되어 돌아온다.또한 일부 빛은 참조 반사경에 의해 반사됩니다.한 주파수 빗이 목표와 참조 반사경을 통해 반사된 빛과 다른 주파수 빗의 빛이 간섭하고 발생한 간섭도 사이의 지연을 측정함으로써 정확한 거리 측정 결과를 얻을 수 있다.

이중 빗 레이저 레이더의 핵심 결정 요소는 펄스 대역폭, 반복 주파수 및 반복 주파수 차입니다.유표 효과 (즉, 동일한 측정 과정에서 로컬 발진기와 샘플링 발진기의 역할을 교환하는 것) 를 이용하여 이중 빗 레이저 레이더는 매우 긴 무모호 측정 범위를 실현할 수 있다.이 범위는 수백 킬로미터까지 확장할 수 있어 대부분의 실제 응용 수요를 초과했다.이와 동시에 이 시스템은 마이크로메터급의 정밀도를 유지할수 있는데 이는 펄스지속시간 (일반적으로 아피초범위내) 과 데터수집속도에 의해 결정된다.이밖에 쌍광빗레이자레이다는 간섭신호를 획득하여 아파장급의 측정정밀도를 실현할수 있다.이러한 종합적인 특성은 쌍광빗 레이저 레이더를 강력한 기술로 만들었다.

쌍광빗 레이저 레이더의 중거리 측정 신호의 설명도.거리 측정은 1 / f ₑ ₚ 간격으로 반복됩니다.대상 펄스와 참조 펄스 사이의 간격은 거리 정보를 인코딩합니다.거리는 비행 시간만으로 결정할 수도 있고 광학 위상을 사용하여 거리 측정을 최적화할 수도 있습니다.

단강 쌍광빗 레이저를 기반으로 한 쌍광빗 레이저 레이더

쌍광빗 레이저 레이더 시스템에서 단강 쌍광빗 레이저를 사용하는 것은 이 기술의 실제 응용을 추진하는 데 매우 중요하다.단일 캐비티 설계를 통해 더욱 컴팩트해진 시스템은 다양한 플랫폼과 장치에 통합하기에 이상적입니다.단일 레이저 소스를 사용하여 복잡한 동기화 요구 사항을 제거하고 전체 시스템 아키텍처를 단순화합니다.

이밖에 단강쌍광빗레이저방법은 생산면에서 확장성을 갖고있다.설계가 간소화되고 제조과정이 더욱 능률적이여서 이중광빗레이자레이다시스템의 능률적이고 경제적인 생산을 실현할수 있다.이러한 확장성은 이 기술의 광범위한 응용과 상업화에 특히 중요하다.

K2 Photonics 정밀 거리 측정의 이점

• 빠른 스캔 속도

단일 챔버 이중 광 빗 레이저는 100kHz의 고해상도 측정을 위해 빠른 업데이트 속도로 특수 상황에서 1MHz에 가깝습니다.

• 높은 정밀도

쌍광빗 레이저 레이더는 시간 스트레칭 인자를 이용하여 광학 샘플링을 진행하여 우수한 측정 정밀도를 제공하여 비초급 정밀도 기록이 펄스로 돌아오도록 확보한다.이밖에 광학위상정보의 리용은 측정의 정밀도를 한층 더 높이고 정확하고 상세한 거리측정기능을 실현하였다.

• 작은 크기
컴팩트형 싱글 캐비티 듀얼 빗 레이저, 특히 GHz 반복 주파수 또는 더 높은 주파수로 작동하는 레이저를 이용하면 컴팩트한 레이더 시스템을 개발할 수 있다.

• 높은 민감성

쌍광빗 레이저 레이더에서 본진의 상간 확대는 회귀 반사에 대한 높은 감도 측정을 얻을 수 있다.또한 잠금 모드 솔리드 스테이트 레이저는 고주파에서 초저소음 (RIN 및 타이밍) 을 가진 레이저를 생성하여 고감도, 산입 소음이 제한된 측정을 실현합니다.