Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Laser dalekozasięgowy i detektor tegoż

Indoctrine 02 Mar 2016 12:50 1065 26
  • #1 02 Mar 2016 12:50
    Indoctrine
    Poziom 6  

    Witam

    Potrzebuję porady w kwestii laserów i ich detekcji.

    Do pewnego eksperymentu potrzebny jest mi laser o efektywnym zasięgu około 15 kilometrów. Jednocześnie, potrzebuję detektora tego promienia laserowego, coby mieć pewność, że wiązka trafiła gdzie trzeba.

    Widziałem na allegro lasery zielone o mocy pół wata, niby z zasięgiem 50 kilometrów, ale obawiam się, czy przy cenie poniżej 100 złotych, zamiast 50 nie jest to aby 5 kilometrów co najwyżej.

    Aha, oba urządzenia będą stały w plenerze, więc dochodzi kwestia zasilania.

  • #2 02 Mar 2016 13:01
    2712865
    Usunięty  
  • #3 02 Mar 2016 13:13
    Indoctrine
    Poziom 6  

    Bez wdawania się w detale:

    3.1.15. Publikowanie wpisów przedstawiających problem, bez podania wystarczającej liczby informacji umożliwiającej zajęcie merytorycznego stanowiska przez innych Użytkowników forum.
    Moderator ; Krzysztof Reszka



    Laser jest umieszczany w jednym punkcie. Wiązka jest kierowana do detektora ustawionego około 15 kilometrów od lasera. Chcę wiedzieć w detektorze, czy wiązka w niego trafiła.

  • #4 02 Mar 2016 17:19
    Art.B
    Poziom 26  

    Wiązka ma trafiać w detektor w celu naprowadzania czegoś, transmisji danych za pomocą modulacji tejże wiązki, bądź też ot tak sobie? Jak rozumiem wszystko ma się odbywać w ziemskiej atmosferze, zatem trzeba wziąć pod uwagę pochłanianie i rozpraszanie danej długości fali w atmosferze. Podasz więcej szczegółów?

  • #5 02 Mar 2016 18:43
    kortyleski
    Poziom 40  

    Pierwszy szczegół jest taki że na dystansie 15km trafienie wiazką w detektor to jak wygrana w totka. Chyba że detektor będzie wielkości bloku mieszkalnego. Co do tłumienia wiązki przez ośrodek. Wystarczy wziąć w rękę laserek taki zabawkowy i przepuścić jego wiązkę przez parę z czajnika czy dym z papierosa. Taki eksperyment szybko wyleczy z prób przesłania wiązki ciągłej na tak dużą odległość.

  • #6 02 Mar 2016 18:49
    2712865
    Usunięty  
  • #7 02 Mar 2016 19:06
    Indoctrine
    Poziom 6  

    Kilka uszczegółowień :)

    1. Wiązka ma trafić w detektor w celu ustalenia jedynie, że trafiła w ten punkt. Żadnej transmisji danych.
    2. Ziemska atmosfera, nad jeziorem.
    3. Wielkość plamki u celu jest powiedzmy zależne od możliwości detektora. Dlatego oba elementy winny do siebie pasować.
    4. Oba elementy nie będą w ruchu.

  • #8 02 Mar 2016 19:21
    Joker.
    Poziom 30  

    Może takie elementy odblaskowe przy detektorze, odbiją wiązkę powrotną do ciebie.
    Laser dalekozasięgowy i detektor tegoż

  • #9 02 Mar 2016 21:07
    2712865
    Usunięty  
  • #10 02 Mar 2016 23:57
    Indoctrine
    Poziom 6  

    Ok, jaki laser i jaki detektor by się nadawał?
    Gdyby to było kilkaset metrów, to sprawa prostsza, ale tutaj chodzi o kilkanaście kilometrów i nie wiem jakie parametry oba urządzania winny spełniać...

    @Joker

    Ale to dalej wymaga detektora, obojętnie po której stronie :)

  • #11 03 Mar 2016 08:35
    Joker.
    Poziom 30  

    Mam na myśli że będziesz widział w tym elemencie odblaskowym odbitą wiązkę. Sam laser musisz chyba umieścić na statywie precyzyjnie regulowanym.

  • #12 03 Mar 2016 08:51
    DJ ANNUS
    Poziom 31  

    A masz wolny strzał na 15km i nie ma drzew, kopcących kominów i linii WN po drodze?

  • #13 03 Mar 2016 09:01
    Indoctrine
    Poziom 6  

    @Joker

    Samo widzenie to za mało, potrzebuję, by coś niezależnego od moich oczu powiedziało "widzę laser".

    @DJ ANNUS

    Tak, prosta linia, bez drzew, kominów, kabli i innych przeszkód terenowych.

  • #14 03 Mar 2016 09:48
    2712865
    Usunięty  
  • #15 03 Mar 2016 17:58
    kortyleski
    Poziom 40  

    Nie wiem czy panowie doczytaliscie że tu chodzi o 15km. Już samo umocowanie lasera tak by zmienne warunki atmosferyczne nie spowodowały pływania wiązki to duży problem. Do tego jezioro gdzie z założenia występuje mgła. Energia jest tylko energią i nie ma większego znaczenia czy to laser czy żarówka z solidną optyką. Dla mnie jest to niewykonalne domowymi sposobami.

  • #16 03 Mar 2016 18:54
    Art.B
    Poziom 26  

    Przy dobrze skolimowanej wiązce o rozbieżności rzędu 2 mrad mamy w odległości 15km średnicę rzędu 30m! Przy mocy wyjściowej lasera dajmy na to 500mW i powierzchniowej gęstości mocy ok 150W/m² zakładając średnicę wiązki 50mm (dla zmniejszenia efektów dyfrakcyjnych) daje to w maksymalnym uproszczeniu mniej niż 0,7mW/m² bez uwzględnienia efektów dyfrakcyjnych oraz rozpraszania i tłumienia w atmosferze. Ponadto 0,12° błąd celowania powoduje minięcie detektora. Warstwa przyziemna atmosfery jest ponadto silnie turbulentna i zapylona. Nie twierdzę, że realizacja tego zadania jest niewykonalna, ale jeśli ma to być tylko "sztuka dla sztuki" to szkoda czasu i pieniędzy (bo tanie to nie będzie).

  • #17 04 Mar 2016 10:27
    Indoctrine
    Poziom 6  

    @Art.B

    Rzeczywiście, wielkość plamki u celu wynosi około 30m. To bardzo komplikuje sprawę.
    Z drugiej strony - jakie parametry muszą mieć zatem lasery, które pingują Księżyc? Nawet z rozbieżnością 0,01 mrad na Księżyc dotrze półtorakilometrowa wiązka.

    Wychodzi na to, że niby tylko 15 kilometrów, ale sprawa jest nie do przeskoczenia.

  • #18 04 Mar 2016 10:56
    miszcz310
    Poziom 19  

    Jeżeli chodzi o takie zabawy to najprościej jest jak już tutaj koledzy napisali. Laser z allegro (ja bym brał zielony bo najlepiej widać). Zrobić, albo kupić zwierciadło rogowe (https://pl.wikipedia.org/wiki/Reflektor_rogowy) ustawić toto po jednej stronie jeziora (tak zrozumiałem). Przejść sobie na drugą i skolimować wiązkę (są takie laserki co to mają, oczywiście to nie zawsze może działać). Świecąc laserem i machajać w kierunku zwierciadła powinieneś widzieć odbicie. Jak widzisz to da się to zrobić lepiej jak nie widzisz to trzeba dalej kombinować.
    Wielkością plamki się nie przejmuj. Z tego co się orientuję to przy pomiarach księżyca stosuje się duże detektory do zbierania sygnału i dodatkowo jakiś lock-in (tak mi się wydaje) czyli tniesz wiązkę, którą wysyłasz, żeby mieć jakąś modulację i na podstawie modulacji odebranego sygnału wiesz czy to Ty strzelałeś czy to był szum. Tak mi się wydaje, że w podstawowej wersji się robi, ale dokładnych szczegółów nie znam.

    P.S. Oczywiście takie zabawy z machaniem laserem oczywiście w nocy, jak nie będzie dużego zanieczyszczenia innymi światłami to powinno się dać zobaczyć nawet bardzo słabe odbicie.

  • #19 04 Mar 2016 12:48
    2712865
    Usunięty  
  • #20 04 Mar 2016 12:57
    miszcz310
    Poziom 19  

    full_metal_jacket napisał:

    Nie ma co sie przejmowac wielkoscia wiazki, bo zawsze mozna postawic byle soczewke ogniskujaca wiazke z lasera. Na allegro widzialem duuze soczewki za jakies grosze. No i zawsze mozna uzyc wzmacniacza transimpedancyjnego aby wzmocnic sygnal. Jesli to nie pomoze to istnieja specjalne detektory np. fotodiody lawinowe albo fotopowielacze ktore moge dodatkowo wzmocnic slaby sygal. A jesli to nie pomoze to ludzie stosuja tzw. detektory pojedynczych fotonow.



    Mi się wydaje, że to już nie jest takie trywialne jak może wynikać z tego co piszesz. Stosując diody lawinowe albo fotopowielacze trzebaby jakoś odizolować inne sygnały, bo przecież te detektory będą wzmacniały cały szum z zewnątrz też. Wąskie filtry pasmowe optyczne już tanie nie są. Fotopowielacze zresztą też tanie nie są. Dodtakowo zrobić taki układ mobilnym też dosyć komplikuje kilka rzeczy. Co do detektorów pojedynczych fotonów to się nie wypowiem, bo nie wiem, ale wydaje mi się, że tam też trzeba jakoś odfiltrować sygnał wejściowy.

  • #21 04 Mar 2016 13:33
    2712865
    Usunięty  
  • #22 04 Mar 2016 13:38
    Art.B
    Poziom 26  

    Zatem powinieneś dobrze wiedzieć, że w lidarach stosuje się lasery impulsowe a nie CW, a moce w impulsie idą w megawaty...

  • #23 04 Mar 2016 13:44
    Indoctrine
    Poziom 6  

    @full_metal_jacket

    Ale czy średnica początkowa wiązki praktycznie nie wpływa na wielkość plamki przy tylu kilometrach? Sprawdziłem dla średnic od 1 mm do 100 mm i różnica jest na poziomie błędu statystycznego przy 30 metrowej plamce.
    Najbardziej wpływa z tego co widzę we wzorze właśnie rozbieżność, a także odległość.

  • #24 04 Mar 2016 14:13
    DJ ANNUS
    Poziom 31  

    Ok niech autor w końcu się pochwali co to za projekt, bo 23 posty takie sobie powstały nie wiadomo do czego to przyczepić.

  • #25 04 Mar 2016 14:24
    Art.B
    Poziom 26  

    Średnica początkowa wpływa na średnicę wiązki na dużych odległościach, a właściwie na średnicę jej maksimum dla n=0 (dyfrakcja Fraunhofera). Jeśli koniecznie chcesz zbudować działający układ, to daj laser impulsowy, sprzężony z optyką najlepiej zwierciadlaną (jakiś mały tani teleskop Newtona, np. 80mm). Kiedyś trafiały się na ebayu lasery YAG:Nd z rezonatorem z modulacją dobroci, dające parę MW w impulsach nanosekundowych. Emisja na 1064nm, pochodziły z dalmierzy wojskowych. Sam stosowałem takie coś do generacji drugiej harmonicznej w układzie pompowania lasera barwnikowego. Można taki laser sprzęgnąć z teleskopem zwierciadlanym i uzyskać wiązkę o bardzo małej rozbieżności (rzędu dziesiątych mrad). Ale nie jest to już bezpieczna zabawka i możesz po drodze pozbawić wzroku np. jakiegoś wędkarza na łódce lub brzegu.

  • #26 04 Mar 2016 14:27
    miszcz310
    Poziom 19  

    full_metal_jacket napisał:

    Ludzie w ukladach lidarowych do badania atmosfery bez problemu rejestruja swiatlo rozproszone w tyl (w kierunku lasera) od chmur i zanieczyszczen powietrza. Ktos wyzej policzyl, ze gestosc mocy 'rozdmuchanej' wiazki bedzie 0.7mW/m2. Nawet jesli zbierzesz z tego 10%, to zlapiesz 70 uW; teraz oswietlisz takim strumieniem swiatla zwykla fotodiode o wsp. 1 A/W to dostaniesz fotoprad 70 uA. Zwykly wzmacniacz transimpedancyjny o k=100 kOhm zrobi z tego 70e-6 A * 100e3 V/A= 7 V. Sygnal 7V zaobserwujesz z palcem w uchu. Wierz mi, to nie jest lot ma Ksiezyc - przez ostatnie 15 lat zajmowalem sie budowa laserow, wysylaniem swiatla na duze odleglosci i detekecja slabych sygnalow...


    Znaczy ja sobie zdaję sprawę, że z doświadczeniem (ja takiego nie mam niestety) to nie takie rzeczy da się robić :). Chodzi mi tylko o to, że chyba musisz dać jakiś filtr bo jak dasz po prostu wszystko na taką diodę ze wzmacniaczem to chyba zatkasz wszystko (mogę się mylić). Ja wiem, że bez problemów można mierzyć pW tylko, że moje doświadczenia ograniczają się do laboratorium, gdzie zazwyczaj jest optycznie przyjazne środowisko do pomiarów.

    P.S. Ja nie miałem intencji insynuować, że czegoś się tutaj nie da zrobić. Chodziło mi raczej, że autor może mieć problemy z zastosowaniem takich technik.

  • #27 04 Mar 2016 17:35
    bonanza
    Spec od Falowników

    Ja jeszcze przypomnę, że niektórzy sądzą, Ziemia jest prawdopodobnie kulista, a zwłaszcza powierzchnia jeziora. Widnokrąg piechura ma promień ok. 4,km, więc będzie potrzebny kawałek drabinki i solidny statyw.

 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME