Немного оптики Опции

[Aoklyunin]

Всем доброго времени суток!

Передо мной стоит задача измерить скорость угловых перемещений лазера, не изменяя хода лучу. Лазер поворачивается от 0 до 90 градусов. Была идея взять ПЗС линейку, т.е. блок светодиодов, поставить перед лазером, и по тому, на какой диод попадает лазерный луч, получать угол. Но проблема в том, что ПЗС линейка не пропускает луч дальше.
Т.о. всё упёрлось в необходимость разработки какой-то оптической схемы, которая делит лазерный луч на 2, один идёт по тому же направлению, что и светил лазер изначально, а второй выходит уже на ПЗС линейку под пропорциональным углом. Как ни силился, не смог придумать такой оптической системы.

Заранее спасибо

[Alex11]

Стеклянная пластина, расположенная под 45 градусов к плоскости перемещения луча. Но луч все равно немного сместится, чем меньше толщина пластины, там меньше. Отражение от стекла обычно вполне достаточно для лазера, чтобы зафиксировать на ПЗС.

[kovigor]

Т.о. всё упёрлось в необходимость разработки какой-то оптической схемы, которая делит лазерный луч на 2, один идёт по тому же направлению, что и светил лазер изначально, а второй выходит уже на ПЗС линейку под пропорциональным углом.

Насколько я помню, такая система используется в накопителях CD-ROM. Попробуйте поискать, как она устроена.
Еще вариант - установленное под углом к лучу полупрозрачное зеркало ...

[_pv]

проволоку с диаметром сильно меньше размера луча натянуть поперёк лучу в плоскости его хода, будет небольшую часть света отражать во все стороны в том числе и на ПЗС, не смещаяя луча.

[Abell]

Передо мной стоит задача измерить скорость угловых перемещений лазера, не изменяя хода лучу. Лазер поворачивается от 0 до 90 градусов.

Извиняюсь спросить - чем перемещается луч лазера? Какой-то отражатель, или сам лазер на подвижном подвесе? Задача ловить луч лазера, или можно косвенно, положением привода отражателя/лазера?

[mcheb]

У лазера 2 зеркала, выходное и глухое. В глухом и надо датчик ставить

[kovigor]

В глухом и надо датчик ставить

Боюсь, тогда оно перестанет быть зеркалом ...

[Abell]

Ну как бы напрашивается призма - вот только замахаетесь ее такую искать, а потом всю эту систему настраивать и защищать от пыли, влаги, ударов, вибраций и неизбежного смещения луча в перпендикулярной отклонению плоскости

Должно быть какое-то другое решение, простое и недорогое - поищем?

Сообщение отредактировал Abell - Nov 16 2015, 15:02

[Guest_TSerg_*]

Визуализировать луч и на видеокамеру

[Aoklyunin]

Извиняюсь спросить - чем перемещается луч лазера? Какой-то отражатель, или сам лазер на подвижном подвесе? Задача ловить луч лазера, или можно косвенно, положением привода отражателя/лазера?

Задача ловить именно луч лазера

[Abell]

Задача ловить именно луч лазера

Это уже плохо, очень плохо, хуже задачу даже представить не могу, и даже представить - кто такие задачи ставит и не рассматривает разные варианты решения - тоже не могу
При любой визуализации подвижного луча - преломление, отражение, рассеивание - неизбежны потери и искажения, удачи!

[Onkel]

Всем доброго времени суток!

Передо мной стоит задача измерить скорость угловых перемещений лазера, не изменяя хода лучу. Лазер поворачивается от 0 до 90 градусов. Была идея взять ПЗС линейку, т.е. блок светодиодов, поставить перед лазером, и по тому, на какой диод попадает лазерный луч, получать угол. Но проблема в том, что ПЗС линейка не пропускает луч дальше.
Т.о. всё упёрлось в необходимость разработки какой-то оптической схемы, которая делит лазерный луч на 2, один идёт по тому же направлению, что и светил лазер изначально, а второй выходит уже на ПЗС линейку под пропорциональным углом. Как ни силился, не смог придумать такой оптической системы.

Заранее спасибо

а в более общем виде - считывать угол самого лазера, включен он или выключен - не получится? Лазер же на каком-то то подшипнике крутится, есть энкодеры с дыркой, хоть 10 тыс. шагов на оборот.

Задача ловить именно луч лазера

тогда надо конкретику рыть. Если в воздухе - то смотреть таблицы линий комбинационного рассеяния составляющих воздух газов и смотреть на длине волны стокс или антистокс, но это обойдется в копеечку. Если луч в воздухе поглощается (а он поглощается), то то, что поглощает, должно переизлучать, самый сильный эффект вродек как раз комбинационное рассеяние, его еще называют эффект рамана или рамана-ната.

[Tarbal]

Боюсь, тогда оно перестанет быть зеркалом ...

Имеется ввиду за глухим зеркалом. Но не всегда туда есть доступ.

Идея: поставьте объем в котором взвесь пыли. Смотрите камерой параллельно оси вращения.

По-русски комбинационное рассеяние эффектом Рамана не называют. По крайней мере когда я учился не называли. Поскольку комбинационное рассеяние происходит на веществах, молекулы которых имеют разнообразные колебательные и вращательные степени свободы, то с газами из которых состоит воздух ловить нечего. А вот органика богата такими веществами. Бензол, толуол и т.д.

Визуализировать луч и на видеокамеру

Понял откуда я получил идею

[Onkel]

Имеется ввиду за глухим зеркалом. Но не всегда туда есть доступ.

Идея: поставьте объем в котором взвесь пыли. Смотрите камерой параллельно оси вращения.

По-русски комбинационное рассеяние эффектом Рамана не называют. По крайней мере когда я учился не называли. Поскольку комбинационное рассеяние происходит на веществах, молекулы которых имеют разнообразные колебательные и вращательные степени свободы, то с газами из которых состоит воздух ловить нечего. А вот органика богата такими веществами. Бензол, толуол и т.д.



Понял откуда я получил идею

это когда же вы учились? я в 1982 г. мфти закончил - уже вовсю называли.
метан всегда присутствует. Так что как всегда технический вопрос сводится к финансовому.

[Tarbal]

это когда же вы учились? я в 1982 г. мфти закончил - уже вовсю называли.
метан всегда присутствует. Так что как всегда технический вопрос сводится к финансовому.

В МФТИ английский лучше изучали и пользоавались международными терминами. Метана так мало, что замучаетесь определять.

Так что все действительно упирается в финансы.

проволоку с диаметром сильно меньше размера луча натянуть поперёк лучу в плоскости его хода, будет небольшую часть света отражать во все стороны в том числе и на ПЗС, не смещаяя луча.

Или стекло с некоторым количеством дефектов поверхности. Проще будет настраивать.

[Onkel]

В МФТИ английский лучше изучали и пользоавались международными терминами. Метана так мало, что замучаетесь определять.

Так что все действительно упирается в финансы.



Или стекло с некоторым количеством дефектов поверхности. Проще будет настраивать.

В самом МФТИ рамановское рассеяние упоминалось немного, а конкретно его нам излагалали на лекциях (т.н. "спецкурсах" ) в ИРЭ (институт радиотехники и электроники), а потом я близкими темами занимался в Черноголовке в ИПТМ (осколок ИФТТ). Были шутники, называвшие явление и спектры "КРС", но в основном именно рамановский спектр и рамановское рассеяние.
Да, метана маловато. Я когда юстировал установку чтобы видеть хорошо лучи плескал немного жидкого азота. Просто рассеяние, на конденсате (тумане). Кстати, когда в Германии работал видел у сотрудников какие-то пыхалки / пульвелизаторы, для той же цели.

[_pv]

Или стекло с некоторым количеством дефектов поверхности. Проще будет настраивать.

у стекла показатель преломления есть, соответственно будет и смещение.
хотя так как требований в точности указано не было, какая-нибудь очень тонкая почти прозрачная плёнка возможно тоже вполне подойдёт.
дальше тупо вебкамерой на положение пятна на плёнке смотреть.

[Onkel]

у стекла показатель преломления есть, соответственно будет и смещение.
хотя так как требований в точности указано не было, какая-нибудь очень тонкая почти прозрачная плёнка возможно тоже вполне подойдёт.
дальше тупо вебкамерой на положение пятна на плёнке смотреть.

если из стекла сделать панорамное цилиндрическое стекло нужного радиуса, и поместить ось вращения в центр этого панорамного цилиндрического стекла, то смещения не будет. Если механика имеет две степени свободы - соответсвенно сферическое стекло. ну чисто иконоскоп (шутка)

[Tarbal]

если из стекла сделать панорамное цилиндрическое стекло нужного радиуса, и поместить ось вращения в центр этого панорамного цилиндрического стекла, то смещения не будет. Если механика имеет две степени свободы - соответсвенно сферическое стекло. ну чисто иконоскоп (шутка)

Но луч начнет расходиться. Правда наверное этим можно пренебречь.

[MiklPolikov]

Предлагаю:
На выходе из лазера пропускаем луч через экран с отверстием.
Так что бы луч проходил сквозь отверстие, и шёл куда надо, но краями края отверстия немного перекрывал.
На краях отверстия возникнет дифракция на краю щели, и вот полоски от этой дифракции уже и ловить матрицей.
Помимо отверстия можно получать дифракцию на массе других предметов, выбрав наиболее подходящий. Главное что бы 90% луча проходил мимо препятствия.

[Le Fou]

1 какова требуемая точность измерения угла?
2 в какой среде распространяется луч -- обычный воздух, чистая среда или вакуум?

Первый вопрос для понимания картины, второй - подумал может ловить рассеяние вдоль луча в среде. Но в вакууме будет не особо ))

[Bakradze]

как вариант - отслеживать изменение температуры воздуха в максимально ближайшей к лучу области - термопарными либо пироэлектрическими датчиками + АЦП (либо DigiPyro/DigiPile)...Но это при соответствующей мощчности излучения и наличия воздуха как такового, а также и иных газов, которые обеспечивают поглощение энергии в диапазоне свечения вышеуказанного лазера

Сообщение отредактировал Bakradze - Jan 28 2016, 11:07

[serj1979]

Прерывать луч лазера на некоторое время можно?
Измерять нужно постоянно или с какой то дискретностью?

[IMaxI]

А что если фокусировать на матрицу точку из которой лазерный луч излучается там всяко разно должны быть лучи которые расходятся (отражение от стенок корпуса коллиматора к примеру). То есть небольшой фокусирующий объектив и квадратная матрица, можно даже готовую камеру использовать. Квадратная потому что в зависимости от угла наблюдения и угла поворота будут смещения сфокусированного пятна на плоскости.