تتميز مصادر الضوء العادية بضعف توجيهها، مما يؤثر على دقة قياس المسافة. منذ ظهور أول ليزر من ابتكار مايمان عام 1960، استحوذ قياس المسافة بالليزر تدريجيًا على سوق قياس المسافة. يعتمد قياس المسافة بالليزر على تقنية تستخدم زمن انتشار شعاع الليزر لقياس بُعد الهدف. يُولّد الليزر نبضة ليزرية ويقيس زمن ذهابها وإيابها لتحديد المسافة. يعتمد مبدأ عمله على معرفة سرعة الضوء، وثبات سرعة انتشاره في معظم الأوساط، كالهواء. توجد أنواع عديدة من الليزر شائعة الاستخدام في مجال قياس المسافة بالليزر، وتُصنّف أساسًا وفقًا لمبدأ عملها وخصائصها. فيما يلي بعض أنواع الليزر الشائعة الاستخدام في قياس المسافة بالليزر:

1. الليزر ذو الحالة الصلبة:

ليزر Nd:YAG: يستخدم بلورة غارنيت الألومنيوم الإيتريوم المطعم بالنيوديميوم كوسيط نشط، ويعمل عادة في نطاق الأشعة تحت الحمراء، وهو مناسب لتطبيقات تحديد المدى لمسافات طويلة.

ليزر Er:YAG: يستخدم بلورات غارنيت الألومنيوم الإيتريوم المطعمة بالإربيوم، ويعمل عادة في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة، ويمكن استخدامه في تطبيقات مثل تحديد المدى الجوي.

2. ليزرات أشباه الموصلات:

ليزرات الديود: ليزرات تعتمد على مواد أشباه الموصلات، صغيرة وفعالة، وتستخدم غالبًا في أنظمة تحديد المدى القريب وأنظمة LiDAR.

3. ليزرات الغاز:

ليزر ثاني أكسيد الكربون: يستخدم في تطبيقات مثل تحديد المدى لمسافات طويلة في الغلاف الجوي ومراقبة تلوث الغلاف الجوي.

4. ليزرات الألياف: تستخدم الألياف البصرية كوسيط ليزر، وهي مناسبة لاحتياجات تحديد المدى عالية الدقة والمستقرة.

تعتمد دقة تقنية قياس المسافة بالليزر بشكل أساسي على دقة قياس الوقت واستقرار عملية إرسال واستقبال نبضات الليزر. ولتحسين دقة القياس، من الضروري عادةً استخدام أجهزة قياس وقت دقيقة وليزر عالي الجودة. تُكرّس شركة RealLight جهودها منذ أكثر من عشر سنوات في مجال البحث والتطوير وإنتاج الليزر، حيث تُعالج التحديات وتُواكب التطورات. وقد طورت الشركة بشكل مستقل وأنتجت سلسلة من الليزرات المُستخدمة في قياس المسافة بالليزر، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر، ليزر زجاج الإربيوم الآمن للعين بطول موجي 1535 نانومتر، وليزر Nd:YAG بطول موجي 1064 نانومتر، وليزر الرقاقة الدقيقة بطول موجي 532 نانومتر. وتُستخدم هذه الليزرات في مجالات واسعة، منها أجهزة قياس المسافة بالليزر، ورادارات تحديد المواقع الجوية، وأجهزة الليدار، والتصوير المعتمد على المسافة، وقياس عمق السواحل، ورسم خرائط الغابات، والبحوث العلمية، وغيرها.

تتميز أجهزة قياس المسافة بالليزر النبضي بصغر حجمها وخفة وزنها، واعتمادها الكامل على الحالة الصلبة، وكفاءتها العالية، وموثوقيتها الفائقة، وسرعتها العالية. ولذلك، فهي تُستخدم على نطاق واسع في مجالات البناء والقياس والتحكم وغيرها. تتميز سلسلة MCA من ليزرات الحالة الصلبة ذات التبديل Q السلبي والمضخّة بأشباه الموصلات، والتي طورتها شركة RealLight بشكل مستقل، بثبات طاقة النبضة الواحدة، وجودة شعاع ممتازة، فضلاً عن استقرارها وموثوقيتها. تم دمج وحدة الضخ شبه الموصلة وبلورة الليزر في تصميم واحد، مما يجعل رأس الليزر صغير الحجم وسهل التركيب والدمج. يدعم النظام التشغيل الداخلي والخارجي. تشمل هذه السلسلة من المنتجات أربعة أطوال موجية: 1064 نانومتر، و532 نانومتر، و355 نانومتر، و266 نانومتر. يمكن للعملاء استخدام الوحدة المغلقة بالكامل داخل رأس الليزر لأغراض التطوير والتطبيق الثانوي. على سبيل المثال: يمكن استخدام ليزر الرقاقة الدقيقة بطول موجي 532 نانومتر، المزود بمحول زمني رقمي من طراز TDC-GP22 ضمن سلسلة TDC-GPX التي طورتها شركة ACAM، مع قياس الاستيفاء للحصول على فواصل زمنية عالية الدقة، مما يتيح تقديم دورات تجريبية في قياس المدى بالليزر النبضي في الكليات والجامعات. ويمكن أن يصل عرض نبضة الليزر بطول موجي 1064 نانومتر إلى 1.2 نانوثانية، وطاقة النبضة إلى 120 ميكرو جول، وأعلى تردد تكرار إلى 20 كيلو هرتز، مما يجعله مناسبًا لقياس المسافات الطويلة جدًا. وفيما يلي المواصفات التفصيلية:

مع تطور العصر، ظهرت متطلبات جديدة في مجال تحديد المدى بالليزر، أهمها سلامة العين. في هذا السياق، يتميز ليزر الإربيوم الزجاجي (Er:glass) بطول موجي 1535 نانومتر، والذي طورته شركة RealLight، بعرض نبضة ليزرية يتراوح بين 5 و8 نانوثانية، وطاقة نبضة تتراوح بين 100 و1000 ميكرو جول. يعتمد هذا الليزر على تقنية تغليف أشباه الموصلات، حيث تم دمج وحدة الضخ وبلورة الليزر بشكل كامل ومحكم الإغلاق. يتميز الليزر بصغر حجمه وخفة وزنه (أخف وزن له 8 غرامات)، ونطاق درجة حرارة واسع يتراوح بين -40 و65 درجة مئوية. وهو مناسب لتطبيقات تحديد المدى المحمولة، وتوجيه الأسلحة، والوحدات المحمولة، والصمامات، ومراقبة الحدود. فيما يلي المواصفات التفصيلية:

يتطلب اختيار نوع الليزر المناسب لتطبيق معين مراعاة عوامل مثل طول الموجة، والطاقة، واستقرار التردد، وخصائص النبض، والتكلفة. وقد تتميز أنواع الليزر المختلفة بمزاياها الخاصة في تطبيقات قياس المدى المختلفة.

تنويه: بعض محتوى هذه المقالة مأخوذ من الإنترنت، وذلك لأغراض البحث التقني وتبادل المعلومات. وهي مخصصة فقط للاطلاع والتعلم. في حال وجود أي أخطاء في الوصف أو أخطاء أكاديمية، يُرجى إبلاغنا بها فورًا. في حال وجود أي مشاكل متعلقة بحقوق النشر، يُرجى التواصل معنا وسنقوم بالتحقق منها وحذفها في أقرب وقت ممكن.