| Line 113... |
Line 113... |
| 113 |
\includepdf[pages={1,2},landscape=false]{zadavaci_list.pdf}
|
113 |
\includepdf[pages={1,2},landscape=false]{zadavaci_list.pdf}
|
| 114 |
|
114 |
|
| 115 |
\begin{abstract}
|
115 |
\begin{abstract}
|
| 116 |
Práce se zabývá prověřením možnosti použití diodově čerpaného pevnotlátkového laserového modulu generujícího výstupní záření 532nm, jako laserového vysílače vhodného, pro miniaturní laserový dálkoměr. Tyto laserové moduly jsou běžně používány v zelených laserových ukazovátkách, proto jsou velmi dobře dostupné na rozdíl od polovodičových laserových diod pro tyto vlnové délky.
|
116 |
Práce se zabývá prověřením možnosti použití diodově čerpaného pevnotlátkového laserového modulu generujícího výstupní záření 532nm, jako laserového vysílače vhodného, pro miniaturní laserový dálkoměr. Tyto laserové moduly jsou běžně používány v zelených laserových ukazovátkách, proto jsou velmi dobře dostupné na rozdíl od polovodičových laserových diod pro tyto vlnové délky.
|
| 117 |
|
117 |
|
| 118 |
\textbf{Klíčová slova:} DPSSFD, laserový vysílač, laserový dálkoměr, zelené ukazovátko, 532nm.
|
118 |
\textbf{Klíčová slova:} DPSSFD, laserový vysílač, laserový dálkoměr, zelené ukazovátko, 532nm, ceilometr.
|
| 119 |
|
119 |
|
| 120 |
\end{abstract}
|
120 |
\end{abstract}
|
| 121 |
|
121 |
|
| 122 |
\selectlanguage{english}%
|
122 |
\selectlanguage{english}%
|
| 123 |
\begin{abstract}
|
123 |
\begin{abstract}
|
| 124 |
This thesis is aimed on investigation of use an diode pumped solid state frequency doubled laser module as LASER transmitter for miniature laser range finder. This module is widely used in green laser pointers. Because of this it is easily available in oposition to semiconductor laser diodes for this wavelenghts.
|
124 |
This thesis is aimed on investigation of use an diode pumped solid state frequency doubled laser module as LASER transmitter for miniature laser range finder. This module is widely used in green laser pointers. Because of this it is easily available in oposition to semiconductor laser diodes for this wavelenghts.
|
| 125 |
|
125 |
|
| 126 |
\textbf{Keywords:} DPSS module, green laser pointer, laser range finder, miniature laser rangefinder construction, laser diode pulser circuit.
|
126 |
\textbf{Keywords:} DPSS module, green laser pointer, laser range finder, miniature laser rangefinder construction, laser diode pulser circuit, Laser Ceilometer.
|
| 127 |
\end{abstract}
|
127 |
\end{abstract}
|
| 128 |
\selectlanguage{czech}%
|
128 |
\selectlanguage{czech}%
|
| 129 |
|
129 |
|
| 130 |
\newpage
|
130 |
\newpage
|
| 131 |
|
131 |
|
| Line 445... |
Line 445... |
| 445 |
\subsection{Generace druhé harmonické}
|
445 |
\subsection{Generace druhé harmonické}
|
| 446 |
|
446 |
|
| 447 |
Samotná generace druhé harmonické je nelineárním jevem, v materiálu krystalu
|
447 |
Samotná generace druhé harmonické je nelineárním jevem, v materiálu krystalu
|
| 448 |
|
448 |
|
| 449 |
|
449 |
|
| - |
|
450 |
\begin{comment}
|
| 450 |
|
451 |
|
| 451 |
\section{Zdroje ztrátového výkonu v DPSSFD}
|
452 |
\section{Zdroje ztrátového výkonu v DPSSFD}
|
| 452 |
|
453 |
|
| 453 |
\subsection{Účinnost čerpací diody}
|
454 |
\subsection{Účinnost čerpací diody}
|
| 454 |
|
455 |
|
| 455 |
Pro správnou funkci čerpání aktivního prostředí je nutné, aby čerpací dioda emitovala záření co nejpřesněji kopírující špičku absorpce, aktivního materiálu \acrshort{Nd:YVO}, který se za běžných podmínek nachází na 808,5nm.
|
456 |
Pro správnou funkci čerpání aktivního prostředí je nutné, aby čerpací dioda emitovala záření co nejpřesněji kopírující špičku absorpce, aktivního materiálu \acrshort{Nd:YVO}, který se za běžných podmínek nachází na 808,5nm.
|
| Line 465... |
Line 466... |
| 465 |
|
466 |
|
| 466 |
\subsection{Konverzní účinnost na druhou harmonickou}
|
467 |
\subsection{Konverzní účinnost na druhou harmonickou}
|
| 467 |
|
468 |
|
| 468 |
\subsection{Celková účinnost modulu}
|
469 |
\subsection{Celková účinnost modulu}
|
| 469 |
|
470 |
|
| - |
|
471 |
\end{comment}
|
| - |
|
472 |
|
| - |
|
473 |
|
| 470 |
\section{Dosavadní řešení problému}
|
474 |
\section{Dosavadní řešení problému}
|
| 471 |
|
475 |
|
| 472 |
Existuje několik typů meteorologických přístrojů určených k měření výšky základny oblačnosti
|
476 |
Existuje již mnoho typů meteorologických přístrojů určených k měření výšky základny oblačnosti. Například jsou to laserové ceilometry Vaisala CL51 a CL31 oba využívají jako vysílač polovodičovou InGaAs diodu pracující na vlnové délce 910 nm. Detektor a vysílač mají koaxiální optiku s jednou společnou vnější čočkou. Energii ve výstupním impulzu výrobce neudává, ale zařízení je deklarováno jako Class 1M IEC/EN 60825-1.
|
| - |
|
477 |
|
| - |
|
478 |
|
| - |
|
479 |
|
| - |
|
480 |
|
| 473 |
|
481 |
|
| 474 |
Speciálně pak pro aplikaci zabezpečení automatických teleskopů před poškozením možnými srážkami bylo v minulosti vyvinuto již několik přístrojů většinou pracujících na principu pasivní detekce termálního IR záření generovaného povrchem Země a odraženého od případné oblačnosti v atmosféře. Tato metoda, je velmi spolehlivá a používá se na mnoha automatických observatořích po celém světě. Má však ale díky svému pasivnímu principu nedostatky způsobené jednak roční variabilitou teplot a také geografickou polohou, proto vyžaduje poměrně dlouhotrvající kalibraci zařízení na lokální podmínky. Další nevýhodou, je pak také malé prostorové rozlišení. Například senzor MRAKOMĚR 4 má \acrshort{FOV} 40$^\circ$ což způsobuje koplikace při některých meteorologických situacích, kdy se například nad observatoří vyskytuje hustá kumulovitá oblačnost avšak místy obsahující trhliny, kterými by bylo možné potenciálně některé astronomické jevy ještě pozorovat.
|
482 |
Speciálně pak pro aplikaci zabezpečení automatických teleskopů před poškozením možnými srážkami bylo v minulosti vyvinuto již několik přístrojů většinou pracujících na principu pasivní detekce termálního IR záření generovaného povrchem Země a odraženého od případné oblačnosti v atmosféře. Tato metoda, je velmi spolehlivá a používá se na mnoha automatických observatořích po celém světě. Má však ale díky svému pasivnímu principu nedostatky způsobené jednak roční variabilitou teplot a také geografickou polohou, proto vyžaduje poměrně dlouhotrvající kalibraci zařízení na lokální podmínky. Další nevýhodou, je pak také malé prostorové rozlišení. Například senzor MRAKOMĚR 4 má \acrshort{FOV} 40$^\circ$ což způsobuje koplikace při některých meteorologických situacích, kdy se například nad observatoří vyskytuje hustá kumulovitá oblačnost avšak místy obsahující trhliny, kterými by bylo možné potenciálně některé astronomické jevy ještě pozorovat.
|
| 475 |
|
483 |
|
| 476 |
\subsection{Jiné pulzní dálkoměry}
|
484 |
\subsection{Jiné pulzní dálkoměry}
|
| 477 |
|
485 |
|
| Line 569... |
Line 577... |
| 569 |
|
577 |
|
| 570 |
|
578 |
|
| 571 |
|
579 |
|
| 572 |
\subsection{Běžné provozní hodnoty}
|
580 |
\subsection{Běžné provozní hodnoty}
|
| 573 |
|
581 |
|
| 574 |
Za běžných provozních hodnot je laserový modul provozován v pracovním bodě.
|
582 |
Za běžných provozních hodnot je laserový modul provozován v pracovním bodě uvedeném v tabulce \ref{parametry_puvodni_regulator}. A záření vystupující z modulu nemá výraznou časovou strukturu.
|
| 575 |
|
583 |
|
| 576 |
|
584 |
|
| 577 |
\begin{table}[htbp]
|
585 |
\begin{table}[htbp]
|
| 578 |
\caption{Parametry laserového modulu s původním regulátorem}
|
586 |
\caption{Parametry laserového modulu s původním regulátorem}
|
| 579 |
\begin{center}
|
587 |
\begin{center}
|
| 580 |
\begin{tabular}{ccc}
|
588 |
\begin{tabular}{ccc}
|
| 581 |
\hline
|
589 |
\hline
|
| 582 |
Parametr & hodnota & \\ \hline
|
590 |
Parametr & hodnota & \\ \hline
|
| 583 |
Výstupní výkon [mW] & 20mW & \\
|
591 |
Výstupní výkon CW [mW] & 20 & \\
|
| 584 |
Napěťový úbytek na LD [V] & 2,24 & \\
|
592 |
Napěťový úbytek na LD [V] & 2,24 & \\
|
| 585 |
Proud čerpací diodou [mA] & & \\
|
593 |
Proud čerpací diodou [mA] & 167-230 & Záleží na teplotě a typu modulu \\
|
| 586 |
\hline
|
594 |
\hline
|
| 587 |
\end{tabular}
|
595 |
\end{tabular}
|
| 588 |
\end{center}
|
596 |
\end{center}
|
| 589 |
\label{parametry_puvodni_regulator}
|
597 |
\label{parametry_puvodni_regulator}
|
| 590 |
\end{table}
|
598 |
\end{table}
|
| Line 595... |
Line 603... |
| 595 |
Hlavní rozdíl mezi moduly je výrobcem udávaný kontinuální výstupní výkon modulu a pracovní napětí, které je u 20mW modulu udáváno jako 3V a u 5mW modulu 5V. U testovaných levných laserových modulů nebyl zjištěn žádný výrazný konstrukční rozdíl. Pouze výkonnější z modulů (20mW) má masivnější materiál okolo výstupní optiky, patrně kvůli zlepšení přestupu odpadního tepla do pláště ukazovátka.
|
603 |
Hlavní rozdíl mezi moduly je výrobcem udávaný kontinuální výstupní výkon modulu a pracovní napětí, které je u 20mW modulu udáváno jako 3V a u 5mW modulu 5V. U testovaných levných laserových modulů nebyl zjištěn žádný výrazný konstrukční rozdíl. Pouze výkonnější z modulů (20mW) má masivnější materiál okolo výstupní optiky, patrně kvůli zlepšení přestupu odpadního tepla do pláště ukazovátka.
|
| 596 |
Ostatní části jsou identické u obou výkonových verzí včetně samotného aktivního krystalu. Nelze však jednoduše potvrdit, že je identická i samotná čerpací dioda, neboť na jejím pouzdře chybí typové označení. Existuje možnost že je uvedeno na boční straně diody, ale k němu se nelze jednoduchým způsobem dostat bez totální destrukce modulu, protože čerpací dioda je zalepena v masivním mosazném elementu.
|
604 |
Ostatní části jsou identické u obou výkonových verzí včetně samotného aktivního krystalu. Nelze však jednoduše potvrdit, že je identická i samotná čerpací dioda, neboť na jejím pouzdře chybí typové označení. Existuje možnost že je uvedeno na boční straně diody, ale k němu se nelze jednoduchým způsobem dostat bez totální destrukce modulu, protože čerpací dioda je zalepena v masivním mosazném elementu.
|
| 597 |
|
605 |
|
| 598 |
Původní řídící elektronika je taktéž stejná u obou modulů a neliší se ani hodnotami součástek.
|
606 |
Původní řídící elektronika je taktéž stejná u obou modulů a neliší se ani hodnotami součástek.
|
| 599 |
|
607 |
|
| 600 |
Optický výstupní výkon modulů byl změřen miliwattmetrem a bylo zjištěno, že v základním nastavení se výstupní výkony všech testovaných modulů pohybují okolo 20mW CW.
|
608 |
Optický výstupní výkon modulů byl změřen miliwattmetrem a bylo zjištěno, že v základním nastavení se výstupní výkony všech testovaných modulů s výstupním závitem M10 pohybují okolo 20mW CW nezávisle na objednaném typu (5mW, 10mW, 20mW).
|
| 601 |
|
609 |
|
| 602 |
\section{Měření krátkých světelných impulzů}
|
610 |
\section{Měření krátkých světelných impulzů}
|
| 603 |
|
611 |
|
| 604 |
K tomu, aby bylo možné kvantifikovat dosažené parametry laserového vysílače, je potřeba umět změřit i výstupní časový průběh intenzity záření v impulzu. K tomuto účelu se obvykle využívá zapojení předepjaté PIN fotodiody, která pak díky svojí nízké parazitní kapacitě pracuje jako vhodný snímač pro velmi rychlé děje. Pro účely měření byl jeden takový snímač zkonstruován. Jeho zapojení je znázorněno na obrázku \ref{schema_detektoru}. Použitá PIN dioda je CENTRONIC - OSD1-5T s kapacitou přechodu 7pF a aktivní plochou 1mm$^2$ \cite{PIN_dioda}.
|
612 |
K tomu, aby bylo možné kvantifikovat dosažené parametry laserového vysílače, je potřeba umět změřit i výstupní časový průběh intenzity záření v impulzu. K tomuto účelu se obvykle využívá zapojení předepjaté PIN fotodiody, která pak díky svojí nízké parazitní kapacitě pracuje jako vhodný snímač pro velmi rychlé děje. Pro účely měření byl jeden takový snímač zkonstruován. Jeho zapojení je znázorněno na obrázku \ref{schema_detektoru}. Použitá PIN dioda je CENTRONIC - OSD1-5T s kapacitou přechodu 7pF a aktivní plochou 1mm$^2$ \cite{PIN_dioda}.
|
| 605 |
|
613 |
|