เทคนิคการวัดระยะด้วยเลเซอร์

เทคนิคการวัดระยะด้วยเลเซอร์

หลักการของเลเซอร์เครื่องวัดระยะ
นอกเหนือจากการนำเลเซอร์ไปใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อการแปรรูปวัสดุแล้ว ยังมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในด้านอื่นๆ เช่น อวกาศ การทหาร และอื่นๆ อีกด้วยการใช้งานเลเซอร์ในบรรดาการใช้งานเลเซอร์ต่างๆ นั้น การใช้งานเลเซอร์ในด้านการบินและการทหารกำลังเพิ่มขึ้น และการประยุกต์ใช้เลเซอร์ในด้านนี้ส่วนใหญ่คือการวัดระยะด้วยเลเซอร์ หลักการของการวัดระยะด้วยเลเซอร์คือ ระยะทางเท่ากับความเร็วคูณเวลา เมื่อกำหนดความเร็วของแสงแล้ว อุปกรณ์ตรวจจับจะสามารถตรวจจับเวลาที่แสงเดินทางได้ และสามารถคำนวณระยะทางของวัตถุที่ต้องการวัดได้
แผนภาพแสดงดังต่อไปนี้:

ปัจจัยการกระจายแสงเลเซอร์มีผลอย่างมากต่อความแม่นยำของเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ ปัจจัยการกระจายแสงคืออะไร? ตัวอย่างเช่น คนหนึ่งถือไฟฉาย อีกคนหนึ่งถือเลเซอร์พอยเตอร์ ระยะการส่องสว่างของเลเซอร์พอยเตอร์จะมากกว่าไฟฉาย เนื่องจากแสงจากไฟฉายมีการกระจายตัวมากกว่า และค่าที่วัดการกระจายตัวของแสงนี้เรียกว่าปัจจัยการกระจายแสงแสงเลเซอร์ตามทฤษฎีแล้วลำแสงจะขนานกัน แต่เมื่อระยะการทำงานไกล แสงจะเกิดการกระจายตัว หากลดมุมการกระจายตัวของแสง การควบคุมองศาการกระจายตัวของเลเซอร์จึงเป็นวิธีหนึ่งในการเพิ่มความแม่นยำของเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์

การประยุกต์ใช้เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์
เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ถูกนำไปใช้มากขึ้นในด้านอวกาศ เช่น ในภารกิจ Apollo 15 บนดวงจันทร์ มีการใช้ชุดอุปกรณ์พิเศษ คือ ตัวสะท้อนแสงมุมกว้าง ซึ่งใช้สะท้อนลำแสงเลเซอร์จากโลก โดยบันทึกเวลาเดินทางไปกลับเพื่อคำนวณระยะทางระหว่างโลกกับดวงจันทร์
ในขณะเดียวกัน เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ก็ถูกนำไปใช้ในด้านอื่นๆ ของอุตสาหกรรมการบินและอวกาศด้วยเช่นกัน:
1. เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ในการใช้งานทางทหาร
หลายคนออปโตอิเล็กทรอนิกส์ระบบติดตามบนเครื่องบินรบและอุปกรณ์ภาคพื้นดินติดตั้งเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ ซึ่งสามารถทราบระยะห่างของศัตรูได้อย่างแม่นยำและเตรียมการป้องกันได้อย่างเหมาะสม
2. การประยุกต์ใช้การวัดระยะด้วยเลเซอร์ในการสำรวจและทำแผนที่ภูมิประเทศ
เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ที่ใช้ในการสำรวจและทำแผนที่ภูมิประเทศโดยทั่วไปเรียกว่าเครื่องวัดความสูงด้วยเลเซอร์ ซึ่งส่วนใหญ่ติดตั้งบนเครื่องบินหรือดาวเทียมเพื่อวัดข้อมูลระดับความสูง
3. การประยุกต์ใช้การวัดระยะด้วยเลเซอร์ในการลงจอดอัตโนมัติของยานอวกาศ
การใช้ยานสำรวจไร้คนขับลงจอดบนพื้นผิวของวัตถุทางดาราศาสตร์เป้าหมาย เช่น ดวงจันทร์ ดาวอังคาร หรือดาวเคราะห์น้อย เพื่อการสำรวจภาคสนามหรือแม้แต่การเก็บตัวอย่างกลับมานั้น เป็นวิธีสำคัญที่มนุษย์จะใช้สำรวจจักรวาล และยังเป็นหนึ่งในประเด็นสำคัญสำหรับการพัฒนาการสำรวจอวกาศห้วงลึกในอนาคต การปล่อยดาวเทียมหรือยานสำรวจลงจอดอย่างนุ่มนวลบนพื้นผิวของดาวเคราะห์ดวงอื่นเป็นทิศทางสำคัญสำหรับการสำรวจอวกาศ
4. การประยุกต์ใช้การวัดระยะด้วยเลเซอร์การนัดพบและเชื่อมต่อยานอวกาศแบบอัตโนมัติในอวกาศ
การนัดพบและเชื่อมต่อยานอวกาศแบบอัตโนมัติในอวกาศเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและแม่นยำอย่างยิ่ง
กระบวนการนัดพบ หมายถึง การที่ยานอวกาศสองลำหรือมากกว่านั้นมาพบกันในวงโคจรอวกาศตามตำแหน่งและเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ระยะการปฏิบัติการอยู่ที่ 100 กิโลเมตรถึง 10 เมตร โดยการใช้ระบบนำทาง GPS, เรดาร์ไมโครเวฟ, ไลดาร์ และเซ็นเซอร์ภาพเชิงแสงในการเข้าใกล้ ส่วนการเชื่อมต่อยานอวกาศ หมายถึง การที่ยานอวกาศสองลำในวงโคจรอวกาศมาพบกันในโครงสร้างเชิงกลเดียวกัน ระยะการปฏิบัติการอยู่ที่ 10 เมตรถึง 0 เมตร ซึ่งส่วนใหญ่จะทำได้โดยใช้เซ็นเซอร์นำทางวิดีโอขั้นสูง (AVGS)

5. การประยุกต์ใช้การวัดระยะด้วยเลเซอร์ในด้านการตรวจจับเศษซากอวกาศ
การตรวจจับเศษซากอวกาศเป็นหนึ่งในสาขาการประยุกต์ใช้ที่สำคัญของเทคโนโลยีการตรวจจับด้วยเลเซอร์ในห้วงอวกาศลึก

สรุป
เลเซอร์เป็นเครื่องมือ! แต่มันก็เป็นอาวุธด้วย!