Опубликовано: 28, 06, 2013

Недостаток газовых гелий-неоновых лазеров



Гелий недостатки

Большинство газовых гелий-неоновых лазеров как источников излучения кроме достоинств имеют и недостаток — угловую нестабильность направления распространения пучка лучей во времени. Она может явиться одним из источников ошибок в геодезических измерениях. Причиной нестабильности направления луча ОКГ, как показали исследования, является изменение температуры лазера.

Включенный прибор нагревается из-за выделения тепла спиралью подогревного катода газоразрядной трубки и от окружающей среды, если он был перенесен из помещения на открытую площадку с более высокой температурой, поэтому происходит тепловое расширение, а следовательно, и деформация несущей конструкции лазера, которые в свою очередь изменяют геометрию резонатора. Такой процесс деформаций для разных типов лазеров может занимать различное время и определяется временем установления теплового баланса. Так, для лазера ОКГ-11 с телескопической трубой визира ЛВ-2 время установления теплового баланса достигает 10-20 мин, в течение которых луч лазера (после выхода из коллиматора) изменяет свое направление в вертикальной плоскости до 30-60. Приведены графики изменений угла наклона луча лазера ОКГ-11 с телескопической оптической системой: с момента включения и зависимости температуры нагрева прибора от времени для пяти серий наблюдений.

При исследовании отсчеты снимались через каждые 30 с в течение первых 10 мин и через 1 мин в последующие 10 мин. Температура корпуса прибора и окружающей среды на расстоянии 2 м от прибора измерялись термопарами с точностью 0,1° С. За время эксперимента изменение температуры окружающей среды не превышало 1,5° С.

Результаты экспериментальных исследований, выполненных в Московском институте инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии с помощью высокоточных оптико-электронных угломерных устройств. Из графика видно, что для лазера ОКГ-13 время установления окончательного теплового баланса может достигать одного часа и более и луч лазера за указанный промежуток времени изменит направление до 40, для лазера ОКГ-12 это время составляет около 40 мин при изменении направления до 150.

Использование лазеров с холодными катодами (типа ЛГ-52) в значительной степени позволяет повысить стабильность пространственного положения лазерного луча и снизить угловые флуктуации до 5-10.

Поскольку при выполнении инженерно-геодезических работ лазер, как правило, применяют совместно с коллимирующей телескопической системой, которая в число крат увеличения трубы уменьшает угловой дрейф луча, то при измерениях пониженной точности можно работать с лазером, начиная с момента его включения.

Однако при выполнении высокоточных работ с использованием лазеров с подогревными катодами измерения необходимо начинать после прогрева лазера и периодически контролировать положение луча.

Указанные неудобства можно преодолеть, если в лазерных приборах создавать устройства автоматической коррекции углового положения луча.

Оставить комментарий