लेजर दूरी मापन मॉड्यूल का बीम विचलन और मापन प्रदर्शन पर इसका प्रभाव

लेजर दूरी माप मॉड्यूल उच्च परिशुद्धता वाले उपकरण हैं जिनका व्यापक रूप से स्वायत्त ड्राइविंग, ड्रोन, औद्योगिक स्वचालन और रोबोटिक्स जैसे क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। इन मॉड्यूल के कार्य सिद्धांत में आम तौर पर एक लेजर बीम उत्सर्जित करना और परावर्तित प्रकाश प्राप्त करके वस्तु और सेंसर के बीच की दूरी को मापना शामिल है। लेजर दूरी माप मॉड्यूल के विभिन्न प्रदर्शन मापदंडों में, बीम विचलन एक महत्वपूर्ण कारक है जो सीधे माप सटीकता, माप सीमा और अनुप्रयोग परिदृश्यों की पसंद को प्रभावित करता है।

1. बीम डायवर्जेंस की मूल अवधारणा

बीम डाइवर्जेंस उस कोण को संदर्भित करता है जिस पर लेजर बीम का क्रॉस-सेक्शनल आकार बढ़ता है क्योंकि यह लेजर एमिटर से दूर जाता है। सरल शब्दों में, बीम डाइवर्जेंस जितना छोटा होगा, प्रसार के दौरान लेजर बीम उतनी ही अधिक केंद्रित रहेगी; इसके विपरीत, बीम डाइवर्जेंस जितना बड़ा होगा, बीम उतनी ही व्यापक रूप से फैलेगी। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, बीम डाइवर्जेंस को आमतौर पर कोणों (डिग्री या मिलीरेडियन) में व्यक्त किया जाता है।

लेजर बीम का विचलन यह निर्धारित करता है कि यह किसी निश्चित दूरी पर कितना फैलता है, जो बदले में लक्ष्य वस्तु पर स्पॉट आकार को प्रभावित करता है। यदि विचलन बहुत बड़ा है, तो बीम लंबी दूरी पर एक बड़े क्षेत्र को कवर करेगा, जो माप सटीकता को कम कर सकता है। दूसरी ओर, यदि विचलन बहुत छोटा है, तो बीम लंबी दूरी पर बहुत अधिक केंद्रित हो सकता है, जिससे इसे ठीक से प्रतिबिंबित करना मुश्किल हो जाता है या यहां तक ​​​​कि परावर्तित संकेत की प्राप्ति को भी रोका जा सकता है। इसलिए, लेजर दूरी माप मॉड्यूल की सटीकता और अनुप्रयोग सीमा के लिए एक उपयुक्त बीम विचलन का चयन करना महत्वपूर्ण है।

2. लेजर दूरी माप मॉड्यूल प्रदर्शन पर बीम डायवर्जेंस का प्रभाव

बीम डायवर्जेंस सीधे लेजर डिस्टेंस मॉड्यूल की माप सटीकता को प्रभावित करता है। एक बड़े बीम डायवर्जेंस के परिणामस्वरूप एक बड़ा स्पॉट आकार होता है, जो बिखरी हुई परावर्तित रोशनी और गलत माप का कारण बन सकता है। लंबी दूरी पर, एक बड़ा स्पॉट आकार परावर्तित प्रकाश को कमजोर कर सकता है, जिससे सेंसर द्वारा प्राप्त सिग्नल की गुणवत्ता प्रभावित होती है, जिससे माप त्रुटियाँ बढ़ जाती हैं। इसके विपरीत, एक छोटा बीम डायवर्जेंस लेजर बीम को लंबी दूरी पर केंद्रित रखता है, जिसके परिणामस्वरूप एक छोटा स्पॉट आकार होता है और इस प्रकार उच्च माप सटीकता होती है। उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, जैसे कि लेजर स्कैनिंग और सटीक स्थानीयकरण, एक छोटा बीम डायवर्जेंस आम तौर पर पसंदीदा विकल्प होता है।

बीम डायवर्जेंस भी माप सीमा से निकटता से संबंधित है। बड़े बीम डायवर्जेंस वाले लेजर डिस्टेंस मॉड्यूल के लिए, लेजर बीम लंबी दूरी पर तेज़ी से फैल जाएगी, जिससे परावर्तित सिग्नल कमज़ोर हो जाएगा और अंततः प्रभावी माप सीमा सीमित हो जाएगी। इसके अतिरिक्त, एक बड़ा स्पॉट आकार कई दिशाओं से परावर्तित प्रकाश का कारण बन सकता है, जिससे सेंसर के लिए लक्ष्य से सिग्नल को सटीक रूप से प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है, जो बदले में माप परिणामों को प्रभावित करता है।

दूसरी ओर, एक छोटा बीम डायवर्जेंस लेजर बीम को केंद्रित रहने में मदद करता है, यह सुनिश्चित करता है कि परावर्तित प्रकाश मजबूत बना रहे और इस प्रकार प्रभावी माप सीमा का विस्तार हो। इसलिए, लेजर दूरी माप मॉड्यूल का बीम डायवर्जेंस जितना छोटा होगा, प्रभावी माप सीमा आम तौर पर उतनी ही आगे बढ़ेगी।

बीम डाइवर्जेंस का चुनाव भी लेजर डिस्टेंस मापन मॉड्यूल के अनुप्रयोग परिदृश्य से निकटता से जुड़ा हुआ है। लंबी दूरी और उच्च परिशुद्धता माप की आवश्यकता वाले परिदृश्यों के लिए (जैसे कि स्वायत्त ड्राइविंग में बाधा का पता लगाना, LiDAR), लंबी दूरी पर सटीक माप सुनिश्चित करने के लिए आमतौर पर एक छोटे बीम डाइवर्जेंस वाले मॉड्यूल को चुना जाता है।

कम दूरी के मापन, स्कैनिंग या कुछ औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों के लिए, कवरेज क्षेत्र को बढ़ाने और मापन दक्षता में सुधार करने के लिए बड़े बीम डायवर्जेंस वाले मॉड्यूल को प्राथमिकता दी जा सकती है।

बीम विचलन भी पर्यावरणीय परिस्थितियों से प्रभावित होता है। मजबूत परावर्तक विशेषताओं (जैसे औद्योगिक उत्पादन लाइनें या बिल्डिंग स्कैनिंग) वाले जटिल वातावरण में, लेजर बीम का फैलाव प्रकाश के परावर्तन और ग्रहण को प्रभावित कर सकता है। ऐसे मामलों में, एक बड़ा बीम विचलन एक बड़े क्षेत्र को कवर करके, प्राप्त सिग्नल की ताकत बढ़ाकर और पर्यावरणीय हस्तक्षेप को कम करके मदद कर सकता है। दूसरी ओर, स्पष्ट, अबाधित वातावरण में, एक छोटा बीम विचलन लक्ष्य पर माप को केंद्रित करने में मदद कर सकता है, इस प्रकार त्रुटियों को कम कर सकता है।

3. बीम डायवर्जेंस का चयन और डिजाइन

लेजर दूरी माप मॉड्यूल का बीम डायवर्जेंस आमतौर पर लेजर एमिटर के डिजाइन द्वारा निर्धारित किया जाता है। विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों और आवश्यकताओं के परिणामस्वरूप बीम डायवर्जेंस डिज़ाइन में भिन्नता होती है। नीचे कई सामान्य अनुप्रयोग परिदृश्य और उनसे संबंधित बीम डायवर्जेंस विकल्प दिए गए हैं:

• उच्च परिशुद्धता और लंबी दूरी माप:

उच्च परिशुद्धता और लंबी माप दूरी (जैसे सटीक माप, LiDAR और स्वायत्त ड्राइविंग) दोनों की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, आम तौर पर एक छोटे बीम विचलन को चुना जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि लेजर बीम लंबी दूरी पर एक छोटे स्पॉट आकार को बनाए रखता है, जिससे माप सटीकता और सीमा दोनों में वृद्धि होती है। उदाहरण के लिए, स्वायत्त ड्राइविंग में, LiDAR सिस्टम का बीम विचलन आमतौर पर दूर की बाधाओं का सटीक रूप से पता लगाने के लिए 1° से नीचे रखा जाता है।

• कम परिशुद्धता आवश्यकताओं के साथ बड़ा कवरेज:

ऐसे परिदृश्यों में जहां एक बड़े कवरेज क्षेत्र की आवश्यकता होती है, लेकिन सटीकता उतनी महत्वपूर्ण नहीं होती (जैसे रोबोट स्थानीयकरण और पर्यावरण स्कैनिंग), एक बड़ा बीम विचलन आमतौर पर चुना जाता है। यह लेजर बीम को एक व्यापक क्षेत्र को कवर करने की अनुमति देता है, जिससे डिवाइस की संवेदन क्षमताएं बढ़ जाती हैं, और यह त्वरित स्कैनिंग या बड़े क्षेत्र का पता लगाने के लिए उपयुक्त हो जाता है।

• इनडोर लघु-दूरी माप:

इनडोर या शॉर्ट-रेंज माप के लिए, एक बड़ा बीम डायवर्जेंस लेजर बीम के कवरेज को बढ़ाने में मदद कर सकता है, जिससे अनुचित प्रतिबिंब कोणों के कारण माप त्रुटियों को कम किया जा सकता है। ऐसे मामलों में, एक बड़ा बीम डायवर्जेंस स्पॉट आकार को बढ़ाकर स्थिर माप परिणाम सुनिश्चित कर सकता है।

4. निष्कर्ष

बीम डायवर्जेंस लेजर दूरी माप मॉड्यूल के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारकों में से एक है। यह माप सटीकता, माप सीमा और अनुप्रयोग परिदृश्यों के चयन को सीधे प्रभावित करता है। बीम डायवर्जेंस का उचित डिज़ाइन लेजर दूरी माप मॉड्यूल के समग्र प्रदर्शन को बढ़ा सकता है, जिससे विभिन्न अनुप्रयोगों में इसकी स्थिरता और दक्षता सुनिश्चित होती है। जैसे-जैसे लेजर दूरी माप प्रौद्योगिकी विकसित होती जा रही है, बीम डायवर्जेंस को अनुकूलित करना इन मॉड्यूल की अनुप्रयोग सीमा और माप क्षमताओं को बढ़ाने में एक महत्वपूर्ण कारक बन जाएगा।

लुमिस्पॉट

पता: बिल्डिंग 4#, नंबर 99 फुरोंग 3 रोड, ज़िशान जिला वूशी, 214000, चीन

टेलीफोन: + 86-0510 87381808.

मोबाइल: + 86-15072320922

Email: sales@lumispot.cn