¿Cómo se puede sincronizar la luz?

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Hay instrumentos de medición que miden la distancia al medir el tiempo que tarda un rayo de luz en regresar. Un ejemplo es un escáner LICA, que usa esta tecnología para hacer modelos 3D de objetos utilizando rayos láser.

La pregunta es: ¿cómo es posible medir el tiempo que tarda la luz en llegar del punto A al punto B y viceversa si la luz viaja tan rápido? ¿No es la electrónica demasiado lenta para medir tan pequeñas diferencias de tiempo? ¿Qué pasa con el momento en que los componentes electrónicos necesitan cambiar su estado?

    
pregunta sharkyenergy

2 respuestas

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En general, tales sistemas no utilizan mediciones de tiempo de vuelo, al menos no directamente. La luz es demasiado rápida para los sistemas actuales, si desea una mejor repetibilidad que unos pocos metros para un sistema rentable. Hay algunas cosas que puedes hacer: medición geométrica, interferometría, modulación.

Lo más simple que puedes hacer es usar la triangulación. Así es como funciona el equipo de medición de distancia barato utilizado en la construcción. Usted ilumina un rayo, se refleja, y lo toma de un sensor diferente cerca del receptor. Mida el ángulo y obtendrá una repetibilidad relativamente aproximada en el rango de 10 mm.

Si necesita una mejor repetibilidad, puede utilizar la interferometría. Simplemente se mide la diferencia en el cambio de fase. Esto puede llevarte a la repetibilidad. El problema aquí es que la longitud de onda cambia con las condiciones atmosféricas, por ejemplo. El aumento de 0,1 K en la temperatura genera un cambio de 1 ppm. Necesita compensar la temperatura, la presión, la humedad, etc. Además, esto le dará lecturas incrementales. Necesitas combinar esto con el método anterior.

Un método relativamente nuevo es enviar una forma de onda modulada. Cuando lo recibes, puedes utilizar el hecho de que conoces su forma. Esto se reduce a un problema de optimización. Un problema de optimización convexo para ser precisos. La principal desventaja aquí es que existe una relación entre el ancho de banda y el tiempo: el principio de incertidumbre. Pero puedes obtener resultados muy precisos.

    
respondido por el user110971
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La luz cubre 1 metro en 3.33 ns. Ese 3.33 ns (si fuera una forma de onda) tendría una frecuencia de 300 MHz, por lo que si tuviera un oscilador funcionando a 10 GHz, tendría una resolución de distancia de 3 cm. Si tuviera una frecuencia más alta, obtendría una mejor resolución de distancia.

No estoy diciendo que este tipo de circuitos sean triviales, pero existen.

    
respondido por el Andy aka

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