-e-
-e-
-e
e-
wv
WAH
e2 -e, -h r
h r
VW
sf
-VW*
WAf
straling
Radiogoiver
straling
Stralingsbereik
Microgolven
Frequenties en golflengten
Golflengte
Fig. 1. Elektromagnetische straling kan zich
op verschillende manieren manifesteren, af
hankelijk van de golflengte of de frequentie.
Licht is elektromagnetische straling met golf
lengten tussen 400 en 700 nanometer (nm.).
meer fotonen die in de lengterichting van de staaf bewogen; er trad
versterking (Amplification) op.
Een klein deel van de fotonen verliet de staaf door de niet 100%
reflecterende zijde: de laserstraal.
landmeetkundige toepassingen afvalt. Men is er inmiddels wel in
geslaagd een zichtbare diodelaser te ontwikkelen, maar deze is nog
niet commercieel beschikbaar.
Toepassingen
Er zijn duizenden stoffen bekend, die laserwerking kunnen vertonen.
Het betreft zowel gassen, vloeistoffen als vaste stoffen. Voor „land
meetkundige" instrumenten wordt een beperkt aantal stoffen ge
bruikt. Op de eerste plaats „HeNe" (Helium Neon), een gasmengsel
dat een rode laserstraal voortbrengt. Daarnaast worden in toe
nemende mate diodelasers toegepast, waarvoor veelal het halfgelei
der materiaal „GaAs" (Gallium Arsenide) wordt gebruikt.
Vergeleken met HeNe-lasers zijn diodelasers goedkoper, compacter
en zuiniger. Het belangrijkste nadeel van de GaAs-diodelaser is de
infrarode, dus niet zichtbare, straal, waardoor deze voor bepaalde
Absorpt1e
E,
h r
Spontone emissie
Fig. 3. In 1960 gelukte het Theodore Maiman in de Hughes Research
Laboratories om met een staaf robijnkristal een intensief rode stra
ling op te wekken, die aanwijsbaar door gestimuleerde emissie werd
veroorzaakt.
Tenslotte kan nog een type laser worden vermeld, die gebaseerd is
op het metaal Neodymium (Nd), ingebouwd in het YAG-kristal
(Yttrium Aluminium Granaat) of ook wel in glas. Dit type heeft even
eens een infrarode laserstraal.
Gestimuleerde emissie
E
hf
hf
Fig. 2. Schematische weergave van de interactie tussen elektro
magnetische straling en materie. E1 is het laagste energieniveau
(grondtoestand) en E2 is een hoger energieniveau (aangeslagen
toestand). De energie van het lichtdeeltje (foton) E2 E1 hf,
waarin de constante van Planck h (- 6,6261 x 10~34 joule x sec.)
en f de frequentie van het foton.
Licht dat afkomstig is van een laser, heeft vergeleken met conventio
nele lichtbronnen een aantal unieke eigenschappen. De spectrale
zuiverheid, het hoge uitgangsvermogen en de geringe divergentie
zijn van belang voor landmeetkundige toepassingen.
Laserlicht is in hoge mate monochromatisch, dit wil zeggen het
grootste deel van de uitgezonden straling heeft dezelfde kleur
golflengte). Deze spectrale zuiverheid is met name belangrijk voor
het meten van lange afstanden.
Wat betreft het uitgangsvermogen van een laser wordt onderscheid
gemaakt in een continue golf met laag vermogen en korte pulsen met
een hoog piekvermogen. Een continue golf wordt gebruikt voor het
realiseren van een referentielijn of -vlak en voor afstandmeting via
het meten van het faseverschil tussen de uitgezonden en ontvangen
golf. De pulse mode wordt gebruikt voor afstandmeting via het meten
van de tijd die verloopt tussen het versturen en ontvangen van de
NGT GEODESIA 90 - 1
17
