Geri Dön

Lidar için optik sistem tasarımı

Optical system design for a lidar

  1. Tez No: 222581
  2. Yazar: HAKAN ÇETİNKAYA
  3. Danışmanlar: PROF.DR. CANKUT ÖRMECİ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Jeodezi ve Fotogrametri, Physics and Physics Engineering, Geodesy and Photogrammetry
  6. Anahtar Kelimeler: Lidar, Optik Tasarım, Demet Sekillendirme, Lidar, Optical Design, Beam Shaping
  7. Yıl: 2006
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 75

Özet

Bu çalısmada, özellikle son yıllarda uzaktan algılamada sıkça kullanılan Lidar'ın optik kısımlarından birisi olan demet genisletme sistemi tasarlanmıstır. Demet kalitelerinin düsük olması sebebi ile diyot lazer Lidar'larda çok sık tercih edilmez. Diyot lazerlerin ıraksama açısı oldukça yüksektir. Demet, diyotun fiziksel özelliklerinden kaynaklı olarak elips seklinde çıkar. Demetin her iki eksendeki odakları farklıdır. Fakat son yıllarda diyot lazer teknolojisindeki gelismeler sayesinde diyot lazerler daha kaliteli demet özelliklerine sahip olmaya baslamıslardır. Bu gelismelerle birlikte diyot lazerler Lidar'larda kullanılmaya baslanmıstır. Yaptıgımız çalısmada diyot lazerlerin dezavantajlarından birisi olan yüksek ıraksama açısı sistemin bir parçası gibi kullanılarak demet istenilen boya gelene kadar genislemesine izin verilmistir. Böylece optik elemanlarda tasarruf edilmis ve sistem hafifletilmis, basitlestirilistir. Basitlesen sistemin montaj ve imalat kaynaklı hatalarıda azalacaktır. Mevcut ayna hesaplamaları geometrik optik kullanılarak farklı ihmallerle hesaplandıgı için hassas hesaplamalar yapılmak istendiginde hesaplamalara düzeltmeler getirilmesi gerekir. Bu tarz bir yaklasım yerine her optik sistem için, sisteme özel yöntemler gelistirilebilir. Çalısmamız da bu mantıktan yola çıkılarak sekillenmistir. Çalısmada hiçbir ihmal ya da kabul kullanılmadan aynaların yüzey fonksiyonları kullanılmıs ve karısık hale gelen matemetigin üstesinden gelebilmek için tasarlanan sisteme özel çözümler üretilmistir. Tasarımın temelinde eksenden uzak aynalar yatmaktadır. Aynalar eksenden alısılmısın dısında uzaklastıklarından dolayı küresel ayna kullanmak imkansız hale gelmis ve bunun için geometrik optigin temelindeki konik kesit yüzeylere basvurulmustur. Demetin bozulması bu sekilde engellensede bahsedilen kullanım sekli beraberinde demetin ısık siddeti profilinde deformasyonlara yol açacagı için aynalar optimize edilirken profil deformasyonu dikkate alınmıstır.

Özet (Çeviri)

In this study, we tried to design a beam expander, an important optical part of a Lidar system. In recent years Lidar systems have been very popular among remote sensing measurements. Their disadvantages are size and weight. Instead of using mass consuming other types of lasers we can use diode lasers to eliminate the weight and volume problems. However because of poor beam quality, it is not easy using diode lasers. Disadvantages can be listed as high divergence angle, astigmatism and ellipticity. The high divergence angle, the most important disadvantage of a diode laser, can be used as if it is an optical component of the beam shaping system. Normally to simplify the calculations geometrical optics uses some approximations. Instead of limiting ourselves we preferred to make the calculations by directly using the surface equations of conic sections. Our design is mainly based on off-axis mirrors. Using such kind of geometry does not let surface approximations since surface of a conic section diverges from a circle. Moreover using directly the surface functions of the mirrors we eliminate extra corrections. Although it has its own advantages it does not give the designer an absolute freedom. Especially beams have problems if you use off-axis systems. Main one is deformation due to the geometry of conic sections. Problem gets worse when the beam gets away from the axis. This property is used in our design to optimize the solution.

Benzer Tezler

  1. Optical system design, integration and testing of a 2D scanning lidar

    2 boyutlu taramalı lidar optik sistem tasarımı, üretimi ve testi

    KÜBRA CERİT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALPAN BEK

  2. Magnetooptical materials and device architectures for ultrafast light modulation

    Ultra hızlı ışık modülasyonu için manyetooptik malzemeler ve cihaz mimarileri

    SOHEILA KHARRATIAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Mühendislik BilimleriKoç Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN ÜREY

  3. Performance evaluations of single mode optical receiver for degraded visual field and photonic lantern based coherent detection

    Bozulmuş görsel alan ve fotonik fener tabanlı eş fazlı algılama için tek modlu optik alıcı performans değerlendirmesi

    ABDULLAH ORAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAbdullah Gül Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İBRAHİM TUNA ÖZDÜR

    PROF. DR. EKMEL ÖZBAY

  4. Muğla ilinde toprak üstü orman biyokütlesinin farklı uzaktan algılama yöntemleriyle belirlenmesi

    Estimating above ground forest biomass at Muğla province with different remote sensing methods

    DOĞUKAN DOĞU YAVAŞLI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    CoğrafyaEge Üniversitesi

    Coğrafya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUHİBULLAH KİRAMİ ÖLGEN

  5. 3D seafloor model determination and change detection with multitemporal multi beam echo sounder bathymetry

    Farklı zamanlarda alınan çok bimli iskandil verileri ile 3 boyutlu yüzey modelinin oluşturulması ve yüzey değişim analizi

    ERAY ZİREK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞE FİLİZ SUNAR