Lidar için optik sistem tasarımı
Optical system design for a lidar
- Tez No: 222581
- Danışmanlar: PROF.DR. CANKUT ÖRMECİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeodezi ve Fotogrametri, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Geodesy and Photogrammetry, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Lidar, Optik Tasarım, Demet Sekillendirme, Lidar, Optical Design, Beam Shaping
- Yıl: 2006
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- 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
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPAN BEK
- Tümüyle fiber optik tabanlı dağıtık LiDAR tasarımı
All-fiber optic based distributed LiDAR design
BÜNYAMİN KAYA
Doktora
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKütahya Dumlupınar ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ALTUNCU
- Yarı-iletken diyot lazerler için mikro bölgeli, elektronik sıcaklık kontrollü lazer haznesi tasarımı
Designing a mikro field electronically temperature controlled laser housing for semiconductor diode laser
ALİ OSMAN ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiMersin ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM KÜÇÜKKARA
- Magnetooptical materials and device architectures for ultrafast light modulation
Ultra hızlı ışık modülasyonu için manyetooptik malzemeler ve cihaz mimarileri
SOHEILA KHARRATIAN
Doktora
İngilizce
2020
Mühendislik BilimleriKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ÜREY
- Sensor system and component designs with superior features operating in UV, IR bands and broad spectrums
UV, IR bantları ve geniş spektrumlarda çalışan üstün özelliklere sahip algılayıcı sistem ve bileşen tasarımları
ATIF KEREM ŞANLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAbdullah Gül ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ VELİ TAYFUN KILIÇ
DOÇ. DR. TİMUÇİN EMRE TABARU