Оптические квантовые датчикиДля того чтобы создать условия для такого вынужденного излучения, необходимо обеспечить высокую населенность верхнего энергетического уровня, осуществляемую накачкой. Используют следующие виды накачки: оптическую, газоразрядную, инжекционную и т. д.
Достоинством полупроводниковых ОКГ является возможность применения инжекционного способа накачки, когда когерентный свет создается непосредственным преобразованием энергии постоянного тока. Это обусловливает высокий коэффициент полезного действия и компактность устройства. Если грани диода строго параллельны и тщательно отполированы, то они образуют границы резонатора с высокой добротностью. Диод представляет собой прямоугольник высотой 1,2 мм, шириной и длиной 0,1 —1,5 мм. В зависимости от материала полупроводника и способа возбуждения полупроводниковые ОКГ перекрывают диапазон излучений от 0,32 до 13,5 мкм.
Наиболее широкое применение получили кижекциоиные диоды на основе арсенида галлия GaAs (Я = 0,850,9 мкм). При пропускании постоянного тока через р—п переход генерация возникает лишь при определенной силе тока, при дальнейшем росте тока интенсивность света резко увеличивается. Данный ОКГ создает световой луч шириной 4—5° в плоскости перехода и 10—20° в перпендикулярной плоскости.
Для формирования более узких лучей используют внешнюю оптическую систему. Для измерения дальности необходимо модулировать колебания ОКГ. Эта модуляция обычно осуществляется изменением накачки или мощности питания; внешней модуляцией излучения или управлением добротностью резонатора. В инжекционных лазерах модуляцией источника накачки удается получить импульсы в несколько наносекунд.
Для внешней электрической модуляции обычно используют электроннооптический эффект, при котором фазовый сдвиг световой волны зависит от величины приложенного поля.
Управляя добротностью, получают импульсы длительностью 5—50 не. При этом методе в течение части периода накачки увеличивают потери в резонаторе. Такое увеличение потерь получают, например, заменой одного из фиксированных кольцевых отражателей оптической полости на вращающееся зеркало или призму с полным внутренним отражением.
В структурной схеме импульсного лазерного дальномера используется инжекционный метод накачки, осуществляемый модуляцией питающего напряжения.
Через оптическую систему ОКГ излучает световой луч необходимой ширины. Часть отраженной от объекта энергии через оптическую систему попадает в оптический приемник. В оптической системе используют фильтры, ограничивающие фоновые излучения, принимаемые приемником. В качестве приемников излучения используют фотодиоды, фоторезисторы, фотоэлементы, фотоумножатели и другие устройства. Чаще всего в ОКГ используют германиевые и кремниевые фотодиоды, обладающие малой постоянной времени и максимумом чувствительности, &=1,4 мкм (совпадающем с частотой излучения ОКГ на арсениде галлия).