Увидеть "точку" от лазера на Луне

[darazum]

Посчитал банальную потерю мощности за счет размера отражающего пятна. Уголковый отражатель на Луне имеет размер 45 см. Пятно от лазерной указки что мы юзаем на астротусовках 300км. Получается мы теряем чисто 12 порядков мощности (мощность пропорциональная площади если я правильно понимаю) чисто за счет малой площади отражателя. Отраженный луч также будет иметь расходимость и на земле тоже даст огромное пятно, ну видимо столько же примерно - то есть еще 12 порядков я потеряю за счет площади приемника - итого 24 порядка.

Короче перво наперво надо заботится о расхождении луча, то расхождение что у лазерной указки неприемлемо.

[Грехов Михаил]

До вас это только дошло? Просто удивительно.

Чтобы расходимость была меньше надо а) Посылать большим телескопом б)бороться с атмосферной турбуленцией. Кроме этого буквально секундное пятно или даже меньше резко ужесточает точность прицеливания на уголковый отражатель. Под вопросом достижение такой точности на обычной любительской монтировке. Хотя попробовать можно.

Далее-ловить тоже большим телескопом. Можно даже тем, при помощи которого посылаешь. Лазер посылать световым кубиком. Таким образом порядки можно существенно снизить.

[darazum]

До вас это только дошло?

Ну типа того...

Лазер посылать световым кубиком.

не понял что это значит?

[Грехов Михаил]

Светоделительный кубик-это оптическая деталь, склеенная из 2-х призм и которая содержит в себе грань под 45 градусов. При попадании на неё излучения оно испытывает полное внутреннее отражение. И отражается под углом 90 градусов. А обратный пучок проходит напрямую без отражения. То есть лазер можно послать и принять его вместе с изображением Луны.  Хотя наверное будут всякого рода паразитные переотражения и все-же лучше иметь 2 независимых тракта.

[azimuth]

Надо диаметр пучка увеличивать. Как обычно, апертура рулит См "дифракционная расходимость пучка". Вот тут кое что http://stu.scask.ru/book_inl.php?id=11 http://labelworld.ru/article.aspx?id=15640&iid=742

[xd]

Можно секунду пыхать и две секунды принимать. Световой задержки вполне хватит

[Алексей Юдин]

Уголковый отражатель на Луне имеет размер 45 см.

Это единичный уголок или панель? Каков Штрель уголка, есть ли наклон граней? После ответа на эти вопросы Вам предстоит сместить ФРТ на аберрацию и принять решение о моностатической или бистатической локации. И только после этого можно браться за энергетический расчёт!

[darazum]

Это единичный уголок или панель?

Панель.

В последующих вопросах ни слова не понял, как обычно =)

[Змей Петров]

Чтобы расходимость была меньше надо а) Посылать большим телескопом

А реально в любительских условиях так отюстировать систему "окуляр"/объектив, что бы не было чисто геометрического расхождения?

Кстати, прикинул расхождение пучка обычной красной указки 1мВт - оно раза в два хуже дифракционного предела, т.е. хватило бы мощности лазера и апертуры "приёмника" - и будет работать) .

[Gleb1964]

если пучек имеет гауссово распределение интенсивности (поперечный профиль пучка), то у него расходимость и должна быть выше, чем у пучка с равномерным распределением в пределах апертуры. И тут уже небольшая дилемма - как таким пучком заполнять апертуру телескопа. В центре у пучка интенсивность больше, но там как раз центральное экранирование, на краю идет спад - гауссоида спадает. Можно обрезать края гауссоиды - значит уже на начальном этапе будет потеряна часть мощности лазера на обрезанные края гауссоиды и на центральное экранирование - значит нужен еще дополнительный запас по мощности

[Грехов Михаил]

Каков Штрель уголка, есть ли наклон граней? После ответа на эти вопросы Вам предстоит сместить ФРТ на аберрацию и принять решение о моностатической или бистатической локации. И только после этого можно браться за энергетический расчёт!

Штрель там хороший. Насколько знаю-все грани делались идеально. Но даже если +- то поучим отклонение в 2....3 раза, но не на порядки.

А реально в любительских условиях так отюстировать систему "окуляр"/объектив, что бы не было чисто геометрического расхождения?

А это еще зачем? Мне кажется что у вас нет понимания процесса. Точность взаимного расположения тут не играет существенной роли. Тут больше механика. То есть прицеливание и отслеживание Луны с точностью 0.5". Это не так то просто.

Кстати, прикинул расхождение пучка обычной красной указки 1мВт - оно раза в два хуже дифракционного предела

Бред. Расхождение лазера там строго по дифракции при хорошей фокусировке коллиматором. Однако для пучка диаметром считанные миллиметры оно слишком большое и на Луне будет слишком размытое пятно без оптической системы. Тем паче и 1 милливатт.

если пучек имеет гауссово распределение интенсивности (поперечный профиль пучка), то у него расходимость и должна быть выше, чем у пучка с равномерным распределением в пределах апертуры. И тут уже небольшая дилемма - как таким пучком заполнять апертуру телескопа.

Нет. Хорошо сфокусированный пучок при помощи телескопа построит на Луне при идеальных условиях дифракционное пятно (диск Эйри) с кольцами наподобии того, как выглядит звезда в этот телескоп на данной длине волны.  Экранирование чуть перераспределит максимум в четные кольца.

[Змей Петров]

Бред. Расхождение лазера там строго по дифракции

Не надо категоричных оценок.
Ф исходного луча ~2мм, на дистанции 40-50м пятно ~2см(примерно - пятно размытое). Считайте сам.

А это еще зачем? Мне кажется что у вас нет понимания процесса. Точность взаимного расположения тут не играет существенной роли.

Как сказать. По моему точность взаимного расположения "окуляра" и объектива играет существенную роль. Особенно учитывая их соосность.

[Грехов Михаил]

Я сам делал указку 300 Милливат из DVD Rom. Сам из той самой линзочки делал коллиматор. Сам его фокусировал. И удавалось так отфокусировать, что лазерное пятно представляло собой практически идеальный диск Эйри с кольцами. Равно так-же будет и при фокусировании телескопом. Таким образом для зеленого света будет тоже самое что и для разрешения. 120....140"/D.

Как сказать. По моему точность взаимного расположения "окуляра" и объектива играет существенную роль. Особенно учитывая их соосность.

Особо это ничего не влияет.  Влияет соосность лазерного луча и некой оси вихирования с перекрестием. Все это дело юстируемо-настраиваемо. То есть воторой телескоп (посылающий) надо делать в юстируемой оправе. Или если регистрация идет на видео, то должна быть известна точка на ПЗС, которой нужно прицеливаться.

[Змей Петров]

Я сам делал указку 300 Милливат из DVD Rom.

хм.., и этот лазер выдерживал непрерывный режим на 300мВт?

[Грехов Михаил]

Конечно. Есть и более мощные уже. И 1 Вт и 5 Вт даже где-то видел. Есть ИК лазеры на 40-50 ВТ полупроводниковые. Мощность СО2 трубок доходит до нескольких киловатт в непрерывном режиме. Их же уже можно использовать для резки металла. Еще и КПД неплохой. Но уже большая-длиной более метра.

Лазер от пишушего скоростного DVD 300 милливат выдерживает нормально. Но с радиатором уже.

[Змей Петров]

Грехов Михаил, я тоже видел этот лазер от DVD Rom(хотя опытов не делал) , ну не выдержит он непрерывной мощности 300мВт.
Возможно вы имели в виду привод DVD RW ?

[Грехов Михаил]

А ну да... ошибся. Пишущий конечно. Конкретно LG GH22NP20.

[yukhlin]

Очень интересная идея! Че тут считать то. Если взять на земле телескоп диаметром 2 метра, а диаметр уголкового отражателя 1 м, то будут пятна (из-за валияния атмосферы) на Луне 5 км, на Земле 10 км. Считаем коэффициент передачи мощности (1/5e3*2/10e3)^2 = 1.6E-15. Берем рубиновый лазер 1e5 Вт (1 мс), т.е 100 Вт/с. Получается что мощность достигающая глаза 1.6e-13 Вт. Предельная чувствительность глаза (в полной темноте) примерно 50 фотонов в секунду, т.е. 5e-17 Вт. Получается теоретически ВОЗМОЖНО увидеть вспышки 1 раз в секунду например, если затенить остальное изображение оставив маленький кусочек. Вроде бы отражатели на Луне давно покрылись пылью - потери еще 10 раз.  Передающий  и приемный телескопы лучше разнести метров на 100, чтобы не было прямой звасветки, а лучше на 1 км. Вроде у Лунохода-1 точно есть "фотонный отражатель"

[Механик AMS]

"эх молодежь..."    к сожалению у вас ничего не получится . помимо всего прочего  в атмосфере существует "барьер" так называемая "самофокусировка".  Поэтому мощность излучения измеряется в мегаваттах.  Предостережение !!!!! Не пытайтесь   такую ерунду  проделать  с помощью телескопа и двд излучателя или очень мощной зеленой указки - вы просто сожжете оптику.  при этом ничего не получится вовсе. Хотя . на своих ошибках учиться намного эффективнее.
 Телескоп играет роль не "передатчика", а "приемника" и "луч" выходит не из телескопа (в вашем понимании)

[yukhlin]

Причем тут "самофокусировка"? Это при больших мощностях, нам достаточно 100 Вт средней мощности. Телескопа на земле надо ДВА. Один передает луч лазера на луну широким (диаметром 2 метра) пучком. В результате на Луне имеем пятно диаметером 5 км. Уголковый отражатель диаметером 1 м отражает часть излученияи назад - на Земле получается пятно диаметром 10 км. Приемный телескоп диаметром 2 метра стоит в 1 км от передающего. Картинка у вас неправильная - луч из телескопа выходит не узким пучком,  а широким - диаметром 2 метра. Передающий можно взять диаметром меньше: для 1 м расчетный диаметр пятна на луне БЕЗ атмосферы 650e-9/2*380e6 = 123.5 м - намного меньше 5 км которые получаются из-за атмосферы. Т.е. можно взять даже 100 мм. А вот приемный - тут надо не меньше 1 метра. )) И максимальное увеличение. )) Фильтр бы еще узкополосный какой то чтобы общий фон отфильтровать. Ну или на основе спектрометра.