[科普中國(guó)]-立井激光指向法

立井激光指向法是利用氦氖激光器發(fā)出的紅色光束做為礦井施工中的準(zhǔn)直線的方法。

主要用途適于井下指向。并且在井深160-270米之間使用，效果良好。

誤差分析立井激光指向法的主要性能之一是豎直指向的精確度，即激光束傳輸方向與鉛垂方向的偏離度。激光指向儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，正是要設(shè)法將這種偏離減小到允許的程度（即根據(jù)井筒施工實(shí)際需要，這種偏離度在1000m投光點(diǎn)處的中心位量誤差應(yīng)小于50mm）立井激光指向儀的豎直指向誤差是由因素引起的：一是機(jī)器本身豎軸的不鉛垂性，二是激光光束與儀器豎軸的不平行性；三是徽光束傳輸過程中介質(zhì)的漂移，其中第三項(xiàng)在豎井影響不大，因?yàn)闅饬髁鲃?dòng)方向是垂直的，與激光光束傳輸方向平行，橫向漂移很小，對(duì)激光指向精度影響不大。1

光源選擇井筒空氣中有炮煙、粉塵和水霧等的影響，采用抽出式和混合式通風(fēng)可減少炮煙和粉生塵，但水霧是井筒淋水產(chǎn)生的，加強(qiáng)通風(fēng)也很雄減少。光的傳輸衰減主要是介質(zhì)對(duì)光的散射和吸收造成的?？諝庵兴F顆粒直徑通常大于光的波長(zhǎng)，散射對(duì)光能量的衰減一般與波長(zhǎng)無關(guān)，即不同波長(zhǎng)的可見光在穿透水等散射衰減幾乎相同。而吸收引起的衰減則不同，水霧對(duì)光的吸收主要在紅外區(qū)段，一般規(guī)律是光波波長(zhǎng)越長(zhǎng)，吸收越厲害。氣象物理研究表明，通過液態(tài)水霧，穿透能力最強(qiáng)的波段為0.5μm附近的光譜。根據(jù)海洋物理方面的研究，光波透水時(shí)，光在水中透射率最強(qiáng)的光波波長(zhǎng)在0.425~0.525μm之間，這種波長(zhǎng)的光為藍(lán)綠色光。目前氮氖激光器的波長(zhǎng)為0.6328μm，為紅光，氨離子激光器的波長(zhǎng)為0.4880μm和0.51454μm，為藍(lán)綠色光。水霧對(duì)光的吸水系數(shù)紅光比藍(lán)綠光大8倍多；在水中透射率，藍(lán)綠光比紅光提高20%以上?？梢娫诰菜F中選用藍(lán)綠光做激光光源比紅光有利。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黎明 - 副教授 - 西南大學(xué)