Türkçe bir kısaltma olarak gözüken LİDAR, Laser Imaging Detection and Ranging kavramının kısaltılması ile oluşturulmuştur. Bu kavrama göre bu kısaltma lazer görüntü yakalama ve boyutlandırma ifadesini karşılamaktadır.
LİDAR ve lazer ışınları
Lazer ışınları havanın yoğunluğuna göre havada belli bölgelerde önceden tespit edilebilen bir ilerleme hızı ile ilerlerler. Bu hızları sayesinde ışınların bir noktaya çarpıp geriye dönmesi ile geçen süre, sabit lazer ışın hızları ile kaynaktan, ışının çarpıp döndüğü nesneye kadar olan uzaklığın yüksek bir oranda tayin edilmesi için kullanılabilir. Tabi her şeyin teorisini anlatmadan önce lazer ışınlarının keşfinden de bahsederek konuya giriş yapmanın daha doğru olacağı yönünde düşünmekteyim.
Lazer ışınları nasıl keşfedilmiştir?
1900’lü yılların başında tarih sahnesine çıkan Albert Einstein ve Max Planck tarafından yüzyıllardır bilim dünyası tarafından yanlış bir bilgi olarak süregelen ışığın dalgalar halinde yayıldığı teorisi çürütülmüş ve ışığın fotonlar halinde belli bir rotada doğrusal olarak yayıldığı keşfedilmiştir. Bunun üzerine bilim dünyası çalışmalarını bu yönde odaklamıştır. 1960 yılında ise Thedore Harold Maiman adında Amerikan Fizikçi, Hughes Uçak Şirketi‘nde çalışırken bu ışık dalgalarının, fotonlarının düşük dalga boyunda ve tek bir rotada, isteğe bağlı olarak gönderilebileceği “laser” formunu icat etti. Bunu yaparken de 1958 yılında Arthur L. Schawlow ve Charles H. Townes‘in “Kızılötesi ve Optik Mezerler” kitabından esinlendi.
Tam da bu noktada Maiman tarihin gidişatını değiştirip, lazer teknolojisinin gelişimine öncülük ederken, konumuzun temelini oluşturan ve ana başlığımız olan “LİDAR” teknolojisinin de gelişmesine olanak sağlayacak temelleri atmıştır. Çünkü bu lazer ışınları bir hedefe yollandığında hedefe çarpıp, kaynağa geri dönüyordu. Hem de bunu yaparken insanoğlu tarafından kontrol edilebiliyor. Havada yola aldığı süre – ki bu uçuş süresi olarak nitelendirilir – hesaplanabiliyordu.
LİDAR nasıl çalışır?
Günümüzde lazer ışınları endüstriden, tıp sektörüne kadar geniş bir sahada insanlığın hizmetine sunulmaktadır. Lazer ışınlarını cazip kılan en temel özellikleri uyarılmış ve kontrol edilebilir bir ışıma konseptine sahip olmalarıdır.
Bu tanımdan ( uyarılmış ve kontrol edilebilir ışıma ) kastımız, lazer ışınlarının bir hedefe doğrusal olarak gönderilebilme ve bunu yaparken gönderilme zamanını bizim seçebilme kabiliyetimize imkan sağlamasıdır. Peki lazer ışınlarını nasıl oluştururuz?
Bunun için çok teferruatlı konuşmak gerekir fakat kısaca açıklamak gerekirse; Bir kontrollü odaya hapsedilmiş atomların zorlanarak, üzerlerine yollanan foton ışınları ile bir üst enerji seviyesine çıkarılması ve bir alt enerji seviyesine inmeye hevesli olan bu atomların hapsedildikleri ortama bunu sağlamak için ( bir alt enerji seviyesine inmek için ) aynı frekansta yüksek enerjili fotonları salması böylece de kutunun içinde fazlaca lazer fotonu birikmesini temel alır. Daha sonra bu kutunun bir tarafından bir yarık açılır ve bu fotonları hedefe yöneltilir. Yani bir kutu içerisine fazlası ile aynı frekansta foton hapsedilir. Daha sonra kutunun bir tarafından yarık açılarak bu fotonları belli bir hedefe yöneltilir. Bunun en kısa ve öz açıklaması bu olabilirdi diye düşünmekteyim. Ayrıca yukarıdaki şekil üzerinde de bunu aktarmaya gayret gösterdim.