2022-02-18 瀏覽量：1151
有很多朋友對(duì)激光傳感器很感興趣，今天小編就為大家整理一篇深度解讀激光傳感器文章，供大家參考。
激光技術(shù)和激光器是二十世紀(jì)六十年代出現(xiàn)的最重大的科學(xué)技術(shù)之一。由于其具有方向性強(qiáng)、亮度高、單色性好等特點(diǎn)，廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防軍事、醫(yī)學(xué)衛(wèi)激光傳感器生、科學(xué)研究等方面，如用來(lái)測(cè)距、精密檢測(cè)、定位等，還用做長(zhǎng)度基準(zhǔn)和光頻基準(zhǔn)。
激光技術(shù)與應(yīng)用的迅猛發(fā)展，已與多個(gè)學(xué)科相結(jié)合，形成新興的交叉學(xué)科，如光電子學(xué)、信息光學(xué)、激光光譜學(xué)、非線性光學(xué)、超快激光學(xué)、量子光學(xué)、光纖光學(xué)、導(dǎo)波光學(xué)、激光醫(yī)學(xué)、激光生物學(xué)、激光化學(xué)等。這些交叉技術(shù)與新的學(xué)科的出現(xiàn)，大大地推動(dòng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使得激光器的應(yīng)用范圍擴(kuò)展到幾乎國(guó)民經(jīng)濟(jì)的所有領(lǐng)域。
激光傳感器是利用激光技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的傳感器，一般是由激光器，光學(xué)零件，和光電器件所構(gòu)成的，它能把被測(cè)物理量（如長(zhǎng)度，流量，速度等）轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，然后應(yīng)用光電轉(zhuǎn)換器把光信號(hào)變成電信號(hào)，通過(guò)相應(yīng)電路的過(guò)濾，放大，整流得到輸出信號(hào)，從而算出被測(cè)量。
激光式傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)，原理簡(jiǎn)單可靠，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)于各種惡劣的工作環(huán)境，分辨率較高（如在測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)能達(dá)到幾個(gè)納米），示值誤差小，穩(wěn)定性好，宜用于快速測(cè)量。
什么是激光
激光與普通光不同，需要用激光器產(chǎn)生。激光器的工作物質(zhì)，在正常狀態(tài)下，多數(shù)原子處于穩(wěn)定的低能級(jí)E1，在適當(dāng)頻率的外界光線的作用下，處于低能級(jí)的原子吸收光子能量激發(fā)而躍遷到高能級(jí)E2。光子能量E=E2-E1=hv，式中h 為普朗克常數(shù)，v 為光子頻率。反之，在頻率為v 的光的誘發(fā)下，處于能級(jí)E2 的原子會(huì)躍遷到低能級(jí)釋放能量而發(fā)光，稱為受激輻射。激光器首先使工作物質(zhì)的原子反常地多數(shù)處于高能級(jí)（即粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布),就能使受激輻射過(guò)程占優(yōu)勢(shì)，從而使頻率為v 的誘發(fā)光得到增強(qiáng)，并可通過(guò)平行的反射鏡形成雪崩式的放大作用而產(chǎn)生大的受激輻射光，簡(jiǎn)稱激光。
激光的重要特性
1、 高方向性（即高定向性，光速發(fā)散角小），激光束在幾公里外的擴(kuò)展范圍不過(guò)幾厘米。
2、高單色性，激光的頻率寬度比普通光小10 倍以上。
3、高亮度，利用激光束會(huì)聚更高可產(chǎn)生達(dá)幾百萬(wàn)度的溫度。
激光傳感器特性及用途
激光測(cè)長(zhǎng)
精密測(cè)量長(zhǎng)度是精密機(jī)械制造工業(yè)和光學(xué)加工工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一?，F(xiàn)代長(zhǎng)度計(jì)量多是利用光波的干涉現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行的，其精度主要取決于光的單色性的好壞。激光是最理想的光源，它比以往更好的單色光源（氪-86燈）還純10萬(wàn)倍。因此激光測(cè)長(zhǎng)的量程大、精度高。由光學(xué)原理可知單色光的更大可測(cè)長(zhǎng)度 L與波長(zhǎng)λ和譜線寬度δ之間的關(guān)系是L=λ2/δ。用氪－86燈可測(cè)更大長(zhǎng)度為38.5厘米，對(duì)于較長(zhǎng)物體就需分段測(cè)量而使精度降低。若用氦氖氣體激光器，則更大可測(cè)幾十公里。一般測(cè)量數(shù)米之內(nèi)的長(zhǎng)度，其精度可達(dá)0.1微米。
激光測(cè)距
它的原理與無(wú)線電雷達(dá)相同，將激光對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射出去后，測(cè)量它的往返時(shí)間，再乘以光速即得到往返距離。由于激光具有高方向性、高單色性和高功率等優(yōu)點(diǎn)，這些對(duì)于測(cè)遠(yuǎn)距離、判定目標(biāo)方位、提高接收系統(tǒng)的信噪比、保證測(cè)量精度等都是很關(guān)鍵的，因此激光測(cè)距儀日益受到重視。在激光測(cè)距儀基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的激光雷達(dá)不僅能測(cè)距，而且還可以測(cè)目標(biāo)方位、運(yùn)運(yùn)速度和加速度等，已成功地用于人造衛(wèi)星的測(cè)距和跟蹤。
激光測(cè)厚
利用三角測(cè)距原理，上位于C型架的上、下方分割有一個(gè)精密激光測(cè)距傳感器，由激光器發(fā)射出的調(diào)制激光打到被測(cè)物的表面，通過(guò)對(duì)線陣 CCD的信號(hào)進(jìn)行采樣處理，線陣CCD攝像機(jī)在控制電路的控制下同步得到被測(cè)物到C型架之間的距離，通過(guò)傳感器反饋的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算中間被測(cè)物的厚度。由于檢測(cè)是連續(xù)進(jìn)行的，因此就可以得到被測(cè)物的連續(xù)動(dòng)態(tài)厚度值。
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