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激光传感器原理

本站为您提供的激光传感器原理,激光传感器是利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。

激光技能和激光器是二十世纪六十年代呈现的最严重的科学技能之一。激光技能与使用的迅猛开展,已与多个学科相结合,构成新式的穿插学科,如光电子学、信息光学、激光光谱学、非线性光学、超快激光学、量子光学、光纤光学、导波光学、激光医学、激光生物学、激光化学等。这些穿插技能与新的学科的呈现,大大地推动了传统产业和新式产业的开展,使得激光器的使用规模扩展到简直国民经济的一切范畴。本文首要介绍激光传感器的原理以及其首要使用范畴。

激光传感器原理

激光传感器原理

激光传感器是使用激光技能进行丈量的传感器。它由激光器、激光检测器和丈量电路组成。激光传感器是新式丈量外表,它的长处是能完成无触摸远间隔丈量,速度快,精度高,量程大,抗光、电搅扰能力强等。

激光与一般光不同,需要用激光器发生。激光器的作业物质,在正常状态下,大都原子处于安稳的低能级E1,在恰当频率的外界光线的效果下,处于低能级的原子吸收光子能量激起而跃迁到高能级E2。光子能量E=E2-E1=hv,式中h 为普朗克常数,v 为光子频率。反之,在频率为v 的光的诱发下,处于能级E2 的原子会跃迁到低能级开释能量而发光,称为受激辐射。激光器首要使作业物质的原子失常地大都处于高能级(即粒子数反转分布),就能使受激辐射进程占优势,从而使频率为v 的诱发光得到增强,并可经过平行的反射镜构成雪崩式的扩大效果而发生大的受激辐射光,简称激光。

激光传感器作业时,先由激光发射二极管对准方针发射激光脉冲。经方针反射后激光向各方向散射。部分散射光回来到传感器接纳器,被光学系统接纳后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有扩大功用的光学传感器,因而它能检测极端弱小的光信号,并将其转化为相应的电信号。  常见的是激光测距传感器,它经过记载并处理从光脉冲发出到回来被接纳所阅历的时刻,即可测定方针间隔。激光传感器有必要极端精确地测定传输时刻,由于光速太快。

例如,光速约为3*10^8m/s,要想使分辨率到达1mm,则传输时刻测距传感器的电子电路有必要能分辨出以下极短的时刻:

0.001m/(3*10^8m/s)=3ps

要分辨出3ps的时刻,这是对电子技能提出的过高要求,完成起来造价太高。可是现在的激光测距传感器奇妙地避开了这一妨碍,使用一种简略的统计学原理,即均匀规律完成了1mm的分辨率,并且能确保响应速度。

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