光的衍射（或称绕射）是光的波动性的反映。当光遇到障碍物或孔时，能够绕过障碍物抵达按几许光学（光的直线传播）要成为“暗影”的区域或到孔的外面去，这种现象称为光的衍射。因为光的波长较短，因而只有当光经过很小的孔或狭缝或细丝时，才干有显着的衍射现象。激光衍射传感器使用了激光单色性好、方向性好、亮度髙的特色，使光的衍射现象能真实应用于细小直径、位移、振荡、压力、应变等高精度非触摸丈量中。例如，丈量0.1 mm以下的细线外径，丈量精度可达0.05 μm。
光束经过被测物发生衍射现象时，在其后边的屏幕上构成光强有规矩散布的光斑。这些光斑条纹称为衍射图样。衍射图样和衍射物（即障碍物或孔）的尺度，以及光学体系的参数有关，因而依据衍射图样及其改变就可确认衍射物，也便是被测物的尺度。
按光源 S、衍射物 x和调查衍射条纹的屏幕 P三者之间的方位，可将光的衍射现象分为两类：菲涅耳衍射（S，x和P三者距离较小，是有限距离处的衍射）和夫琅和费衍射（S，x 和 P三者距离无限远，是无限距离处的衍射）。若入射光和衍射光都是平行光束，就恰似光源和调查屏到衍射物的距离为无限远，因而发生的衍射便是夫琅和费衍射。由此可知，使用两个透镜，光源和调查屏幕分别在两个透镜的焦平面上，就可将菲涅耳衍射转化为夫琅和费衍射。因为夫琅和费衍射在理论剖析上较为简略，所以在此仅评论夫琅和费衍射。
1）夫琅和费单缝衍射
平行单色光笔直照耀宽度为 b的狭缝AB，经透镜在其焦平面处的屏幕上构成夫琅和费衍射图样。若衍射角为 φ的一束平行光经透镜后聚集在屏幕上 P点，如下图所示，AC笔直 BC，因而衍射角为 φ的光线从狭缝 A和 B两头抵达 P点的光程差，即它们的两条边际光线之间的光程差为
图 夫琅和费单缠衍射原理图
P 点干与条纹的亮暗由 BC值决议：BC值为光波半波长λ/2的偶数倍，P 点为暗条纹；BC 值为 λ/2的奇数倍，P 点为亮条纹。用数学式表明如下：
式中，“±”号表亮堂暗条纹散布于零级亮条纹的两头；k=1，2，3…表明相应为榜首级、第二级等亮（或暗）条纹。中心零级亮条纹最亮最宽，为其他亮条纹宽度的 2倍。两头亮条纹的亮度随级数增大而逐步减小，它们的方位可近似地认为是等距散布的。暗点等距散布在中心亮点的两头。当狭缝宽度 b变小时，衍射条纹将对称于中心亮点向两头扩展，条纹距离增大。
当选用氦氖激光器作为光源时，因为激光的方向性好，发散角仅1 mrad，因而相当于平行光束，能够直接照耀狭缝。又因为激光单色性好、亮度高，因而衍射图样亮堂明晰，衍射级次能够很高。此刻，若屏幕脱离狭缝的距离L远大于狭缝宽度 b，将透镜取掉，则仍可在屏幕上得到笔直于缝宽方向的亮暗相间的夫琅和费衍射图样。
因为 φ角很小，因而由上图和下式可得
式中，k——从φ=0算起的暗点数；x——第k级暗点到中心亮条纹之距离；λ——激光波长；S=xk/k为相邻两暗点的距离。
下图示出了屏幕离狭缝距离L为1 m时，不同b值所构成的几种衍射图样。因为 b值的细小改变将引起条纹方位和時隔的显着改变，因而能够用目测或照相记载或光电测量出条纹距离，然后求得 b值或其改变量。用物体的细小距离、位移或振荡等替代狭缝或狭缝的一边，则可测出物体细小距离、位移或振荡等值。
不同狭缝宽度b的衍射图样
夫琅和费单缝激光衍射丈量设备的差错由 L和 xk的丈量精度决议。狭缝宽度b—般为0.01？0.5 mm。2）夫琅和费细丝衍射 由氦氖激光器宣布的激光束照耀细丝（被测物）时，其衍射效应和狭缝相同，在屏幕（在焦距为f的透镜的焦平面处）上构成夫琅和费衍射图样，如下图所示。
激光细丝衍射原理图
与上同理，相邻两暗点或亮点距离 S与细丝直径d的关系为
当被测细丝直径改变时，各条纹方位和距离也随之改变。因而可依据亮点或暗点距离测出细丝直径。其丈量规模为0.01？0.1 mm，分辨力为0.05 μm，丈量精度一般为0.1 μm，也可髙达0.05 μm。
由激光器、光学零件和将衍射图样转换成电信号的光电器材所组成的激光衍射传感器的特色是：结构简略，精度高，丈量规模小，需选用1.5 mW较大功率的氮氖激光器，激光平行光束要经望远镜体系扩束成直径大于1 mm（有时为3 mm）的光束。
来历：传感器专家网
