激光傳感器的工作原理
利用激光技術(shù)進行測量的傳感器。它由激光器,、激光檢測器和測量電路組成,。激光傳感器是新型測量儀表,它的優(yōu)點是能實現(xiàn)無接觸遠距離測量,,速度快,,精度高,量程大,,抗光,、電干擾能力強等。[1]
編輯本段分類激光器按工作物質(zhì)可分為 4種,。①固體激光器:它的工作物質(zhì)是固體,。常用的有紅寶石激光器,、摻釹的釔鋁石榴石激光器 (即YAG激光器)和釹玻璃激光器等。它們的結(jié)構(gòu)大致相同,,特點是小而堅固、功率高,,釹玻璃激光器是目前脈沖輸出功率zui高的器件,,已達到數(shù)十兆瓦。②氣體激光器:它的工作物質(zhì)為氣體?,F(xiàn)已有各種氣體原子、離子,、金屬蒸氣、氣體分子激光器,。常用的有二氧化碳激光器、氦氖激光器和一氧化碳激光器,,其形狀如普通放電管,特點是輸出穩(wěn)定,單色性好,壽命長,但功率較小,,轉(zhuǎn)換效率較低,。③液體激光器:它又可分為螯合物激光器,、無機液體激光器和有機染料激光器,其中zui重要的是有機染料激光器,,它的zui大特點是波長連續(xù)可調(diào),。④半導(dǎo)體激光器:它是較年輕的一種激光器,,其中較成熟的是砷化鎵激光器。特點是效率高,、體積小,、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單,,適宜于在飛機,、軍艦、坦克上以及步兵隨身攜帶,??芍瞥蓽y距儀和瞄準器。但輸出功率較小,、定向性較差,、受環(huán)境溫度影響較大。[1]
532nm綠光固體激光器-(型號:mw|408x306[2]編輯本段工作原理激光傳感器工作時,,先由激光發(fā)射二極管對準目標發(fā)射激光脈沖,。經(jīng)目標反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器,,被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上,。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器,因此它能檢測極其微弱的光信號,,并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號,。 常見的是激光測距傳感器,它通過記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時間,,即可測定目標距離,。激光傳感器必須極其地測定傳輸時間,,因為光速太快。
例如,,光速約為3´108m/s,,要想使分辨率達到1mm,則傳輸時間測距傳感器的電子電路必須能分辨出以下極短的時間:
0.001m¸(3´108m/s)=3ps
要分辨出3ps的時間,,這是對電子技術(shù)提出的過高要求,,實現(xiàn)起來造價太高。但是如今的激光測距傳感器巧妙地避開了這一障礙,,利用一種簡單的統(tǒng)計學(xué)原理,,即平均法則實現(xiàn)了1mm的分辨率,并且能保證響應(yīng)速度,。[1]