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激光傳感器的分類(lèi)和工作原理介紹

2022-10-13 瀏覽量：779

激光傳感器是指利用激光技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的傳感器，由激光器.由激光檢測(cè)器和測(cè)量電路組成。激光傳感器是一種新型的檢測(cè)儀器，具有速度快、精度高、范圍大、抗光性強(qiáng)的特點(diǎn).電干擾能力強(qiáng)等。

激光傳感器的關(guān)鍵分類(lèi)：根據(jù)工作物質(zhì)，激光為四種。

1.固態(tài)激光：其工作物質(zhì)為固態(tài)。常見(jiàn)的有綠寶石激光器.釹鋁石榴石激光器(即釹)YAG激光器)和釹玻璃激光器等。它們的結(jié)構(gòu)基本相同，特點(diǎn)是小而牢固。.釹玻璃激光器是脈沖功率更高的裝置，已達(dá)數(shù)十兆瓦。

2.氣體激光器：其工作物質(zhì)為氣體。現(xiàn)在有各種氣體原子.離子.金屬蒸汽.氣體分子激光器。常見(jiàn)的有二氧化碳激光器.氦霓虹激光器和一氧化碳激光器，如一般放電管，具有導(dǎo)出穩(wěn)定、單色性好、使用壽命長(zhǎng)、功率小、轉(zhuǎn)換效率低等特點(diǎn)。

3.液體激光器：又可分為螯合物激光器.無(wú)機(jī)液體激光和有機(jī)染料激光，其中最重要的是有機(jī)染料激光，其特點(diǎn)是波長(zhǎng)可持續(xù)可調(diào)。

4.半導(dǎo)體激光：它是一種比較年輕的激光器，其中比較完善的是砷化鎵激光器。其特點(diǎn)是效率高。.體型小.重量輕.結(jié)構(gòu)緊湊，適用于飛機(jī).艦艇.坦克及其步兵隨身帶?？芍瞥蓽y(cè)距儀和瞄準(zhǔn)器。但功率較小。.定向性較差.工作溫度影響很大。

激光傳感器的工作原理

激光傳感器工作時(shí)，激光發(fā)送二極管對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)送激光脈沖。激光通過(guò)目標(biāo)反射向各個(gè)方向傳輸。一些漫射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后顯像到山崩光電二極管上。山崩光電二極管是一種具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此可以檢測(cè)極弱的光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)。激光測(cè)距傳感器通常通過(guò)記錄和解決從光脈沖到返回接收的時(shí)間來(lái)確定目標(biāo)間距。激光傳感器必須非常準(zhǔn)確地測(cè)量傳輸時(shí)間，因?yàn)楣馑偬臁?/span>

例如，光速約為3*10^8m/s，要想使分辨率達(dá)到1mm，則傳輸時(shí)間測(cè)距傳感器的電子電路必須能分辨出以下極短的時(shí)間：

　　0.001m/(3*10^8m/s)=3ps

要分辨出3ps的時(shí)間，這是對(duì)電子技術(shù)提出的過(guò)高要求，實(shí)現(xiàn)起來(lái)造價(jià)太高。但是如今的激光測(cè)距傳感器巧妙地避開(kāi)了這一障礙，利用一種簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，即平均法則實(shí)現(xiàn)了1mm的分辨率，并且能保證響應(yīng)速度。