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激光傳感器是利用激光技術(shù)進(jìn)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?jì)x表，它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現無(wú)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。 光和激光器激光是20世紀60年代出現的重大科學(xué)技術(shù)成就之一。它發(fā)展迅速已廣泛應用于國防、生產(chǎn)、醫學(xué)和非電測量等各方面。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，多數原子處于穩定的低能級E1,在適當頻率的外界光線(xiàn)的作用下，處于低能級的原子吸收光子能量受激發(fā)而躍遷到高能級E2。光子能量E=E2-E1=hv，式中h為普朗克常數，v為光子頻率。反之，在頻率為v的光的誘發(fā)下，處于能級E2的原子會(huì )躍遷到低能級釋放能量而發(fā)光，稱(chēng)為受激輻射。激光器首先使工作物質(zhì)的原子反常地多數處于高能級（即粒子數反轉分布），就能使受激輻射過(guò)程占優(yōu)勢，從而使頻率為v的誘發(fā)光得到增強,并可通過(guò)平行的反射鏡形成雪崩式的放大作用而產(chǎn)生強大的受激輻射光，簡(jiǎn)稱(chēng)激光。 激光具有3個(gè)重要特性:①高方向性（即高定向性，光速發(fā)散角�。�，激光束在幾公里外的擴展范圍不過(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 )聚最高可產(chǎn)生達幾百萬(wàn)度的溫度。 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。它們的結構大致相同，特點(diǎn)是小而堅固、功率高，釹玻璃激光器是目前脈沖輸出功率 高的器件，已達到數十兆瓦。 ②氣體激光器：它的工作物質(zhì)為氣體�，F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(diǎn)是輸出穩定，單色性好,壽命長(cháng),但功率較小，轉換效率較低。 ③液體激光器:它又可分為螯合物激光器、無(wú)機液體激光器和有機染料激光器，其中最重要的是有機染料激光器，它的最大特點(diǎn)是波長(cháng)連續可調。 ④半導體激光器：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(diǎn)是效率高、體積小、重量輕、結構簡(jiǎn)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。 激光傳感器應用 利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點(diǎn)可實(shí)現無(wú)接觸遠距離測量。激光傳感器常用于長(cháng)度、距離、振動(dòng)、速度、方位等物理量的測量，還可用于探傷和大氣污染物的監測等。 激光測長(cháng)： 精密測量長(cháng)度是精密機械制造工業(yè)和光學(xué)加工工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一�，F代長(cháng)度計量多是利用光波的干涉現象來(lái)進(jìn)行的，其最主要取決于光的單色性的好壞。激光是最理想的光源，它比以往最好的單色光源（氪-86燈）還純10萬(wàn)倍。因此激光測長(cháng)的量程大、精度高。由光學(xué)原理可知單色光的最大可測長(cháng)度L與波長(cháng)λ和譜線(xiàn)寬度δ之間的關(guān)系是L=λ/δ。用氪－86燈可測最大長(cháng)度為38.5厘米，對于較長(cháng)物體就需分段測量而使精度降低。若用氦氖氣體激光器，則最大可測幾十公里。一般測量數米之內的長(cháng)度，其精度可達0.1微米。 激光測距： 它的原理與無(wú)線(xiàn)電雷達相同，將激光對準目標發(fā)射出去后，測量它的往返時(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)，這些對于測遠距離、判定目標方位、提高接收系統的信噪比、保證測量精度等都是很關(guān)鍵的，因此激光測距儀日益受到重視。在激光測距儀基礎上發(fā)展起來(lái)的激光雷達不僅能測距，而且還可以測目標方位、運運速度和加速度等，已成功地用于人造衛星的測距和跟蹤，例如采用紅寶石激光器的激光雷達，測距范圍為500～2000公里,誤差僅幾米。目前常采用紅寶石激光器、釹玻璃激光器、二氧化碳激光器以及砷化鎵激光器作為激光測距儀的光源。 激光測振： 它基于多普勒原理測量物體的振動(dòng)速度。多普勒原理是指：若波源或接收波的觀(guān)察者相對于傳播波的媒質(zhì)而運動(dòng)，那么觀(guān)察者所測到的頻率不僅取決于波源發(fā)出的振動(dòng)頻率而且還取決于波源或觀(guān)察者的運動(dòng)速度的大小和方向。所測頻率與波源的頻率之差稱(chēng)為多普勒頻移。在振動(dòng)方向與方向一致時(shí)多普頻移fd=v/λ，式中v 為振動(dòng)速度、λ為波長(cháng)。在激光多普勒振動(dòng)速度測量?jì)x中，由于光往返的原因,fd =2v/λ。這種測振儀在測量時(shí)由光學(xué)部分將物體的振動(dòng)轉換為相應的多普勒頻移,并由光檢測器將此頻移轉換為電信號,再由電路部分作適當處理后送往多普勒信號處理器將多普勒頻移信號變換為與振動(dòng)速度相對應的電信號，最后記錄于磁帶。這種測振儀采用波長(cháng)為6328埃(┱)的氦氖激光器，用聲光調制器進(jìn)行光頻調制，用石英晶體振蕩器加功率放大電路作為聲光調制器的驅動(dòng)源，用光電倍增管進(jìn)行光電檢測，用頻率跟蹤器來(lái)處理多普勒信號。它的優(yōu)點(diǎn)是使用方便，不需要固定參考系,不影響物體本身的振動(dòng),測量頻率范圍寬、精度高、動(dòng)態(tài)范圍大。缺點(diǎn)是測量過(guò)程受其他雜散光的影響較大。 激光測速 它也是基多普勒原理的一種激光測速方法,用得較多的是激光多普勒流速計，它可以測量風(fēng)洞氣流速度、火箭燃料流速、飛行器噴射氣流流速、大氣風(fēng)速和化學(xué)反應中粒子的大小及匯聚速度等。 AO-Electronics傲壹電子 官網(wǎng)：http://www.aoelectronics.cn 
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