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激光傳感器的分類和工作原理介紹

2022-10-13 瀏覽量：686

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

激光傳感器的關(guān)鍵分類：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、功率小、轉(zhuǎn)換效率低等特點。

3.液體激光器：又可分為螯合物激光器.無機(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，其特點是波長可持續(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。可制成測距儀和瞄準(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，激光發(fā)送二極管對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)送激光脈沖。激光通過目標(biāo)反射向各個方向傳輸。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，因此可以檢測極弱的光信號，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號。激光測距傳感器通常通過記錄和解決從光脈沖到返回接收的時間來確定目標(biāo)間距。激光傳感器必須非常準(zhǔn)確地測量傳輸時間，因為光速太快。

例如，光速約為3*10^8m/s，要想使分辨率達(dá)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*10^8m/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。