激光传感器的分类和工作原理介绍

2022-10-13     浏览量:581

激光传感器是指利用激光技术进行测量的传感器,由激光器.由激光检测器和测量电路组成。激光传感器是一种新型的检测仪器,具有速度快、精度高、范围大、抗光性强的特点.电干扰能力强等。

激光传感器的关键分类:根据工作物质,激光为四种。

1.固态激光:其工作物质为固态。常见的有绿宝石激光器.钕铝石榴石激光器(即钕)YAG激光器)和钕玻璃激光器等。它们的结构基本相同,特点是小而牢固。.钕玻璃激光器是脉冲功率更高的装置,已达数十兆瓦。

2.气体激光器:其工作物质为气体。现在有各种气体原子.离子.金属蒸汽.气体分子激光器。常见的有二氧化碳激光器.氦霓虹激光器和一氧化碳激光器,如一般放电管,具有导出稳定、单色性好、使用寿命长、功率小、转换效率低等特点。

3.液体激光器:又可分为螯合物激光器.无机液体激光和有机染料激光,其中最重要的是有机染料激光,其特点是波长可持续可调。

4.半导体激光:它是一种比较年轻的激光器,其中比较完善的是砷化镓激光器。其特点是效率高。.体型小.重量轻.结构紧凑,适用于飞机.舰艇.坦克及其步兵随身带。可制成测距仪和瞄准器。但功率较小。.定向性较差.工作温度影响很大。

激光传感器的工作原理

激光传感器工作时,激光发送二极管对准目标发送激光脉冲。激光通过目标反射向各个方向传输。一些漫射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后显像到山崩光电二极管上。山崩光电二极管是一种具有放大功能的光学传感器,因此可以检测极弱的光信号,并将其转化为相应的电信号。激光测距传感器通常通过记录和解决从光脉冲到返回接收的时间来确定目标间距。激光传感器必须非常准确地测量传输时间,因为光速太快。

例如,光速约为3*10^8m/s,要想使分辨率达到1mm,则传输时间测距传感器的电子电路必须能分辨出以下极短的时间:

  0.001m/(3*10^8m/s)=3ps

要分辨出3ps的时间,这是对电子技术提出的过高要求,实现起来造价太高。但是如今的激光测距传感器巧妙地避开了这一障碍,利用一种简单的统计学原理,即平均法则实现了1mm的分辨率,并且能保证响应速度。



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