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深入分析激光传感器

  2020-08-25         Chris         8477

激光传感器是采用激光技术的测量传感器,一般由激光、光学元件和光电子器件组成,它可以将被测量(如长度、流量、速度等)转换成光信号,然后进行应用

   激光传感器是利用激光技术测量传感器,通常由激光器,光学组件,和光电设备,它可以测量物理量(如长度、流量、速度等)转换成光信号,然后光电转换器的应用光信号变成电信号,通过相应的滤波电路,放大器,整流器输出信号,计算测量。

 

   激光与普通光的不同之处在于它们需要由激光产生。激光器的工作材料,在正常状态下,大部分原子处于稳定的低能级E1,在合适频率的外部光的作用下,处于低能级的原子吸收被激发的光子能量并跃迁到高能级E2。光子能量E=E2-E1= Hv,其中H为普朗克常数,V为光子频率。相反,在V频率的光的诱导下,E2能级的原子会跃迁到较低能级发光,称为受激发射。激光第一次使工作物质原子的高能级异常(即粒子数反转分布),可引起兴奋的辐射过程占主导地位,从而使频率V诱导光增强,并可能形成雪崩放大操作通过平行反射器产生大兴奋的辐射光,简称激光。


激光的重要特性

1. 高指向性(即高指向性,光速发散角低),激光束从几公里外仅延伸几厘米。

 

2. 高单色性,激光的频率宽度比普通光小10倍以上。

 

亮度高,利用激光束汇聚可产生高达几百万度的温度。


激光器的类型

1. 固体激光器

   它的工作物质是固体。常用的红宝石激光器、掺钕钇铝石榴石激光器(YAG激光器)、钕玻璃激光器等。钕玻璃激光器是目前最强大的脉冲器件,输出功率可达数万兆瓦。

 

2. 气体激光器

   它的工作物质是气体。有各种气体原子、离子、金属蒸气、气体分子激光器。普通的二氧化碳激光器,氦氖激光器和一氧化碳激光器,共同放电管的形状,特点是输出稳定,单色性好,寿命长,但功率小,转换效率低。

 

3.液体激光器

   它可以分为螯合激光器、无机液体激光器和有机染料激光器,其中最重要的是有机染料激光器,其最大的特点是波长连续可调。

 

4. 半导体激光器

   它是一种比较年轻的激光器,其中比较成熟的是砷化镓激光器。具有效率高、体积小、重量轻、结构简单等特点,适用于飞机、军舰、坦克和步兵的搬运。可以制造测距仪和瞄准器。但其输出功率小,指向性差,且受环境温度的影响较大。

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