การทำให้เป็นที่นิยมของความรู้เกี่ยวกับเซ็นเซอร์เลเซอร์

เมื่อเซ็นเซอร์ที่ใช้เลเซอร์ทำงานเลเซอร์เลเซอร์ปล่อยไดโอดเป้าหมายแรกเป้าหมายและปล่อยพัลส์เลเซอร์ หลังจากที่ถูกสะท้อนโดยเป้าหมายเลเซอร์ก็สคัตเตอร์ในทุกทิศทาง ส่วนหนึ่งของแสงที่กระจัดกระจายกลับไปที่ตัวรับเซ็นเซอร์และได้รับจากระบบออปติคัลก่อนที่จะถูกถ่ายภาพลงในโฟโตไดโอดหิมะถล่ม avalanche photodiode เป็นเซ็นเซอร์ออปติคัลที่มีฟังก์ชั่นการขยายภายในซึ่งสามารถตรวจจับสัญญาณแสงที่อ่อนแอมากและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน ประเภททั่วไปคือเซ็นเซอร์เลเซอร์หลากหลายซึ่งวัดระยะทางเป้าหมายโดยการบันทึกและประมวลผลเวลาที่ใช้จากการปล่อยพัลส์แสงไปจนถึงการกลับมาและการรับสัญญาณ เซ็นเซอร์เลเซอร์จะต้องวัดเวลาการส่งอย่างถูกต้องเนื่องจากความเร็วของแสงเร็วเกินไป

ตัวอย่างเช่นหากความเร็วของแสงอยู่ที่ประมาณ 3 * 10 ^ 8m/s เพื่อให้ได้ความละเอียด 1 มม. วงจรอิเล็กทรอนิกส์ของเวลาส่งสัญญาณตั้งแต่เซ็นเซอร์ต้องสามารถแยกแยะช่วงเวลาสั้น ๆ ต่อไปนี้:

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

เพื่อแยกแยะเวลา 3PS นี่เป็นข้อกำหนดที่สูงสำหรับเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และค่าใช้จ่ายในการดำเนินการสูงเกินไป แต่เซ็นเซอร์เลเซอร์ในวันนี้หลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางนี้อย่างชาญฉลาดโดยใช้หลักการทางสถิติอย่างง่ายกฎเฉลี่ยเพื่อให้ได้ความละเอียด 1 มม. และรับรองความเร็วในการตอบสนอง

ฟังก์ชั่นสำคัญ

โดยการใช้ประโยชน์จากลักษณะของเลเซอร์เช่นทิศทางที่สูงความเป็นโมโนโครมสูงและความสว่างสูงการวัดทางไกลที่ไม่ติดต่อได้ เซ็นเซอร์เลเซอร์มักใช้สำหรับการวัดปริมาณทางกายภาพเช่นความยาวระยะทางการสั่นสะเทือนความเร็วและการวางแนวรวมถึงการตรวจจับข้อบกพร่องและการตรวจสอบมลพิษในบรรยากาศ

เลเซอร์ตั้งแต่

การวัดความยาวที่แม่นยำเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่สำคัญในอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องจักรกลที่แม่นยำและอุตสาหกรรมการประมวลผลทางแสง การวัดความยาวที่ทันสมัยส่วนใหญ่ใช้ปรากฏการณ์การรบกวนของคลื่นแสงและความแม่นยำส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความเป็นโมโนโครมของแสง เลเซอร์เป็นแหล่งกำเนิดแสงที่เหมาะที่สุดซึ่งบริสุทธิ์กว่า 100,000 เท่ากว่าแหล่งกำเนิดแสงโมโนโครมที่ดีที่สุดในอดีต (โคมไฟ Krypton-86) ดังนั้นการวัดความยาวเลเซอร์จึงมีความแม่นยำและความแม่นยำสูง ตามหลักการออปติคัลความยาวสูงสุดที่วัดได้ L และความยาวคลื่นของแสงโมโนโครมสามารถกำหนดได้λและความกว้างของเส้นสเปกตรัมความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขาคือ l = λ/Δ。ความยาวสูงสุดที่สามารถวัดได้ด้วยหลอด Krypton 86 คือ 38.5 เซนติเมตร หากใช้เลเซอร์ก๊าซฮีเลียมนีออนก็สามารถวัดได้ถึงสิบกิโลเมตร โดยทั่วไปการวัดความยาวภายในไม่กี่เมตรสามารถบรรลุความแม่นยำ 0.1 ไมโครเมตร

เซ็นเซอร์เรดาร์

หลักการของมันเหมือนกับเรดาร์วิทยุ หลังจากเลเซอร์มุ่งเป้าไปที่เป้าหมายและปล่อยออกมาเวลาการเดินทางไปกลับจะถูกวัดแล้วคูณด้วยความเร็วของแสงเพื่อให้ได้ระยะทางไปกลับ เนื่องจากข้อดีของทิศทางสูงความเป็นโมโนโครมสูงและพลังงานสูงของเลเซอร์สิ่งเหล่านี้มีความสำคัญสำหรับการวัดระยะทางกำหนดทิศทางเป้าหมายการปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนของระบบรับและสร้างความมั่นใจในความแม่นยำในการวัด ดังนั้นเรนเดอร์เลเซอร์จึงมีคุณค่ามากขึ้นเรื่อย ๆ LIDAR พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของ Laser RangeFinders ไม่เพียง แต่วัดระยะทาง แต่ยังวัดการวางแนวเป้าหมายความเร็วในการดำเนินงานและการเร่งความเร็ว มันถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในการจัดเรียงและติดตามดาวเทียมประดิษฐ์เช่น LiDAR โดยใช้เลเซอร์ทับทิมโดยมีช่วง 500-2,000 กิโลเมตรและข้อผิดพลาดเพียงไม่กี่เมตร ไม่นานมานี้ยังมีศูนย์การวิจัยและพัฒนาที่พัฒนาเซ็นเซอร์ซีรีส์ LDM ซึ่งสามารถบรรลุความแม่นยำในระดับไมโครมิเตอร์ภายในช่วงการวัดหลายกิโลเมตร เลเซอร์ทับทิม, เลเซอร์แก้วนีโอไดเมียม, เลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์และเลเซอร์แกลเลียมอาร์เซไนด์มักจะใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงสำหรับตัวจับเลเซอร์

การวัดการสั่นสะเทือนของเลเซอร์

มันวัดความเร็วการสั่นสะเทือนของวัตถุตามหลักการ Doppler หลักการของ Doppler หมายถึงหลักการว่าหากผู้สังเกตการณ์ของแหล่งคลื่นหรือการรับคลื่นเคลื่อนที่เมื่อเทียบกับสื่อของคลื่นที่แพร่กระจายความถี่ที่วัดโดยผู้สังเกตการณ์ไม่เพียง แต่ขึ้นอยู่กับความถี่การสั่นสะเทือนที่ปล่อยออกมาจากแหล่งคลื่น ความแตกต่างระหว่างความถี่ที่วัดได้และความถี่ของแหล่งคลื่นเรียกว่าการเลื่อนความถี่ Doppler เมื่อทิศทางการสั่นสะเทือนสอดคล้องกับทิศทางการเลื่อนความถี่ Doppler Fd = V/ λ， โดยที่ V คือความเร็วการสั่นสะเทือนλคือความยาวคลื่น ในเครื่องมือวัดความเร็วการสั่นสะเทือนด้วยเลเซอร์เลเซอร์เนื่องจากการเดินทางไปกลับของแสง FD = 2V/ λ。เครื่องวัดการสั่นสะเทือนประเภทนี้จะแปลงการสั่นสะเทือนของวัตถุในการเลื่อนความถี่ Doppler ที่สอดคล้องกัน หลังจากการประมวลผลที่เหมาะสมโดยส่วนของวงจรมันจะถูกส่งไปยังตัวประมวลผลสัญญาณ Doppler เพื่อแปลงสัญญาณการเลื่อนความถี่ Doppler เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สอดคล้องกับความเร็วการสั่นสะเทือนและบันทึกในเทปแม่เหล็กในที่สุด เครื่องวัดการสั่นสะเทือนนี้ใช้เลเซอร์ฮีเลียมนีออนที่มีความยาวคลื่น 6328 angstroms (ขยาย) ใช้โมดูเลเตอร์ acoustooptic สำหรับการมอดูเลตความถี่ออพติคอลใช้ผลึกควอทซ์ออสซิลเลเตอร์ ข้อดีของมันนั้นใช้งานง่ายไม่จำเป็นต้องมีกรอบอ้างอิงคงที่ไม่มีผลกระทบต่อการสั่นสะเทือนของวัตถุเองช่วงความถี่การวัดที่กว้างความแม่นยำสูงและช่วงไดนามิกขนาดใหญ่ ข้อเสียคือกระบวนการวัดได้รับผลกระทบอย่างมากจากแสงจรจัดอื่น ๆ

เลเซอร์ velocimetry

นอกจากนี้ยังเป็นวิธีเลเซอร์ velocimetry ตามหลักการเคปเลอร์และใช้กันทั่วไปเป็นเลเซอร์ doppler velocimeter (ดูเลเซอร์ flowmeter) มันสามารถวัดความเร็วการไหลเวียนของอากาศในอุโมงค์, ความเร็วการไหลของเชื้อเพลิงจรวด, ความเร็วการไหลเวียนของอากาศอากาศยาน, ความเร็วลมในชั้นบรรยากาศและขนาดอนุภาคและความเร็วการบรรจบกันในปฏิกิริยาเคมี