激光傳感器特性及用途激光測(cè)長(zhǎng)精密測(cè)量長(zhǎng)度是精密機(jī)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(xiàn)代長(zhǎng)度計(jì)量多是利用光波的干涉現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行的，其精度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(cè)長(zhǎng)的量程大、精度高。由光學(xué)原理可知單色光的最大可測(cè)長(zhǎng)度L與波長(zhǎng)λ和譜線寬度δ之間的關(guān)系是L=λ2/δ。用氪－86燈可測(cè)最大長(zhǎng)度為38.5厘米，對(duì)于較長(zhǎng)物體就需分段測(cè)量而使精度降低。若用氦氖氣體激光器，則最大可測(cè)幾十公里。一般測(cè)量數(shù)米之內(nèi)的長(zhǎng)度，其精度可達(dá)0.1微米。同軸多芯光纖傳感器一、原理光電傳感器是通過(guò)把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的。激光傳感器先由激光發(fā)射二極管對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖同軸多芯光纖傳感器

按照測(cè)量原理,激光位移傳感器原理分為激光三角測(cè)量法和激光回波分析法,激光三角測(cè)量法一般適用于高精度、短距離的測(cè)量，而激光回波分析法則用于遠(yuǎn)距離測(cè)量，下面分別介紹激光位移傳感器原理的兩種測(cè)量方式。1、三角測(cè)量法。經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)。同軸多芯光纖傳感器傳感器探頭到被測(cè)物體的距離可以由三角計(jì)算法則精確得到。采用這種方法能夠得到微米級(jí)的分辨率。根據(jù)不同型號(hào)，測(cè)量得到的數(shù)據(jù)會(huì)由外置或內(nèi)置控制器通過(guò)多種接口進(jìn)行評(píng)估。點(diǎn)激光傳感器投射到被測(cè)物體上形成一個(gè)可見(jiàn)光斑，通過(guò)這個(gè)光斑可以非常簡(jiǎn)便的安裝調(diào)試探頭，因此點(diǎn)激光傳感器被應(yīng)用到非常多的領(lǐng)域，成為精密距離測(cè)量的熱門選擇同軸多芯光纖傳感器

與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)相比，我國(guó)傳感器技術(shù)在科研開發(fā)上要落后10年，在生產(chǎn)技術(shù)上要落后15年。但近年來(lái)我國(guó)陸續(xù)制定有利于傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，并建立了多個(gè)傳感技術(shù)、機(jī)器人國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)也有千余家企業(yè)選擇從事傳感器的生產(chǎn)和研發(fā)，國(guó)內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程隨之加快。目前國(guó)內(nèi)從事激光傳感器的企業(yè)多以中小企業(yè)為主，主要集中在長(zhǎng)三角地區(qū)，大型企業(yè)數(shù)量較少。。根據(jù)不同設(shè)計(jì)，光學(xué)測(cè)量原理最大允許測(cè)量距離達(dá)到1m。根據(jù)測(cè)量任務(wù)的需要，可以選擇非常小的量程，但是具有極高測(cè)量精度?；蛘哌x擇大量程，但是測(cè)量精度會(huì)有所下降。目前市面上有很多傳感器型號(hào)可以快速補(bǔ)償反射光的光強(qiáng)，但只有德國(guó)米銥的激光傳感器成功實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)光強(qiáng)補(bǔ)償。

同軸多芯光纖傳感器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(jié)構(gòu)大致相同，特點(diǎn)是小而堅(jiān)固、功率高，釹玻璃激光器是目前脈沖輸出功率最高的器件，已達(dá)到數(shù)十兆瓦。②氣體激光器：它的工作物質(zhì)為氣體。現(xiàn)已有各種氣體原子、離子、金屬蒸氣、氣體分子激光器同軸多芯光纖傳感器激光同軸位移傳感器(左)與傳統(tǒng)的三角法激光位移傳感器(右)對(duì)比基于這一結(jié)合了瞬時(shí)位移、振動(dòng)、光學(xué)相位測(cè)量和絕對(duì)位移/距離的測(cè)量的小型化激光傳感平臺(tái)，摯感光子還研發(fā)了一系列的激光傳感模塊(見(jiàn)圖)。據(jù)了解，摯感光子自主研發(fā)的MX-G系列激光同軸傳感器采用自主研發(fā)的非線性調(diào)頻連續(xù)波調(diào)制解調(diào)(FMCW)技術(shù)，基于光學(xué)相干接收原理，具有光功率極低(距離15cm外輸出光功率僅需5mW)、動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍廣(可以測(cè)量從幾厘米到4米范圍內(nèi)的物體)、測(cè)量精度高(1米外的位移測(cè)量，重復(fù)精度通常小于0.01μm)、抗干擾性強(qiáng)(只對(duì)自身光源波長(zhǎng)敏感，可以抵抗任何環(huán)境光的干擾)、激光同軸設(shè)計(jì)(能夠測(cè)量傳統(tǒng)三角法傳感器難以測(cè)量的物體，如盲孔)、敏感度高等優(yōu)點(diǎn)。MX-G系列傳感器可測(cè)量的距離和范圍非常廣，卻能保持與近距離測(cè)量相同的精度，這是傳統(tǒng)的三角法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。。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(wěn)定，單色性好,壽命長(zhǎng),但功率較小，轉(zhuǎn)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(jī)液體激光器和有機(jī)染料激光器，其中最重要的是有機(jī)染料激光器，它的最大特點(diǎn)是波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)。④半導(dǎo)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適宜于在飛機(jī)、軍艦、坦克上以及步兵隨身攜帶。可制成測(cè)距儀和瞄準(zhǔn)器。但輸出功率較小、定向性較差、受環(huán)境溫度影響較大。