01D100型(xing)德國IFM激光(guang)傳(chuan)感器(qi)的(de)功能(neng)：
激光(guang)測長
精密(mi)測量長度(du)是(shi)精(jing)密機(jī)(ji)械制(zhi)造工(gong)業(yè)(ye)和光(guang)學(xué)(xue)加(jia)工(gong)工(gong)業(yè)(ye)的關(guān)(guan)鍵(jian)技術(shù)之(zhi)壹(yi)。現(xiàn)代(dai)長(chang)度計(jì)(ji)量(liang)多是利用光(guang)波(bo)的幹涉(she)現(xiàn)象來(lai)進(jìn)行(xing)的(de)，其精(jing)度主要取決於(yu)光(guang)的(de)單(dan)色(se)性的好壞。激光(guang)是(shi)理想的光(guang)源(yuan)，它比(bi)以往好(hao)的(de)單(dan)色(se)光(guang)源(yuan)（氪-86燈）還(hai)純10萬(wan)倍。因(yin)此激光(guang)測長的量(liang)程大、精度高(gao)。由(you)光(guang)學(xué)(xue)原(yuan)理可(ke)知(zhi)單(dan)色(se)光(guang)的(de)最大可(ke)測長度L與(yu)波(bo)長λ和譜線(xian)寬(kuan)度δ之間的(de)關(guān)(guan)系是(shi)L=λ/δ。用氪－86燈可測最大長(chang)度(du)為(wei)38.5厘(li)米，對於(yu)較長(chang)物體(ti)就需分(fen)段測量而使精度降低(di)。若用(yong)氦氖氣體(ti)激(ji)光(guang)器(qi)，則(ze)最(zui)大(da)可(ke)測幾(ji)十(shi)公(gong)裏(li)。壹(yi)般測量數(shù)米之內(nèi)的長(chang)度，其(qi)精(jing)度(du)可(ke)達(dá)0.1微米。
激光(guang)測距
它的原(yuan)理與(yu)無(wu)線(xian)電(dian)雷達(dá)(da)相(xiang)同(tong)，將激光(guang)對(dui)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射出去(qu)後，測量它的(de)往(wang)返時(shí)(shi)間(jian)，再乘(cheng)以光(guang)速(su)即(ji)得到往返距離。由(you)於(yu)激光(guang)具(ju)有高(gao)方(fang)向性、高(gao)單(dan)色(se)性和高(gao)功率(lv)等優(yōu)點(diǎn)(dian)，這(zhe)些(xie)對(dui)於(yu)測遠(yuǎn)(yuan)距離、判定目標(biāo)方(fang)位、提高(gao)接(jie)收(shou)系統(tǒng)(tong)的信噪比(bi)、保證測量精度(du)等都是(shi)很關(guān)(guan)鍵(jian)的(de)，因(yin)此激光(guang)測距儀日(ri)益(yi)受到重視(shi)。在(zai)激(ji)光(guang)測距儀基(ji)礎(chǔ)上發(fā)展(zhan)起(qi)來(lai)的(de)激(ji)光(guang)雷達(dá)(da)不(bu)僅能(neng)測距，而且還(hai)可以測目標(biāo)方(fang)位、運(yùn)運(yùn)速(su)度(du)和加(jia)速度(du)等，已成功地(di)用於(yu)人造衛(wèi)星的(de)測距和跟蹤(zong)，例(li)如(ru)采(cai)用紅(hong)寶石(shi)激光(guang)器(qi)的(de)激(ji)光(guang)雷達(dá)(da)，測距範(fàn)圍為(wei)500～2000公(gong)裏(li),誤(wu)差(cha)僅幾(ji)米。不(bu)久(jiu)前，真(zhen)尚(shang)有的(de)研(yan)發(fā)中(zhong)心研制(zhi)出的(de)LDM系列(lie)測距傳(chuan)感器(qi)，可(ke)以在(zai)數(shù)(shu)千米測量範(fàn)圍內(nèi)的精(jing)度可(ke)以達(dá)到微米級別(bie)。常采(cai)用紅(hong)寶石(shi)激光(guang)器(qi)、釹(nv)玻璃(li)激光(guang)器(qi)、二(er)氧(yang)化碳(tan)激(ji)光(guang)器(qi)以及砷(shen)化鎵激光(guang)器(qi)作(zuo)為(wei)激(ji)光(guang)測距儀的(de)光(guang)源(yuan)。
激光(guang)測振
它基(ji)於(yu)多普勒(le)原(yuan)理測量物體(ti)的(de)振動(dòng)(dong)速(su)度。多普勒(le)原(yuan)理是(shi)指：若(ruo)波源或(huo)接(jie)收(shou)波的(de)觀察者相(xiang)對(dui)於(yu)傳(chuan)播(bo)波(bo)的(de)媒(mei)質(zhì)(zhi)而運(yùn)動(dòng)(dong)，那(na)麼觀察者所測到的頻(pin)率(lv)不(bu)僅取(qu)決於(yu)波源發(fā)出的(de)振(zhen)動(dòng)(dong)頻(pin)率(lv)而且還(hai)取決於(yu)波源或觀察者的(de)運(yùn)動(dòng)(dong)速(su)度的大(da)小(xiao)和(he)方(fang)向。所測頻(pin)率(lv)與(yu)波(bo)源的頻(pin)率(lv)之(zhi)差(cha)稱為(wei)多普勒(le)頻(pin)移。在(zai)振(zhen)動(dòng)(dong)方(fang)向與(yu)方(fang)向壹(yi)致(zhi)時(shí)多普頻(pin)移fd=v/λ，式中(zhong)v 為(wei)振(zhen)動(dòng)(dong)速(su)度、λ為(wei)波(bo)長(chang)。在(zai)激(ji)光(guang)多普勒(le)振(zhen)動(dòng)(dong)速(su)度測量儀中(zhong)，由(you)於(yu)光(guang)往(wang)返的(de)原(yuan)因,fd =2v/λ。這(zhe)種測振儀在(zai)測量時(shí)由(you)光(guang)學(xué)(xue)部分(fen)將物體(ti)的(de)振動(dòng)(dong)轉(zhuǎn)換為(wei)相(xiang)應(yīng)(ying)的多普勒(le)頻(pin)移,並由(you)光(guang)檢(jian)測器(qi)將(jiang)此頻(pin)移轉(zhuǎn)換為(wei)電(dian)信號(hao),再由(you)電(dian)路部分(fen)作(zuo)適(shi)當(dāng)處理後送(song)往(wang)多普勒(le)信(xin)號處理器(qi)將(jiang)多普勒(le)頻(pin)移信號(hao)變(bian)換為(wei)與(yu)振(zhen)動(dòng)(dong)速(su)度相(xiang)對(dui)應(yīng)(ying)的電(dian)信號(hao)，最後記錄(lu)於(yu)磁帶。這種測振儀采(cai)用波(bo)長為(wei)6328埃(ai)(┱)的(de)氦氖激光(guang)器(qi)，用(yong)聲(sheng)光(guang)調(diào)(tiao)制器(qi)進(jìn)行(xing)光(guang)頻(pin)調(diào)制，用(yong)石(shi)英晶(jing)體(ti)振(zhen)蕩(dang)器(qi)加(jia)功率(lv)放大電(dian)路作(zuo)為(wei)聲(sheng)光(guang)調(diào)(tiao)制器(qi)的(de)驅(qū)動(dòng)(dong)源(yuan)，用光(guang)電(dian)倍增(zeng)管進(jìn)行(xing)光(guang)電(dian)檢(jian)測，用頻(pin)率(lv)跟(gen)蹤(zong)器(qi)來(lai)處(chu)理(li)多普勒(le)信(xin)號。它的優(yōu)(you)點(diǎn)(dian)是(shi)使(shi)用(yong)方(fang)便，不(bu)需要固定參考系,不(bu)影(ying)響物體(ti)本(ben)身的(de)振(zhen)動(dòng)(dong),測量頻(pin)率(lv)範(fàn)(fan)圍寬(kuan)、精(jing)度高(gao)、動(dòng)(dong)態(tài)範(fàn)(fan)圍大(da)。缺(que)點(diǎn)(dian)是(shi)測量過(guo)程受其他雜(za)散(san)光(guang)的(de)影響較大(da)。
激(ji)光(guang)測速
它也(ye)是基(ji)多普勒(le)原(yuan)理的(de)壹(yi)種激光(guang)測速方(fang)法,用得(de)較多的是激光(guang)多普勒(le)流速(su)計(jì)(ji)(見(jian)激(ji)光(guang)流量(liang)計(jì)(ji)),它(ta)可(ke)以測量風(fēng)(feng)洞(dong)氣流速(su)度(du)、火箭(jian)燃料流速(su)、飛(fei)行(xing)器(qi)噴(pen)射氣流流速(su)、大(da)氣風(fēng)(feng)速和(he)化學(xué)(xue)反(fan)應(yīng)(ying)中粒子(zi)的(de)大小(xiao)及匯(hui)聚速度等。
德國(guo)IFM激光(guang)傳(chuan)感器(qi)工(gong)作(zuo)時(shí)(shi)，先由(you)激光(guang)發(fā)射二極(ji)管對(dui)準(zhǔn)(zhun)目(mu)標(biāo)發(fā)射激光(guang)脈沖(chong)。經(jīng)目(mu)標(biāo)反(fan)射後激光(guang)向各方(fang)向散射。部分(fen)散射光(guang)返回(hui)到傳(chuan)感器(qi)接(jie)收(shou)器(qi)，被光(guang)學(xué)(xue)系統(tǒng)(tong)接(jie)收(shou)後成像到雪崩(beng)光(guang)電(dian)二極(ji)管上。雪崩(beng)光(guang)電(dian)二極(ji)管是壹(yi)種內(nèi)部具(ju)有放大功能(neng)的光(guang)學(xué)(xue)傳(chuan)感器(qi)，因(yin)此它能檢(jian)測極其微弱(ruo)的(de)光(guang)信(xin)號，並將(jiang)其(qi)轉(zhuǎn)化為(wei)相(xiang)應(yīng)(ying)的電(dian)信號(hao)。 常見的是(shi)激光(guang)測距傳(chuan)感器(qi)，它(ta)通(tong)過(guo)記(ji)錄(lu)並處(chu)理(li)從(cong)光(guang)脈沖(chong)發(fā)出到返回(hui)被接(jie)收(shou)所經(jīng)(jing)歷的時(shí)(shi)間，即(ji)可測定目標(biāo)距離。德國(guo)IFM激(ji)光(guang)傳(chuan)感器(qi)必須極其精(jing)確(que)地(di)測定傳(chuan)輸時(shí)(shi)間，因?yàn)?wei)光(guang)速(su)太(tai)快。
實(shí)(shi)物如(ru)下(xia)圖(tu)所示(shi)：
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