itthon > hírek > hírek

A lézerterjesztő érzékelők ismereteinek népszerűsítése

2023-10-10

Amikor a lézeres érzékelő működik, a lézerkibocsátó dióda először a célt célozza meg, és lézerimpulzusokat bocsát ki. Miután a cél tükrözi, a lézer minden irányba szétszóródik. A szétszórt fény egy része visszatér az érzékelő vevőjéhez, és az optikai rendszer fogadja, mielőtt az Avalanche fotodiódra leképezik. Az Avalanche Photodiode egy optikai érzékelő, belső amplifikációs függvényben, amely kimutathatja a rendkívül gyenge optikai jeleket, és konvertálja azokat megfelelő elektromos jelekké. A közös típus egy lézeres érzékelő, amely a cél távolságát méri azáltal, hogy rögzíti és feldolgozza a könnyű impulzus kibocsátásától a visszatéréshez és a vételig. A lézerérzékelőknek pontosan meg kell mérniük az átviteli időt, mivel a fénysebesség túl gyors.


Például, ha a fénysebesség körülbelül 3 * 10 ^ 8m/s, az 1 mm -es felbontás elérése érdekében, akkor az átviteli időtartamú érzékelő elektronikus áramkörének képesnek kell lennie megkülönböztetni a következő rendkívül rövid időtartamot:


0,001m/(3 * 10 ^ 8m/s) = 3ps


A 3ps idő megkülönböztetése érdekében ez az elektronikus technológia magas követelménye, és a végrehajtás költsége túl magas. De a mai lézerterjesztő érzékelők ügyesen kerülik el ezt az akadályt, egy egyszerű statisztikai elv, az átlagos szabály felhasználásával, hogy elérjék az 1 mm -es felbontást és biztosítsák a válasz sebességét.


fő funkció


A lézer olyan tulajdonságainak felhasználásával, mint például a nagy irányítás, a magas monokróm és a magas fényerő, akkor az érintkezés nélküli távolsági mérés elérhető. A lézerérzékelőket általában használják a fizikai mennyiségek, például a hossz, a távolság, a rezgés, a sebesség és az orientáció mérésére, valamint a hibák kimutatására és a légköri szennyező anyagok ellenőrzésére.


lézertermelő


A precíz hosszúság mérése az egyik legfontosabb technológia a precíziós mechanikus gyártóiparban és az optikai feldolgozó iparban. A modern hosszúságmérés többnyire a fényhullámok interferencia jelenségét használja, és pontossága elsősorban a fény monokrómitásától függ. A lézer a legideálisabb fényforrás, amely 100000-szer tisztább, mint a múltban a legjobb monokróm fényforrás (Krypton-86 lámpa). Ezért a lézerhossz mérése nagy tartományban és nagy pontossággal rendelkezik. Az optikai alapelvek szerint a monokromatikus fény maximális mérhető L hosszát és hullámhosszát λ és a spektrális vonal szélessége δ meghatározható. A köztük lévő kapcsolat l = λ/δ。 A maximális hossz, amelyet egy Krypton 86 lámpával lehet mérni, 38,5 centiméterre van szükség, és a hosszabb tárgyakra szükség van a szegmentált mérésekre. Ha hélium neongáz lézert használ, akkor ez tíz kilométert képes mérni. Általában néhány méteren belüli hosszúság mérése 0,1 mikrométer pontosságot érhet el.


Radarérzékelő -tartomány


Elve megegyezik a rádió radarjával. Miután a lézer a célra irányul és kibocsátott, az oda-vissza időtartamot megmérik, majd megszorozzuk a fénysebességgel, hogy elérjük az oda-vissza távolságot. A nagy iránymutatás, a magas monokrómitás és a lézerek nagy teljesítményének előnyei miatt ezek kulcsfontosságúak a távolság méréséhez, a célorientáció meghatározásához, a fogadó rendszerek jel-zaj arányának javításához és a mérési pontosság biztosításához. Ezért egyre inkább értékelik a lézeres távolságtermékeket. A lézeres távolságkötők alapján kifejlesztett LIDAR nemcsak a távolságot mérheti, hanem mérheti a célorientációt, a működési sebességet és a gyorsulást is. Sikeresen használták a mesterséges műholdak, például a LIDAR rubin lézer felhasználására és nyomon követésére, 500-2000 kilométeres távolsággal és csak néhány méteres hibával. Nemrégiben még mindig voltak olyan kutatási és fejlesztési központok, amelyek kifejlesztették az LDM sorozatú érzékelőket, amelyek pontosságot érhetnek el a mikrométer szintjén több kilométer mérési tartományon belül. A rubin -lézereket, a neodímium üveg lézereket, a szén -dioxid -lézereket és a gallium -arzenid lézereket gyakran használják fényforrásokként a lézer távolságkerékekhez.


Lézeres rezgésmérés


A Doppler elv alapján méri az objektumok rezgési sebességét. A Doppler elv arra az elvre utal, hogy ha a hullámforrás vagy a vevő hullám megfigyelője a szaporító hullám közegéhez viszonyítva mozog, akkor a megfigyelő által mért frekvencia nemcsak a hullámforrás által kibocsátott rezgésfrekvenciától függ, hanem a hullámforrás vagy a megfigyelő mozgási sebességének nagyságától és irányától is. A mért frekvencia és a hullámforrás frekvenciája közötti különbséget Doppler frekvenciaeltolódásnak nevezzük. Ha a rezgés iránya összhangban van az irányral, akkor a Doppler frekvenciaváltás fd = v/ λ ¢, ahol v a vibrációdarab, λ a hullámhossz. A lézer Doppler rezgési sebességmérési eszközben, a fény oda-vissza, FD = 2V/ λ。 Ez a típusú rezgésmérő átalakítja az objektum rezgését a megfelelő Doppler frekvenciaváltásnak az optikai alkatrész által a mérés során, és az optikai detektor ezt a frekvenciaeltolódást elektromos jelzé alakítja. Az áramköri alkatrész által végzett megfelelő feldolgozás után a Doppler jel processzorához küldjük, hogy a Doppler frekvenciaváltó jelet a rezgési sebességnek megfelelő elektromos jelgé alakítsák át, és végül rögzítsük a mágneses szalagon. Ez a rezgési mérő egy hélium neon lézert használ, amelynek hullámhosszúja 6328 angstrom (kiterjesztett), akusztikus modulust használ az optikai frekvencia modulációhoz, kvarc kristály oszcillátorot és egy teljesítményerősítő áramkört használ az Acoustooptic modulátorokhoz, a Doppler jelzésekhez, és egy frekvenciát használ a Doppler jelzésekhez. Előnyei könnyen használhatók, nincs szükség rögzített referenciakeretre, nincs hatással az objektum rezgésére, a széles mérési frekvenciatartományt, a nagy pontosságot és a nagy dinamikus tartományt. A hátrány az, hogy a mérési folyamatot nagymértékben befolyásolja más kóbor fény.


Lézeres sebesség


Ez egy lézeres velociimetriás módszer is, amely a Kepler elven alapul, és általában lézer Doppler velociiméterként használják (lásd a lézeráramot). Meg tudja mérni a szélcsatorna légáramlási sebességét, a rakéta üzemanyag -áramlási sebességét, a repülőgép sugárhajtású légáramlási sebességét, a légköri szélsebességet, valamint a részecskeméret és a konvergencia sebességét a kémiai reakciókban.

X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept