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      什么是激光測距儀-激光測距儀應用有那些?

      返回列表作者:admin 發布日期: 2022.06.23 瀏覽:545

        關鍵詞:激光位移傳感器說明書——小型激光測距儀——紅外測距儀——激光測試儀——激光測距儀使用方法圖解——手持激光測距儀哪個好——高精度測距儀0.01mm


        描述:激光測距儀(Laser rangefinder),是利用調制激光的某個參數實現對目標的距離測量的儀器。激光測距儀測量范圍為3.5~5000米。按照測距方法分為相位法測距儀和脈沖法測距儀,脈沖式激光測距儀是在工作時向目標射出一束或一序列短暫的脈沖激光束。


        激光LASER(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation),全稱為“受激輻射光放大"。

      激光測距儀

        處于高能級的原子自發的向較低能級躍遷,并發射一個光子,這種過程稱為自發輻射。通俗的可以理解為:一個球在地面是它最合適的位置,當這個球被外力推到半空中(稱為泵浦),在外力消失的瞬間,球從高空掉落下來,并釋放一定能量。如果這個球是特定的原子,那么這個原子在躍遷的過程中就會釋放一個光子。1960年,美國休斯研究實驗室梅曼制成了第一臺紅寶石激光器,發出了694.3nm的紅色激光,成為世界上公認的第一臺激光器。


        二、激光器的分類


        人們掌握了激光產生的原理后,開始研發不同形態的激光器,如果按照激光工作物質來分類的話,可分為氣體激光器、固體激光器、半導體激光器等…


        1、氣體激光器分類有:原子、分子、離子;氣體激光器的工作物質是氣體或金屬蒸汽,特點是激光輸出波長范圍寬。最常見的為CO2激光器,其中CO2作為工作物質,通過放電激發產生10.6um的紅外激光。


        由于氣體激光器工作物質為氣體,激光器整體構造太大,并且氣體激光器輸出的波長太長,材料加工性能并不好。因此氣體激光器很快就被市場淘汰了,只有在某些特定的領域,如某些塑料件的激光標記上使用。


        2、固體激光器分類:紅寶石、Nd:YAG等;


        固體激光器的工作物質有紅寶石、釹玻璃、釔鋁石榴石(YAG)等,是在作為基質的材料的晶體或玻璃中均勻的摻入少量離子,稱為激活離子。固體激光器是由工作物質、泵浦系統、諧振腔和冷卻、濾光系統構成的。下圖中中間的黑色方塊是激光晶體,外觀看上去是一塊淺色透明的玻璃,它的組成是在一塊透明晶體中摻雜稀土金屬。正是稀土金屬原子結構的特殊性,在受到光源照射時形成粒子數反轉(簡單理解很多地面上的球被推到空中),然后當粒子躍遷發射光子,當光子數量足夠多時,形成激光。為了保證發射的激光朝一個方向輸出,于是有了全反射鏡(左邊的鏡片),和半反射輸出鏡(右邊鏡片)。當激光輸出后在經一定的光學設計,形成激光能量。


        由于照射激光的氙燈存在一定的損耗量,如同家里的日光燈用一段時間后會損壞,于是人們對日光燈照射的激光器進行改進。如果將日光燈改進成半導體,通過半導體內部電子躍遷發射光子,則激光器的壽命會延長很多。人們從兩方面對YAG固體激光器進行改進,一方面將激發激光的氙燈(耗材)改進為半導體(光電二極管),一方面將激光晶體棒改進為直接在光纖中摻雜稀土離子。這樣,一個龐大的固體激光器就被整合成一個小型的激光發生器。整合后,人們將這種激光器稱為光纖激光器。


        工業上的激光應用主要有激光切割、激光標記、激光焊接。


        三、激光測距儀的原理


        除了工業上使用激光進行材料加工外,其他領域,比如航空航天、軍事等領域也在不斷開發激光的應用。其中航空和軍事上所使用的激光在不斷增加,該領域激光應用主要為激光測距。激光測距的原理——距離等于速度乘以時間。光速是確定的,而光的傳播時間可以通過檢測裝置檢測到,則可以計算出待測物體的距離。

      激光測距儀原理

        如果將激光測距儀直接做成手持設備,就是下面這樣。其中一個窗口為激光發射裝置,另外一個窗口為激光接收裝置。通過發射和接收的時間計算出待測物體的距離。


        激光測距儀的應用有哪些?


        激光測距儀在航空航天上使用較多,阿波羅15號在登月時帶上了一套特別設備——大型角反射器,用來反射從地球發射過來的激光光束,通過記錄往返時間來計算地月距離。同時,在航空航天其它領域對激光測距儀也有使用:

      激光測距儀應用

        1、激光測距在地形的勘察與測繪中的應用在地形的勘察與測繪中的激光測距儀一般稱為激光高度計,主要是搭載在飛機或衛星上測量高程數據。例如,“嫦娥一號”與“嫦娥二號”激光高度計是月球探測衛星的主要載荷之一,擔任著獲取月球表面三維高程數據的科學任務?!版隙鹨惶枴毙l星于2007年發射,“嫦娥二號”衛星于2010年發射,其高程數據與CCD立體相機的影像相結合,獲得了月球表面的基本地貌,劃分構造單元,初步編制了月球地質與構造綱要圖?!版隙鸲枴奔す飧叨扔嫵烁叱虜祿?,還獲得了月面反射率信息,為后續軟著陸提供了參考數據。


        2、激光測距在航天器自主著陸中的應用


        利用無人探測器著陸到月球、火星或者小行星等目標天體表面進行實地勘探甚至采樣返回是人類探索宇宙的一條重要途徑,也是未來深空探測活動發展的熱點之一。發射衛星或探測器在其他星球表面進行軟著陸是進行空間探測的一個重要的方向。


        3、激光測距在空間自主交會對接中的應用


        空間自主交會對接是一個極其復雜和精密的過程。它包含兩部分相互銜接的空間操作:空間交會和空間對接(Rendezous and Docking)。交會過程指兩個或兩個以上的飛行器在空間軌道上按預定位置和時間相會,作用距離為100km~10m,由遠到近需要GPS引導,微波雷達、激光雷達、光學成像敏感器的測量手段,空間對接指兩個飛行器在空間軌道上相會后在機械結構上連成一個整體,作用距離為10~0m,主要利用先進視頻制導敏感器(AVGS)完成。

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      激光測距儀參數

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