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激光雷達(dá)組成

激光雷達(dá)組成：發(fā)射、接收和信號處理三個主要部分組成。

1.

激光組成

工作物質(zhì)、諧振腔和激勵源

A

．特點(diǎn)：脈沖能量大、脈沖重復(fù)頻率高

質(zhì)量好，特別是發(fā)散度要小、指向性要好

體積、功耗小，性能穩(wěn)定可靠

B

．分類：固體、氣體、液體和半導(dǎo)體

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激光傳感器的應(yīng)用

利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量。激光傳感器常用于長度、距離、振動、速度、方位等物理量的測量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測等。

激光測長

精密測量長度是精密機(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。現(xiàn)代長度計(jì)量多是利用光波的干涉現(xiàn)象來進(jìn)行的，其精度主要取決于光的單色性的好壞。激光是的光源，它比以往的單色光源（-86燈）還純10萬倍。因此激光測長的量程大、精度高。

激光測距

它的原理與無線電雷達(dá)相同，將激光對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射出去后，測量它的往返時間，再乘以光速即得到往返距離。由于激光具有高方向性、高單色性和高功率等優(yōu)點(diǎn)，這些對于測遠(yuǎn)距離、判定目標(biāo)方位、提高接收系統(tǒng)的信噪比、保證測量精度等都是很關(guān)鍵的，因此激光測距儀日益受到重視。在激光測距儀基礎(chǔ)上發(fā)展起來的激光雷達(dá)不僅能測距，而且還可以測目標(biāo)方位、運(yùn)運(yùn)速度和加速度等，已成功地用于人造的測距和跟蹤。

激光測振

它基于多普勒原理測量物體的振動速度。多普勒原理是指：若波源或接收波的觀察者相對于傳播波的媒質(zhì)而運(yùn)動，那么觀察者所測到的頻率不僅取決于波源發(fā)出的振動頻率而且還取決于波源或觀察者的運(yùn)動速度的大小和方向。所測頻率與波源的頻率之差稱為多普勒頻移。

激光測速

它也是基多普勒原理的一種激光測速方法，用得較多的是激光多普勒流速計(jì)(見激光流量計(jì))，它可以測量風(fēng)洞氣流速度、流速、飛行器噴射氣流流速、大氣風(fēng)速和化學(xué)反應(yīng)中粒子的大小及匯聚速度等。

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激光雷達(dá)的原理與結(jié)構(gòu)

與雷達(dá)原理相似，激光雷達(dá)使用的技術(shù)是飛行時間（TOF， Time of Flight）。具體而言，就是根據(jù)激光遇到障礙物后的折返時間，計(jì)算目標(biāo)與自己的相對距離。激光光束可以準(zhǔn)確測量視場中物體輪廓邊沿與設(shè)備間的相對距離，這些輪廓信息組成所謂的點(diǎn)云并繪制出3D環(huán)境地圖，精度可達(dá)到厘米級別，從而提高測量精度。

想象一下，當(dāng)發(fā)出光脈沖時啟動秒表，然后當(dāng)光脈沖返回時停止計(jì)時器。通過測量激光的“飛行時間”，并且知道脈沖行進(jìn)的速度，就可以計(jì)算距離。光以每秒30萬千米的速度傳播，因此需要非常高精度的設(shè)備來產(chǎn)生關(guān)于距離的數(shù)據(jù)。