激光测距的原理与应用

本文介绍了激光测距的基本原理,包括激光脉冲测距、激光相位测距和激光三角法测距,以及各自的特点和适用范围。激光测距技术因其非接触、高精度等优势,在金属工业、桥梁建筑、轨道铁路和仓储物流等领域有广泛应用。

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激光,英文名称为Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(简称LASER),意思为原子受激辐射的光,故称激光,激光的产生原理,是原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级的时候,所释放的能量以光子的形式放出,被引诱(激发)出来的光子束(激光)。
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激光与普通光源相比,具有单色性、高亮度、方向性等优势,被广泛应用于工业生产和科研实验等各个领域,激光测距便是其中应用较为广泛的一项技术。

1.激光测距技术的特点

激光测距技术是一项非接触式的工业测量技术,与传统的接触式测距技术相比,具有以下的特点【1】:

(1).激光测距时,无需与测量表面进行接触,物体的表面不会产生形变

(2).激光测距时被测物体表面不会发生磨损,降低了额外的损失

(3).在很多特殊的环境下,没有条件用常规测量工具接触测量,只能使用 激光测距技术

2.激光测距技术的原理

激光测距目前主要的测量方法有:激光脉冲测距、激光相位测距、激光三角法测距等,不同的测量方法对应不同常用的测量范围和精度,激光脉冲测距主要应用于远距离测距,测量距离在km级以上,精度较低,一般是米级精度;激光相位测距适用于中长距测量,常用测量范围包括50米、150米、300米、以及500米不等,精度较高,一般是毫米级精度;激光三角法测距则一般用于短距离(常见测量范围在2米以内),高精度的测距任务,一般精度能达到微米级,但测量距离较为限制。

(1)激光脉冲测距法【2】

激光脉冲测距法工作时,先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检

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