油船防爆

[拼音]：jiguang chuanganqi

[英文]：laser transducer

利用鐳射技術進行測量的感測器。它由鐳射器、鐳射檢測器和測量電路組成。鐳射感測器是新型測量儀表，它的優點是能實現無接觸遠距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等。

鐳射和鐳射器

鐳射是20世紀60年代出現的最重大的科學技術成就之一。它發展迅速，已廣泛應用於國防、生產、醫學和非電測量等各方面。鐳射與普通光不同，需要用鐳射器產生。鐳射器的工作物質，在正常狀態下，多數原子處於穩定的低能級E1,在適當頻率的外界光線的作用下，處於低能級的原子吸收光子能量受激發而躍遷到高能級E2。光子能量E=E2-E1=hv,式中h為普朗克常數，v為光子頻率。反之，在頻率為v的光的誘發下，處於能級 E2的原子會躍遷到低能級釋放能量而發光，稱為受激輻射。鐳射器首先使工作物質的原子反常地多數處於高能級（即粒子數反轉分佈），就能使受激輻射過程佔優勢，從而使頻率為v的誘發光得到增強,並可通過平行的反射鏡形成雪崩式的放大作用而產生強大的受激輻射光，簡稱鐳射。鐳射具有3個重要特性：

（1）高方向性（即高定向性，光速發散角小），鐳射束在幾公里外的擴充套件範圍不過幾釐米；

（2）高單色性，鐳射的頻率寬度比普通光小10倍以上；

（3）高亮度，利用鐳射束會聚最高可產生達幾百萬度的溫度。鐳射器按工作物質可分為 4種。

（1）固體鐳射器：它的工作物質是固體。常用的有紅寶石鐳射器、摻釹的釔鋁石榴石鐳射器 (即YAG鐳射器)和釹玻璃鐳射器等。它們的結構大致相同，特點是小而堅固、功率高，釹玻璃鐳射器是目前脈衝輸出功率最高的器件，已達到數十兆瓦。

（2）氣體鐳射器：它的工作物質為氣體。現已有各種氣體原子、離子、金屬蒸氣、氣體分子鐳射器。常用的有二氧化碳鐳射器、氦氖鐳射器和一氧化碳鐳射器，其形狀如普通放電管，特點是輸出穩定，單色性好,壽命長,但功率較小，轉換效率較低。

（3）液體鐳射器:它又可分為螯合物鐳射器、無機液體鐳射器和有機染料鐳射器，其中最重要的是有機染料鐳射器，它的最大特點是波長連續可調。

（4）半導體鐳射器：它是較年輕的一種鐳射器，其中較成熟的是砷化鎵鐳射器。特點是效率高、體積小、重量輕、結構簡單，適宜於在飛機、軍艦、坦克上以及步兵隨身攜帶。可製成測距儀和瞄準器。但輸出功率較小、定向性較差、受環境溫度影響較大。

應用

利用鐳射的高方向性、高單色性和高亮度等特點可實現無接觸遠距離測量。鐳射感測器常用於長度、距離、振動、速度、方位等物理量的測量，還可用於探傷和大氣汙染物的監測等。

鐳射測長

精密測量長度是精密機械製造工業和光學加工工業的關鍵技術之一。現代長度計量多是利用光波的干涉現象來進行的，其精度主要取決於光的單色性的好壞。鐳射是最理想的光源，它比以往最好的單色光源（氪-86燈）還純10萬倍。因此鐳射測長的量程大、精度高。由光學原理可知單色光的最大可測長度 L與波長λ和譜線寬度δ之間的關係是L=λ2/δ。用氪－86燈可測最大長度為38.5釐米，對於較長物體就需分段測量而使精度降低。若用氦氖氣體鐳射器，則最大可測幾十公里。一般測量數米之內的長度，其精度可達0.1微米。

鐳射測距

它的原理與無線電雷達相同，將鐳射對準目標發射出去後，測量它的往返時間，再乘以光速即得到往返距離。由於鐳射具有高方向性、高單色性和高功率等優點，這些對於測遠距離、判定目標方位、提高接收系統的信噪比、保證測量精度等都是很關鍵的，因此鐳射測距儀日益受到重視。在鐳射測距儀基礎上發展起來的鐳射雷達不僅能測距，而且還可以測目標方位、運運速度和加速度等，已成功地用於人造衛星的測距和跟蹤，例如採用紅寶石鐳射器的鐳射雷達，測距範圍為500～2000公里,誤差僅幾米。目前常採用紅寶石鐳射器、釹玻璃鐳射器、二氧化碳鐳射器以及砷化鎵鐳射器作為鐳射測距儀的光源。

鐳射測振

它基於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於傳播波的媒質而運動，那麼觀察者所測到的頻率不僅取決於波源發出的振動頻率而且還取決於波源或觀察者的運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。在振動方向與方向一致時多普頻移 fd=v/λ，式中v 為振動速度、λ為波長。在鐳射多普勒振動速度測量儀中，由於光往返的原因,fd =2v/λ。這種測振儀在測量時由光學部分將物體的振動轉換為相應的多普勒頻移,並由光檢測器將此頻移轉換為電訊號,再由電路部分作適當處理後送往多普勒訊號處理器將多普勒頻移訊號變換為與振動速度相對應的電訊號，最後記錄於磁帶。這種測振儀採用波長為6328埃(┱)的氦氖鐳射器，用聲光調製器進行光頻調製，用石英晶體振盪器加功率放大電路作為聲光調製器的驅動源，用光電倍增管進行光電檢測，用頻率跟蹤器來處理多普勒訊號。它的優點是使用方便，不需要固定參考系,不影響物體本身的振動,測量頻率範圍寬、精度高、動態範圍大。缺點是測量過程受其他雜散光的影響較大。