在工业自动化和精密测量领域,激光位移传感器已成为不可或缺的电工工具。无论是检测生产线上的微小偏差,还是监控配电系统中设备的振动幅度,其高精度和非接触式测量的优势显著提升了效率与安全性。然而,面对市场上琳琅满目的型号(如基于激光二极管或光纤元件的产品),许多工程师在选型和应用中仍存在困惑。本文将深入解析激光位移传感器的工作原理、核心参数及典型场景,助您全面掌握
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- 准直器类型 / Collimator Type : Triplet Collimator, Fiber Optic Collimator
- 焦距 / Focal Length : 18.36 mm
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一种用于柱状甲烷和二氧化碳远程测量的便携式微型激光外差辐射计(mini-LHR)
大气柱 二氧化碳 甲烷 便携式 微型化激光外差辐射计
我们展示了一款便携式微型激光外差辐射计(mini-LHR)的设计方案,该仪器可同步测量大气柱中的甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)。这款mini-LHR可安装在背包框架上自主运行,依靠折叠式30瓦太阳能电池板充电的电池供电,无需任何基础设施。与早期仪器类似,该被动式激光外差辐射计通过收集被CH4和CO2吸收的阳光进行工作。在仪器内部,阳光与中心波长约1.64微米(该波段两种气体均具有吸收特征)的分布反馈(DFB)激光混合。激光每分钟扫描一次这些吸收特征,产生的拍频信号在射频(RF)段采集。扫描数据经半小时和小时尺度平均后,利用行星光谱生成器(PSG)反演算法提取大气柱摩尔分数。通过在阿拉斯加内陆和夏威夷两个差异显著的站点部署,验证了仪器性能:1.64微米处分辨率(λ/?λ)超过50万,CH4和CO2的测量精度分别优于20ppb和1ppm。由于mini-LHR便携且可共址部署,可用于校准大型固定式柱观测仪器的偏差,还能快速响应甲烷泄漏等瞬态事件,或针对特定地理区域开展野外研究。
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基于外差检测的脉冲式激光测距系统实现,用于高重复频率的长距离测量
激光雷达 光学锁相环 远程测量 外差检测 高重复频率
本文介绍了一种基于外差探测的长距离测量脉冲式激光雷达(LADAR)系统的实现方案。虽然基于强度直接探测的脉冲式激光雷达结构简单且技术成熟,但进行远距离测量时需要高峰值功率激光器与低噪声雪崩光电二极管,这会因激光器和光电探测器的重量、功耗及成本问题限制其应用范围。本研究采用PIN光电二极管实现外差探测以提升接收机灵敏度,替代了低噪声雪崩光电二极管方案,并运用光学锁相环生成外差探测所需的光学本振信号。所提出的外差探测方案在1.2 GHz带宽下实现了-52.6 dBm的最小可探测信号电平,该方案被应用于脉冲式长距离测量激光雷达系统。该系统以40 kHz重复频率实现了2.77公里测距,展现出在高速帧率条件下实现远距离实时三维成像的显著优势。
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光电信息科学与工程实验方案1
1. 实验设计与方法选择:迷你激光外差辐射计(mini-LHR)是一种被动式仪器,通过采集被甲烷和二氧化碳吸收的阳光,与分布式反馈激光器(DFB激光器)的光信号混频,测量产生的射频(RF)拍频信号。 2. 样本选择与数据来源:利用连接太阳跟踪器的光纤耦合望远镜采集阳光,在阿拉斯加内陆和夏威夷的两个野外站点进行数据收集。 3. 实验设备与材料清单:包括DFB激光器、光纤耦合望远镜、射频接收器、锁相放大器以及供电用的太阳能电池板系统。 4. 实验流程与操作步骤:激光器每分钟扫描一次吸收特征谱线,扫描数据经平均处理生成半小时或小时级数据产品,通过行星光谱生成器(PSG)反演工具进行数据分析。 5. 数据分析方法:采用PSG反演工具模拟大气光谱,并通过扰动甲烷和二氧化碳浓度来拟合其含量。
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光电信息科学与工程实验方案2
1. 实验设计与方法选择:该系统采用外差检测技术,通过光学锁相环生成光学本振信号。 2. 样本选择与数据来源:连续波光学信号经脉冲调制后由目标反射回波。 3. 实验设备与材料清单:包括激光源、光学开关、掺铒光纤放大器、光学准直器、偏振分束器、四分之一波片、自由空间至光纤耦合器、平衡探测器、带通滤波器及数据采集板。 4. 实验流程与操作步骤:脉冲调制信号经放大发射、目标反射后,与本振信号合束进行外差检测。 5. 数据分析方法:通过包络检波提取干涉信号振幅,并计算传播时延以实现距离测量。
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