激光传感器及其应用ppt课件
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《光电传感器及应用》课件
02
03
按光谱响应
可以分为可见光型、红外线型、 紫外线型等类型，分别对应不同 的光谱响应范围。
04
02
光电传感器的应用
光电传感器在工业自动化中的应用
总结词
光电传感器在工业自动化领域应用广泛，能够提高生产效率和产品质量。
详细描述
光电传感器可以检测物体的位置、速度、距离等参数，广泛应用于机器人、自 动化生产线、物流系统等领域。它们能够快速、准确地获取信息，提高生产效 率和产品质量，降低人工成本和误差率。
《光电传感器及应用》PPT 课件
目录
• 光电传感器概述 • 光电传感器的应用 • 光电传感器的技术发展 • 光电传感器的未来展望 • 结论
01
光电传感器概述
光电传感器定义
01
02
03
光电传感器
是一种通过光信号转换为 电信号的方式，实现非接 触式检测的传感器。
光信号
包括可见光、红外线、紫 外线等不同波长的光线。
总结词
光电传感器将与其他技术进行融合，形成更加强大的传感器系统，拓展其应用领域。
详细ห้องสมุดไป่ตู้述
光电传感器可以与微电子技术、通信技术、计算机技术等相结合，实现智能化、远程化和网络化的传感器系统， 提高信息获取和处理的能力。
光电传感器在物联网领域的应用前景
总结词
随着物联网的快速发展，光电传感器将在物联网领域发挥重要作用，为物联网提供更加精准、可靠的数据采集 和传输。
光电传感器在医疗领域的应用
总结词
光电传感器在医疗领域具有广泛的应用前景，能够提高医疗 设备的准确性和可靠性。
详细描述
光电传感器可以检测人体生理参数和医疗设备的工作状态， 如血压、血氧饱和度、心电图等。它们能够提高医疗设备的 准确性和可靠性，为医生诊断和治疗提供更加可靠的依据， 提高医疗质量和安全性。
2024年度激光原理及应用PPT课件
4
激光的相干性比普通光 强很多，可用于精密测 量和全息照相等领域。
激光器组成及工作原理
激光器组成
激光器一般由工作物质、激励源和光学谐振腔三部分组成。
2024/3/24
工作原理
在激励源的作用下，工作物质中的电子被激发到高能级，形 成粒子数反转分布。当这些电子从高能级跃迁到低能级时， 会辐射出与激励源频率相同的光子，并在光学谐振腔内得到 放大和反馈，最终形成稳定的激光输出。
激光雷达
测距、成像、识别等多元化应 用
激光显示
高清晰度、大色域、节能环保
激光制造
高精度、高效率、无接触加工
2024/3/24
10
激光器类型及其特
03
点分析
2024/3/24
11
固体激光器
01
02
03
工作原理
通过激励固体增益介质（ 如晶体、玻璃等）中的粒 子，实现粒子数反转并产 生激光。
2024/3/24
根据实际需要，还可选择佩戴耳塞、手套 等个人防护装备，以降低激光对其他部位 的危害。
2024/3/24
24
未来发展趋势预测
06
与挑战分析
2024/3/24
25
新型激光器研发方向探讨
2024/3/24
新型材料激光器
探索新型增益介质，如量子点、二维材料等，提高激光器的性能 。
微型化与集成化
发展微型激光器，实现与其他光电器件的集成，推动光电子集成技 术的发展。
1960年，美国物理学家 梅曼制造出第一台红宝 石激光器
现代激光技术突破与创新
光纤激光器
高功率、高效率、光束质量好
量子级联激光器
覆盖中红外到太赫兹波段
2024/3/24
激光的相干性比普通光 强很多，可用于精密测 量和全息照相等领域。
激光器组成及工作原理
激光器组成
激光器一般由工作物质、激励源和光学谐振腔三部分组成。
2024/3/24
工作原理
在激励源的作用下，工作物质中的电子被激发到高能级，形 成粒子数反转分布。当这些电子从高能级跃迁到低能级时， 会辐射出与激励源频率相同的光子，并在光学谐振腔内得到 放大和反馈，最终形成稳定的激光输出。
激光雷达
测距、成像、识别等多元化应 用
激光显示
高清晰度、大色域、节能环保
激光制造
高精度、高效率、无接触加工
2024/3/24
10
激光器类型及其特
03
点分析
2024/3/24
11
固体激光器
01
02
03
工作原理
通过激励固体增益介质（ 如晶体、玻璃等）中的粒 子，实现粒子数反转并产 生激光。
2024/3/24
根据实际需要，还可选择佩戴耳塞、手套 等个人防护装备，以降低激光对其他部位 的危害。
2024/3/24
24
未来发展趋势预测
06
与挑战分析
2024/3/24
25
新型激光器研发方向探讨
2024/3/24
新型材料激光器
探索新型增益介质，如量子点、二维材料等，提高激光器的性能 。
微型化与集成化
发展微型激光器，实现与其他光电器件的集成，推动光电子集成技 术的发展。
1960年，美国物理学家 梅曼制造出第一台红宝 石激光器
现代激光技术突破与创新
光纤激光器
高功率、高效率、光束质量好
量子级联激光器
覆盖中红外到太赫兹波段
2024/3/24
《光纤与激光传感器》课件
利用两束或多束光波在空间叠加产生的干涉现象，测量微小位移、角度或表面粗糙度等参数。
光学干涉技术
利用目标物体对激光束的散射特性，测量表面形貌、粒度分布等参数。
光学散射技术
利用目标物体对特定波长激光的吸收特性，测量气体浓度、液体浓度等参数。
光学吸收技术
利用光学调制器对激光束进行调制，提高测量精度和稳定性。
光学调制技术
优势
高精度、高分辨率、非接触测量、抗干扰能力强、测量范围广等。
局限性
对环境因素敏感、成本较高、对目标物体有一定要求（如反射性、透射性等）等。
光纤与激光传感器的比较与选择
环境适应性
激光传感器通常更脆弱，容易受到震动、尘埃和温度等因素的影响，而光纤传感器具有较强的环境适应性，能够在恶劣环境下工作。
光纤传感器的基本组成包括光源、光纤、光探测器和信号处理系统。
光源发出的光经过光纤传输至光探测器，当外界物理量作用于光纤时，光探测器接收到光信号发生变化，经过信号处理系统处纤制备技术
制造出低损耗、高稳定性、长寿命的光纤是光纤传感器的基础。
光源技术
研制出高亮度、高稳定性、长寿命的光源是光纤传感器的关键。
灵敏度
激光传感器通常具有更高的灵敏度，能够检测更微弱的信号，而光纤传感器在某些应用中可能受到光散射和折射的限制。
带宽
光纤传感器具有较大的带宽，适用于高速信号的传输和测量，而激光传感器通常带宽较窄，更适合于单点测量。
传输距离
光纤传感器在长距离传输中具有优势，可以用于远程监测和通信，而激光传感器通常传输距离较短，更适合于近距离测量。
光探测器技术
发展高灵敏度、低噪声、快速响应的光探测器是提高光纤传感器性能的重要途径。
信号处理技术
《光电传感器及应用》PPT课件
精选PPT
6
电子和空穴复合，所释放的能量Eg等于PN结的禁 带宽度（即能量间隙）。所放出的光子能量用hν表示，
h为普朗克常数，ν为光的频率。则
h Eg
hc
Eg
hc
Eg
普朗克常数h=6.6╳10-34J.s；光速c=3╳108m/s； Eg的单位为电子伏（eV），1eV=1.6╳10-19J。 hc=19.8×10-26m•W•s=12.4×10-7m•eV。
一、光电管及其基本特性 1. 结构与工作原理
光电管有真空光电管和充气 光电阴极 光电管或称电子光电管和离子光
光窗 光
电管两类。两者结构相似，如图。
它们由一个阴极和一个阳极构成，
阳极
并且密封在一只真空玻璃管内。
阴极装在玻璃管内壁上，其上涂
有光电发射材料。阳极通常用金
属丝弯曲成矩形或圆形，置于玻
图中砷磷化镓的曲线有两根这是因为其材质成分稍有差异而得到不同的峰值波长决定发光颜色之外峰的宽度用描述决定光的色彩纯度越小其光色02040608106007008009001000gaaspp655nmgaaspp565nmgapp950nmgaas发光二极管的光谱特性nm10编辑ppt激光是20世纪60年代出现的最重大科技成就之一具有高方向性高单色性和高亮度三个重要特性
17
2、内光电效应
当光照射在物体上，使物体的电阻率ρ发生 变化，或产生光生电动势的现象叫做内光电效应， 它多发生于半导体内。根据工作原理的不同，内 光电效应分为光电导效应和光生伏特效应两类：
（1） 光电导效应 在光线作用，电子吸收光子能量从键合状态
过渡到自由状态，而引起材料电导率的变化，这 种现象被称为光电导效应。基于这种效应的光电 器件有光敏电阻。
【课件】光电传感器的应用ppt
光电式 转速表属于 反射式光电 传感器，它 可以在距被 测物数十毫 米外非接触 地测量其转 速。
n =60( f /z )
水泵转速测量
光电式转速表外形
3.色标传感器
色标传感器常用于检测 特定色标或物体上的斑点， 它是通过与非色标区相比较 来实现色标检测，而不是直 接测量颜色。
色饱和图
人眼对各色光的敏感程度
菲涅尔透镜
菲涅尔透镜 热释电晶片
菲涅尔透镜外形
传感器不加菲涅尔 透镜时，其检测距离 小于2m，而加上该透 镜后，其检测距离可 增加3倍以上。
热释电套件
热释电报警器
菲涅尔透镜
设定按钮
高分贝喇叭
热释电报警器（续）
菲涅尔透镜
Φ 5mm 接插件
热释电报警器（续）
吸顶式 热释电报警器
热释电传感器应用
热释电传感器工作原理
热释电晶片表面必须罩上一块由一组平 行的棱柱型透镜所组成菲涅尔透镜，每一透 镜单元都只有一个不大的视场角，当人体在 透镜的监视视野范围中运动时，顺次地进入 第一、第二单元透镜的视场，晶片上的两个 反向串联的热释电单元将输出一串交变脉冲 信号。当然，如果人体静止不动地站在热释 电元件前面，它是“视而不见”的。
当带材处于正确位置（中间位置）时，放大器输出电压 Uo为零；当带材左偏时，遮光面积减小，输出电压反映了带 材跑偏的方向及大小。
休息一下
2.红外线辐射温度计：
红外辐射温度计既可用于高温测量， 又可用于冰点以下的温度测量，所以是辐 射温度计的发展趋势。市售的红外辐射温 度计的温度范围可以从-30℃~3000℃，中 间分成若干个不同的规格，可根据需要选 择适合的型号。
红外线辐射温度计外形
激光仅 用于瞄准
n =60( f /z )
水泵转速测量
光电式转速表外形
3.色标传感器
色标传感器常用于检测 特定色标或物体上的斑点， 它是通过与非色标区相比较 来实现色标检测，而不是直 接测量颜色。
色饱和图
人眼对各色光的敏感程度
菲涅尔透镜
菲涅尔透镜 热释电晶片
菲涅尔透镜外形
传感器不加菲涅尔 透镜时，其检测距离 小于2m，而加上该透 镜后，其检测距离可 增加3倍以上。
热释电套件
热释电报警器
菲涅尔透镜
设定按钮
高分贝喇叭
热释电报警器（续）
菲涅尔透镜
Φ 5mm 接插件
热释电报警器（续）
吸顶式 热释电报警器
热释电传感器应用
热释电传感器工作原理
热释电晶片表面必须罩上一块由一组平 行的棱柱型透镜所组成菲涅尔透镜，每一透 镜单元都只有一个不大的视场角，当人体在 透镜的监视视野范围中运动时，顺次地进入 第一、第二单元透镜的视场，晶片上的两个 反向串联的热释电单元将输出一串交变脉冲 信号。当然，如果人体静止不动地站在热释 电元件前面，它是“视而不见”的。
当带材处于正确位置（中间位置）时，放大器输出电压 Uo为零；当带材左偏时，遮光面积减小，输出电压反映了带 材跑偏的方向及大小。
休息一下
2.红外线辐射温度计：
红外辐射温度计既可用于高温测量， 又可用于冰点以下的温度测量，所以是辐 射温度计的发展趋势。市售的红外辐射温 度计的温度范围可以从-30℃~3000℃，中 间分成若干个不同的规格，可根据需要选 择适合的型号。
红外线辐射温度计外形
激光仅 用于瞄准
PPT教案12-6.3 激光传感器;
§6.3激光传感器
1. 激光位移传感器 激光位移传感器能够利用激光的高方向性、高单 色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。激光 位移传感器 ( 磁致伸缩位移传感器 ) 就是利用激光的这
些优点制成的新型测量仪表，它的出现，使位移测量
的精度、可靠性得到极大的提高，也为非接触位移测 量提供了有效的测量方法。
§6.3激光传感器
激光传感器：利用激光技术进行测量的传感器。 它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感 器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离 测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力
强等。
§6.3激光传感器
一、激光传感器的分类
激光器按工作物质可分为 4种。 ①固体激光器：它的工作物质是固体。常用的有红 宝石激光器等。它们的结构大致相同，特点是小而坚 固、功率高。
§6.3激光传感器
（2）车流量监控
图2 车流量监控示意图
§6.3激光传感器
四、小结
近年来，我们激光传感器技术取得了长足的进步 ，但同发达国家相比还有很大差距，高端的技术与产 品仍然依赖进口。随着微电子技术、大规模集成电路
技术、计算机技术达到成熟期，光电子技术进入发展
中期，激光传感器技术必将呈现迅猛发展势头。
§6.3激光传感器
例：激光位移传感器的三角法测量原理
图1 激光三角法测量原理图
§6.3激光传感器
2．激光位移传感器的应用 （1）尺寸测定：微小零件的位置识别;传送带上有 无零件的监测;材料重叠和覆盖的探测;机械手位置(工 具中心位置)的控制 ;器件状态检测 ;器件位置的探测 (
通过小孔);液位的监测;厚度的测量;振动分析;碰撞试
以及产品的数量。
§6.3激光传感器
光电式传感器及应用幻灯片PPT
2021/5/23
47
5.光电耦合器件
由发光元件（如发光二极管）和光电接 收元件合并使用，以光作为媒介传递信 号的光电器件。
发光元件通常是半导体的发光二极管， 光电接收元件有光敏电阻、光敏二极管、 光敏三极管或光可控硅等。
根据其结构和用途不同，又可分为用于 实现电隔离的光电耦合器和用于检测有 无物体的光电开关。
表面有电子逸出，入射光的频率ν要大于 某一最低限度，否则当hν小于A时，不
管光通量有多大，都不可能有电子逸出，
这个最低限度的频率称为红限。当hν大 于A时，光通量越大，逸出的电子数目也 越多，光电流Iφ就越大。
2021/5/23
10
光电管符号及测量电路
光电管正常工作时，阳极电位高于阴极 电位。
在入射光频率大于“红限”的前提下， 当光电管阳极加上适当电压（几十伏） 时，从阴极表面逸出的电子被具有正电 压的阳极所吸引，在光电管中形成电流， 称为光电流。
2021/5/23
45
光电池和光谱特性曲线 1—硅光电池 2—硒光电池
硅光电池的光电特性 1—开路电压特性曲线 2—短路电流特性曲线
光电池的温度特性
光电池的频率特性
（3）短路电流的测量
光电池短路电流测量电路
Uo= -UR f = -I Rf
该电路的输出电压Uo与光电流I 成正比，从
而达到电流/电压转换关系。
2021/5/23
11
光电倍增管
光电倍增管是把微弱的光输入转换成电 子，并使电子获得倍增的电真空器件。
它有放大光电流的作用，灵敏度非常高， 信噪比大，线性好，多用于微光测量。 光电倍增管由两个主要部分构成：阴极 室和若干光电倍增极组成的二次发射倍 增系统
光纤和激光传感器ppt课件
半屈式内镜阶段（1932～1957）
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
光导纤维内镜阶段（1957年至今）
• 1954年，英国的Hopkins和Kapany发明了光导纤维技 术。
• 1911年Elsner对Rosenhein式胃窥镜作了改进， 在前端加上橡皮头做引导之用，但透镜脏污后 便无法观察成为主要缺陷，Elsner式胃镜1932 年以前仍处于统帅地位。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
• 功能型光纤（光纤传感器）
– 可以测量的物理信息种类：声、振动、温度、磁、 旋转等
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
3.9.1 光纤传感器
• 1）
•
纤芯为石英玻璃等材料制成的导光纤维细丝，直
• 最初Bozzine研制的第一台硬管内镜以烛光为 光源，后来改为灯泡作光源，而当今从内镜获 得的是彩色相片或彩色电视图像。这图像不再 是组织器官的普通影像，而是如同在显微镜下 观察到的微观像，微小病变清晰可辨，其影像 质量已达到了较高的水平。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
光导纤维内镜阶段（1957年至今）
• 光在光纤内经过若干次的全反射,光就能从光纤的一端 以光速传播到另一端,这就是光纤传光的基本原理
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
光导纤维内镜阶段（1957年至今）
• 1954年，英国的Hopkins和Kapany发明了光导纤维技 术。
• 1911年Elsner对Rosenhein式胃窥镜作了改进， 在前端加上橡皮头做引导之用，但透镜脏污后 便无法观察成为主要缺陷，Elsner式胃镜1932 年以前仍处于统帅地位。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
• 功能型光纤（光纤传感器）
– 可以测量的物理信息种类：声、振动、温度、磁、 旋转等
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
3.9.1 光纤传感器
• 1）
•
纤芯为石英玻璃等材料制成的导光纤维细丝，直
• 最初Bozzine研制的第一台硬管内镜以烛光为 光源，后来改为灯泡作光源，而当今从内镜获 得的是彩色相片或彩色电视图像。这图像不再 是组织器官的普通影像，而是如同在显微镜下 观察到的微观像，微小病变清晰可辨，其影像 质量已达到了较高的水平。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
光导纤维内镜阶段（1957年至今）
• 光在光纤内经过若干次的全反射,光就能从光纤的一端 以光速传播到另一端,这就是光纤传光的基本原理
激光测距传感器的原理及应用
激光测距传感器的原理及应用激光测距传感器是一种基于激光技术的测量设备，广泛应用于工业自动化、机器人导航、建筑勘测等领域。
本文将介绍激光测距传感器的工作原理和常见应用。
一、激光测距传感器的工作原理激光测距传感器主要通过发射激光束并测量激光束的回波时间来实现测量距离的功能。
其工作原理可以简单地描述为以下几个步骤：1. 发射激光束：激光测距传感器通过激光器发射脉冲激光束，通常使用红外激光，具有较高的能量密度和较小的散射特性。
2. 接收回波信号：激光束照射到目标物体上后，会产生反射，并形成返回的回波。
激光测距传感器的接收器接收并记录回波信号。
3. 计算时间差：通过测量激光束发射和接收之间的时间差，可以计算出激光束往返的时间。
4. 计算距离：根据激光在空气中的传播速度，将时间差转化为距离。
速度和时间的关系可以通过光速和时间差的乘积得到。
二、激光测距传感器的应用1. 工业自动化：激光测距传感器广泛应用于工业自动化领域。
例如，在机器人导航中，激光测距传感器可以实时测量机器人与周围障碍物的距离，以避免碰撞。
此外，在生产线上，激光测距传感器可以用于测量物料的位置和距离，以实现自动化控制。
2. 建筑勘测：激光测距传感器在建筑勘测中有重要的应用。
它可以准确地测量建筑物的高度、宽度、深度等参数，为工程设计和施工提供基础数据。
激光测距传感器的高精度和快速测量速度使其成为现代建筑勘测领域不可或缺的工具。
3. 航天航空：激光测距传感器在航天航空领域也有广泛应用。
它可以用于测量火箭发动机的姿态和位置，以及航天器与地球之间的距离。
激光测距传感器的高精度和抗干扰能力使其适用于高速运动和复杂环境下的测量任务。
4. 环境检测：激光测距传感器还可以用于环境检测，例如空气污染监测和地质勘测。
通过测量激光传播过程中的散射、吸收和衰减等参数，可以获取目标物体的形状、材料和光学特性等重要信息。
综上所述，激光测距传感器通过发射激光束并测量回波时间来实现测距的功能，其原理简单而高效。
新激光第十一章激光在信息技术中的应用PPT课件
激光通信技术
随着5G、6G等通信技术的发展，激光通信将以其高速、 大容量和低延迟的优点，成为未来通信领域的重要发展方 向。
超快激光技术
超快激光具有极短的脉冲宽度和高峰值功率，未来将进一 步拓展其在材料加工、生物医学和科学研究等领域的应用 。
激光雷达技术
激光雷达具有高精度、高分辨率和高抗干扰能力等特点， 未来将广泛应用于无人驾驶、环境监测和智能交通等领域 。
光盘存储技术具有容量大、寿命长、 可靠性高、易于携带等优点，因此在 信息存储领域得到了广泛应用。
CD、DVD和蓝光光盘
CD、DVD和蓝光光盘是最常见的光盘 存储技术，它们能够存储大量的数据和 信息，包括音乐、电影和软件等。
激光在数据读写中的作用
激光束的聚焦和准直
通过精确控制激光束的聚焦和准直，可以实现高精度的数据读写。
随着技术的进步和应用需求的提高，需要 研发更多新型激光器件，以满足不断变化 的应用需求。
如何将各种激光器件、光学元件和控制系 统集成在一起，实现激光系统的智能化和 自动化，是当前面临的重要挑战。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
生物传感器
生物传感器是一种利用生物分子识别 原理来检测目标物质的传感器。
生物传感器在医疗诊断、环境监测、食品 安全等领域具有广泛应用，例如用于检测 血糖、尿酸、农药残留等的生物传感器。
通过将生物分子（如酶、抗体、核酸等）与 换能器结合，生物传感器能够将生物分子与 目标物质的反应转化为可测量的电信号或光 信号。
生成独特的身份标识。
这种身份标识可以用于验证用户 的身份，确保只有经过授权的人 员才能访问特定的信息或资源。
激光身份验证具有高度的安全性、 准确性和可靠性，能够有效地防 止未经授权的访问和身份盗用。
随着5G、6G等通信技术的发展，激光通信将以其高速、 大容量和低延迟的优点，成为未来通信领域的重要发展方 向。
超快激光技术
超快激光具有极短的脉冲宽度和高峰值功率，未来将进一 步拓展其在材料加工、生物医学和科学研究等领域的应用 。
激光雷达技术
激光雷达具有高精度、高分辨率和高抗干扰能力等特点， 未来将广泛应用于无人驾驶、环境监测和智能交通等领域 。
光盘存储技术具有容量大、寿命长、 可靠性高、易于携带等优点，因此在 信息存储领域得到了广泛应用。
CD、DVD和蓝光光盘
CD、DVD和蓝光光盘是最常见的光盘 存储技术，它们能够存储大量的数据和 信息，包括音乐、电影和软件等。
激光在数据读写中的作用
激光束的聚焦和准直
通过精确控制激光束的聚焦和准直，可以实现高精度的数据读写。
随着技术的进步和应用需求的提高，需要 研发更多新型激光器件，以满足不断变化 的应用需求。
如何将各种激光器件、光学元件和控制系 统集成在一起，实现激光系统的智能化和 自动化，是当前面临的重要挑战。
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生物传感器
生物传感器是一种利用生物分子识别 原理来检测目标物质的传感器。
生物传感器在医疗诊断、环境监测、食品 安全等领域具有广泛应用，例如用于检测 血糖、尿酸、农药残留等的生物传感器。
通过将生物分子（如酶、抗体、核酸等）与 换能器结合，生物传感器能够将生物分子与 目标物质的反应转化为可测量的电信号或光 信号。
生成独特的身份标识。
这种身份标识可以用于验证用户 的身份，确保只有经过授权的人 员才能访问特定的信息或资源。
激光身份验证具有高度的安全性、 准确性和可靠性，能够有效地防 止未经授权的访问和身份盗用。
《激光式传感器》课件
激光传感器在工业自动化方面的需 求增长，驱动着其技术不断创新和 进步。
无人驾驶
激光传感器是无人驾驶领域的核心 技术之一，其在智能交通和运输中 的应用前景广阔。
激光式传感器
激光传感器是一种常见的测量和检测设备，利用激光光束进行精确测量。它 在许多行业中广泛应用，具有出色的准确性和可靠性。
定义和原理
1 什么是激光传感器？
激光传感器是一种使用激光光束来测量距离或检测目标属性的设备。它基于光的散射、 反射或吸收原理进行工作。
2 激光传感器的工作原理
激光传感器发射一束窄且集中的激光光束，并通过测量光的反射或散射时间、强度或相 位变化，来获得目标位置或属性的准确测量结果。
3
器、位移传感器、速度传感器和形状扫描传 感器。
检测性能和精度
测量范围 分辨率 响应时间 重复性误差
0.1m m - 10km 微米级别 纳秒级别 小于1%
发展趋势和前景
科学研究
激光传感器在科学研究领域的应用 不断扩展，如气象学、地质学和生 物医学研究。
工业自动化
优势和劣势
优势
• 高精度的测量结果 • 快速响应和高频率测量 • 适用于各种环境和条件
劣势
• 对光反射特性敏感 • 受到外界干扰的影响 • 成本较高
分类和特点
1
分类
激光传感器根据使用的激光类型和工作原理可分为接触式和非接触式传感器。
2
特点
激光传感器具有高分辨率、长测距范围、广泛的工作温度范围和抗干扰能力。
应用领域
工业自动化
激光传感器用于测量和检测生产线上的物体位置、尺寸和形状，提高生产效率和质量控制。
无人驾驶
激光传感器是无人驾驶汽车中重要的感知技术，用于感知周围环境和障碍物，实现智能导航 和避障。
无人驾驶
激光传感器是无人驾驶领域的核心 技术之一，其在智能交通和运输中 的应用前景广阔。
激光式传感器
激光传感器是一种常见的测量和检测设备，利用激光光束进行精确测量。它 在许多行业中广泛应用，具有出色的准确性和可靠性。
定义和原理
1 什么是激光传感器？
激光传感器是一种使用激光光束来测量距离或检测目标属性的设备。它基于光的散射、 反射或吸收原理进行工作。
2 激光传感器的工作原理
激光传感器发射一束窄且集中的激光光束，并通过测量光的反射或散射时间、强度或相 位变化，来获得目标位置或属性的准确测量结果。
3
器、位移传感器、速度传感器和形状扫描传 感器。
检测性能和精度
测量范围 分辨率 响应时间 重复性误差
0.1m m - 10km 微米级别 纳秒级别 小于1%
发展趋势和前景
科学研究
激光传感器在科学研究领域的应用 不断扩展，如气象学、地质学和生 物医学研究。
工业自动化
优势和劣势
优势
• 高精度的测量结果 • 快速响应和高频率测量 • 适用于各种环境和条件
劣势
• 对光反射特性敏感 • 受到外界干扰的影响 • 成本较高
分类和特点
1
分类
激光传感器根据使用的激光类型和工作原理可分为接触式和非接触式传感器。
2
特点
激光传感器具有高分辨率、长测距范围、广泛的工作温度范围和抗干扰能力。
应用领域
工业自动化
激光传感器用于测量和检测生产线上的物体位置、尺寸和形状，提高生产效率和质量控制。
无人驾驶
激光传感器是无人驾驶汽车中重要的感知技术，用于感知周围环境和障碍物，实现智能导航 和避障。
光传感器PPT课件
用导线将PN结两端用导线连接起来，就有电流 流过，电流的方向由P区流经外电路至N区。若 将电路断开，就可以测出光生电动势。
有光线作用下实质上就是电源，电路中有了这
种器件就不再需要外加电源。
.
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（1）光谱特性Biblioteka 光电池对不同波长的光，灵敏度不同。
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（2）光照特性
不同光照度下，光电流和光生电动势是不同的。
第一章 传感器及其应用
—光传感器—
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一 光电效应
外光电效应: 在光线作用下使物体的电子逸出表面的现象。如 光电管、光电倍增管
内光电效应: 在光线作用下能使物体电阻率改变的现象，如光 敏电阻等属于这类光电器件。
阻挡层光电效应(光生伏特效应): 在光线作用下能使物体产生一定方向的电动势 的现象。如光电池、光敏晶体管等
.
5
2 光电倍增管
在入射光极为微弱时，光电管能产生的光电流就很小， 光电倍增管：放大光电流 组成：光电阴极+若干倍增极+阳极
.
6
光电倍增管的结构 与工作原理
光电阴极 光电倍增极
阳极
倍增极上涂有Sb-Cs或Ag-Mg等光敏材料，并且电 位逐级升高。阴极发射的光电子以高速射到倍增 极上，引起二次电子发射。
开灯原理：用一手电筒（或其它光源）短暂照射VD1， VD1阻 值减小，VT1导通，VD2、VT3导通，继电器K1闭合：一方面， 常开触点K1-2闭合，Xs插座通电，灯亮；另一方面，常开触 点K1-1闭合，VD2截止，且光源撤离后使 VT1截止。VT3保持导 通，使K1保持吸合，电路稳定。
关灯原理：用手电筒用（或其它光源）长时照射VD1， VD1阻
.
激光传感器特点及应用
工工业的关键技术之一，激光测长的量程大、精度高。若用氦氖气 体激光器，则最大可测几十公里。一般测量数米之内的长度，其精 度可达0.1微米。
各类激光测长仪
激光测距：它的原理与无线电雷达相同，将激光对准目标
发射出去后，测量它的往返时间，再乘以光速即得到往返距离。在 激光测距仪基础上发展起来的激光雷达不仅能测距，而且还可以测 目标方位、运运速度和加速度等，已成功地用于人造卫星的测距和 跟踪，例如采用红宝石激光器的激光雷达，测距范围为500～2000 公里,误差仅几米。
各类激光测振仪
激光测速：它也是基多普勒原理的一种激光测速方法,用
得较多的是激光多普勒流速计(见激光流量计),它可以测量公路车速、 风洞气流速度、火箭燃料流速、飞行器喷射气流流速、大气风速和 化学反应中粒子的大小及汇聚速度等。
各类激光测速仪
组员分工
资料收集：陈瑜 王雅琴 归纳整理：安帅 冯泽民 制作：韩忠 韩潇潇 讲解：潘磊
各类激光测距仪
激光测振：它基于多普勒原理测量物体的振动速度。这种
测振仪在测量时由光学部分将物体的振动转换为相应的多普勒频移, 并由光检测器将此频移转换为电信号,再由电路部分作适当处理后送 往多普勒信号处理器将多普勒频移信号变换为与振动速度相对应的 电信号，最后记录于磁带。这种测振仪的优点是使用方便，不需要 固定参考系,不影响物体本身的振动,测量频率范围宽、精度高、动态 范围大。
激光器分类：固体激光器，气体激光器，液体激光器， 半导体激光器
固体激光器
气体激光器
液体激光器
半导体激光器
激光传感器的应用：利用激光的高方向
性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距 离测量。激光传感器常用于长度、距离、振动、 速度、方位等物理量的测量，还可用于探伤和大 气污染物的监测等。
各类激光测长仪
激光测距：它的原理与无线电雷达相同，将激光对准目标
发射出去后，测量它的往返时间，再乘以光速即得到往返距离。在 激光测距仪基础上发展起来的激光雷达不仅能测距，而且还可以测 目标方位、运运速度和加速度等，已成功地用于人造卫星的测距和 跟踪，例如采用红宝石激光器的激光雷达，测距范围为500～2000 公里,误差仅几米。
各类激光测振仪
激光测速：它也是基多普勒原理的一种激光测速方法,用
得较多的是激光多普勒流速计(见激光流量计),它可以测量公路车速、 风洞气流速度、火箭燃料流速、飞行器喷射气流流速、大气风速和 化学反应中粒子的大小及汇聚速度等。
各类激光测速仪
组员分工
资料收集：陈瑜 王雅琴 归纳整理：安帅 冯泽民 制作：韩忠 韩潇潇 讲解：潘磊
各类激光测距仪
激光测振：它基于多普勒原理测量物体的振动速度。这种
测振仪在测量时由光学部分将物体的振动转换为相应的多普勒频移, 并由光检测器将此频移转换为电信号,再由电路部分作适当处理后送 往多普勒信号处理器将多普勒频移信号变换为与振动速度相对应的 电信号，最后记录于磁带。这种测振仪的优点是使用方便，不需要 固定参考系,不影响物体本身的振动,测量频率范围宽、精度高、动态 范围大。
激光器分类：固体激光器，气体激光器，液体激光器， 半导体激光器
固体激光器
气体激光器
液体激光器
半导体激光器
激光传感器的应用：利用激光的高方向
性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距 离测量。激光传感器常用于长度、距离、振动、 速度、方位等物理量的测量，还可用于探伤和大 气污染物的监测等。
激光传感器ppt课件
激光测距仪
激光传感器
激光应用的领域，主要有工业、 医疗、商业、科研、信息和军 事六个领域。
根据激光的特点可用于： 激光焊接 、激光切割 、激光切 割 、激光打孔 、激光快速成 型 ，还有与我们挺近的就是激 光测速、测距了。
常见的激光传感器
激光打印机
激光切割
激光测距的原理
原理：先由激光二极管对准目标发 射激光脉冲，经目标发射后激光返 回到传感器接收器，记录并处理从 光脉冲发出到返回被接受所经历的 时间，由d=c*∆t/2即可测定目标距 离。但由于光速太快，所以时间要精 确地测定。
原理图
激光测距传感器的一些参数：
1.测量距离范围：0~60米
2.全程精度误差：1.5毫米，最小显示 1毫米 3.激光头连续使用寿命：大于等于5万 个小测距仪是利用激光对目标的距离进行 准确测定的仪器，激光测距仪在工作时间 向目标射出一束很细的激光，由光电元件 接收目标反射的激光束，计时器测定激光 束从发射到接收的时间，计算出从观测者 到目标的距离。
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谢 谢!
二.激光传感器的应用
1.激光位移传感器
三角法测量原理：
激光器1→凸透镜片2→被测物体→反射到CCD→计算
2. 激光测距传感器
回波分析法测量：
激光传感器的应用（日常生活）
激光传感器的应用（工程应用） 1.汽车防撞探测器
激光测距传感器用来监测 汽车前后方向与其他汽车 的距离.
2. 激光测距与船只安全
检测船只到码头或到 另外的船只的的相对 距离和速度，使船只 可以安全航行。
3. 激光测距与铁路交通
测量火车到站台的的距离或速度。
4. 激光测距与石油化工
在石油钻机上使用： 可以测量油车到塔顶的距 离和相对速度，防止“上 碰下砸”事故发生.Biblioteka 5.车流量监控及车轮廓描画
对车流限高，限长，车辆分型等都能实时分辨，并能 快速输出结果。这对于在重要路段监控可以达到很好 的效果.
5. 激光测速 双光束测得传感器 与车辆的距离：L1 和L2，由于光束间 的夹角大小固定， 因此可算出宽度W， 由时间间隔：T2T1，可得出车速。
三.激光传感器的前沿
发展
新式激光传感武器
一.2013年4月,美军宣布将首次为一艘军舰配备激光炮，这 种武器可以击落无人侦察机和击沉敌对船只。预计于明年 夏天在新型运输舰上装备这一激光炮。
激光传感器及其应用
一.激光传感器的概念及原理
二.激光传感器的应用
三.激光传感器的前沿发展
激光传感器原理
组成:由激光器、激光检测器和测量电路组成。 优点:实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量 程大，抗光、电干扰能力强等。
激光的三大特性
激光与普通光不同，需要用激光器产
生。 1. 高方向性.光速发散角小 2. 高单色性. 3. 高亮度.