激光传感器原理及其应用
本文主要介绍激光传感器的原理以及其主要应用领域。
1.激光传感器原理
激光器的工作物质，在正常状态下，多数原子处于稳定的低能级E1，在适当频率的外界光线的作用下，处于低能级的原子吸收光子能量受激发而跃迁到高能级E2。
激光器首先使工作物质的原子反常地多数处于高能级（即粒子数反转分布），就能使受激辐射过程占优势，从而使频率为v的诱发光得到增强，并可通过平行的反射镜形成雪崩式的放大作用而产生强大的受激辐射光，简称激光。
1.1高方向性（即高定向性，光速发散角小），激光束在几公里外的扩展范围不过几厘米。
1.3高亮度，利用激光束会聚最高可产生达几百万度的温度。
2.激光传感器的主要应用
总之，激光传感器的应用领域越来越广泛了，下面介绍激光传感器的4点主要应用。
2.1激光测长
激光是最理想的光源，它比以往最好的单色光源（氪-86灯）还纯10万倍。
2.2激光测距
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。
2.3激光测厚
2.4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。
3.激光传感器的不可替代性
激光传感器可用于其它技术无法应用的场合。
3.1待测目标与传感器的换能器不相垂直的场合
3.2需要光束直径很小的场合。
3.3需要可见光斑进行位置校准的场合。
3.4多风的场合。
3.5真空场合。
3.6温度梯度较大的场合。
3.7需要快速响应的场合
而激光传感器能解决上述所有场合的检测。
4.激光传感器的前景
近年来，我国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。
根据我国国情及国外技术发展趋势，智能化、微形化、低功耗、无线传输、便携式将成为新形传感器的发展方向。
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，超导电子等新技术也将进入发展初期，使得世界传感器市场将保持10%的增长率。
成为世界电子元器件领域增长最快的一个分支。
我国激光传感器市场发展前景良好，快速增长的电子信息产业对敏感元件和传感器有很大的需求量。
目前我国传感器第一大用户为冶金工业，所需100多种专用高附加值传感器几乎全部依靠进口；化工行业对用于安全监测的传感器有很大需求；汽车工业在改善汽车的节能、环保、安全性和舒适性等方面也对传感器有很大的需求。
据CCID―MRD预测，到2005年传感器国内市场容量将达到8.2亿～10亿只，2005年我国敏感元件及传感器市场需求量为33.36亿只，销售额将达到200亿元。
这些都为激光传感技术发展提供良好条件。
激光与普通光源相比，有很多普通光源所无法替代的优点，但激光需要用激光器产生，技术要求比较高。
大力发展激光传感技术有利于国家在科技、经济、以及国防等多个领域独领风骚。
［１］刘广玉，陈明. 新型传感器技术及应用.北京：北京航天航空大学出版社.2004．
［２］樊尚春主编．传感器技术及应用.北京航天航空大学出版社.2004．
［３］俞新宽主编．激光原理与激光技术.北京工业大学出版社.2008．
［４］孙利民，李建中，陈渝等．无线传感网络．清华大学出版社2005．5(１)．