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激光測距是以激光器作為光源進行測距的。根據激光工作的方式,可以分為連續激光器和脈沖激光器。氦氖、氬離子、氪鎘等氣體激光器工作于連續輸出狀態,用于相位式激光測距;雙異質砷鎵半導體激光器,可用于紅外測距;紅寶石、釹玻璃等固體激光器,則可用于脈沖式激光測距。激光測距儀由于激光的單色性好、方向性強等特點,加上電子線路半導體集成,與光電測距儀相比,不僅可以日夜作業、而且能提高測距精度,顯著減少重量和功耗,使測量到人造地球、月球等遠目標的距離變成現實。若激光是連續發射的,測程可達40公里左右,并可晝夜進行作業。若激光是脈沖發射的,一般絕對精度較低,但用于遠距離測量,可以達到很好的相對精度。
激光器首先使工作物質的原子反常地多數處于高能級(即粒子數反轉分布),就能使受激輻射過程占優勢,從而使頻率為v 的誘發光得到增強,并可通過平行的反射鏡形成雪崩式的放大作用而產生大的受激輻射光,簡稱激光。激光具有3 個重要特性。高亮度,利用激光束會聚最高可產生達幾百萬度的溫度。高單色性,激光的頻率寬度比普通光小10 倍以上。高方向性(即高定向性,光速發散角小),激光束在幾公里外的擴展范圍不過幾厘米。
在激光多普勒振動速度測量儀中,由于光往返的原因,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,并由光檢測器將此頻移轉換為電信號,再由電路部分作適當處理后送往多普勒信號處理器將多普勒頻移信號變換為與振動速度相對應的電信號,最后記錄于磁帶。這種測振儀采用波長為6328埃(┱)的氦氖激光器,用聲光調制器進行光頻調制,用石英晶體振蕩器加功率放大電路作為聲光調制器的驅動源,用光電倍增管進行光電檢測,用頻率跟蹤器來處理多普勒信號。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,測量頻率范圍寬、精度高、動態范圍大。缺點是測量過程受其他雜散光的影響較大。