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激光技術和激光器是二十世紀六十年出現的最重大的科學技術。激光技術與應用的迅猛發(fā)展,和多個學科相結合,形成新興的交叉學科。如光電子學、信息光學、激光光譜學、非線性光學、超快激光學、量子光學、光纖光學、導波光學、激光醫(yī)學、激光生物學、激光學等。激光傳感器由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表,它的優(yōu)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。
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(yōu)勢,從而使頻率為v 的誘發(fā)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(fā)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(yōu)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(tài)范圍大。缺點是測量過程受其他雜散光的影響較大。