激光的原理

发布时间：2009-05-14

现在是高科技的年代，激光测距仪代替了传统的钢尺和超声波测距仪，极大的提供高了我们的测量工作效率。下面我把激光的原理跟大家简单的介绍下有助于更多的人了解激光这神秘的东西。
大家经常用到卷尺吧，在各种测量长、宽、高的地方，你可能优选用卷尺，可今天我要向你推荐手持激光测距仪。
激光的原理|手持激光测距仪的原理：
如果光以速度c在空气中传播，在A、B两点间往返一次所需时间为t，则A、B两点间距离D可用下列表示：D=ct/2
式中：
D——测点A、B两点间距离；
c——光在大气中传播的速度；
t——光往返A、B一次所需的时间。
由上式可知，要测量A、B距离实际上是要测量光传播的时间t，根据测量时间方法的不同，激光测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。
目前在短距离精密测距中一般采用的是相位式激光测距，即用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间，如下图所示。
若调制光角频率为ω，在待测量距离D上往返一次产生的相位延迟为φ，则对应时间t 可表示为：
t=φ/ω
将此关系代入（3-6）式距离D可表示为
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ)
=c/4f (N+ΔN)=U(N+)
式中：
φ——信号往返测线一次产生的总的相位延迟。
ω——调制信号的角频率，ω=2πf。
U——单位长度，数值等于1/4调制波长
N——测线所包含调制半波长个数。
Δφ——信号往返测线一次产生相位延迟不足π部分。
ΔN——测线所包含调制波不足半波长的小数部分。
ΔN=φ/ω
激光的原理在给定调制和标准大气条件下，频率c/(4πf)是一个常数，此时距离的测量变成了测线所包含半波长个数的测量和不足半波长的小数部分的测量即测N或φ，由于近代精密机械加工技术和无线电测相技术的发展，已使φ的测量达到很高的精度。
为了测得不足π的相角φ，可以通过不同的方法来进行测量，通常应用*多的是延迟测相和数字测相，目前短程激光测距仪均采用数字测相原理来求得φ。
由上所述一般情况下相位式激光测距仪使用连续发射带调制信号的激光束，为了获得测距高精度还需配置合作目标，而目前推出的手持式激光测距仪是脉冲式激光测距仪中又一新型测距仪，它不仅体积小、重量轻，还采用数字测相脉冲展宽细分技术，无需合作目标即可达到毫米级精度，测程已经超过100m，且能快速准确地直接显示距离。是短程精度精密工程测量、房屋建筑面积测量中*新型的长度计量标准器具

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