激光测试原理与技术
laser 测量原理
laser 测量原理
激光测距（laser distance measuring）是以激光器作为光源进行测距。
根据激光工作的方式，可以分为连续激光器和脉冲激光器。
激光测距的原理主要是基于光速和时间的关系，通过测量光在空气中传播的时间来计算距离。
对于脉冲激光测距，测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收，测距仪同时记录激光往返的时间。
光速和往返时间的乘积的一半，就是测距仪和被测量物体之间的距离。
脉冲法测量距离的精度一般是在±10厘米左右，而测量盲区一般是1米左右。
此外，还有相位式激光测距，主要使用连续输出的氦氖、氩离子、氪镉等气体激光器。
相位式激光测距的原理是利用激光器的频率稳定度和传播速度，通过测量相位差来计算距离。
相位式激光测距的精度较高，可以达到毫米级别，但测量范围较小。
以上内容仅供参考，如需获取更多信息，建议查阅关于激光测距的资料或者咨询专业人士。
激光测量技术总结
激光测量技术第一章 激光原理与技术1、简并度：同一能级对应的不同的电子运动状态的数目；简并能级：电子可以有两个或两个以上的不同运动状态具有相同的能级，这样的能级叫 简并能级2、泵浦方式：光泵浦，电泵浦，化学泵浦，热泵浦3、激光产生三要素：泵浦，增益介质，谐振腔阀值条件:光在谐振腔来回往返一次所获得光增益必须大于或者等于所遭受的各种 损耗之和.4、He-Ne 激光器的三种结构：【主要结构：激光管（放电管，电极，光学谐振腔）+电源+光学元件】 1）内腔式；2）外腔式；3）半内腔式5、激光器分类：1）工作波段：远红外、红外激光器；可见光激光器；紫外、真空紫外激光器；X 光激光器2）运转方式：连续激光器；脉冲激光器；超短脉冲激光器6、激光的基本物理性质：1）激光的方向性。
不同类型激光器的方向性差别很大，与增益介质的方向性及均匀性、谐振腔的类型及腔长和激光器的工作状态有关。
气体激光器的增益介质有良好的均匀性，且腔长大，方向性 ，最好！例1：对于直径3mm 腔镜的632.8nmHe-Ne 激光器输出光束，近衍射极限光束发散角为2）激光的高亮度。
3）单色性。
激光的频率受以下条件影响：能级分裂；腔长变化←泵浦、温度、振动4）相干性：时间相干性(同地异时)：同一光源的光经过不同的路径到达同一位置，尚能发生干涉，其经过的时间差τc 称为相干时间。
相干长度： 例 : He-Ne laser 的线宽和波长比值为10-7求Michelson 干涉仪的最大测量长度是多少？ 解： ，最大测量长度为Lmax=Lc/2=3.164m 。
空间相干性（同时异地）：同一时间，由空间不同的点发出的光波的相干性。
7、相邻两个纵模频率的间隔为谐振腔的作用：（1）提供正反馈；（2）选择激光的方向性；（3）提高激光的单色性。
例 设He-Ne 激光器腔长L 分别为0.30m 、1.0m,气体折射率n~1,试求纵模频率间隔各为多少?8、激光的横模：光场在横向不同的稳定分布，激光模式一般用TEMmnq 表示原因：激活介质的不均匀性，或谐振腔内插入元件（如布儒斯特窗）破坏了腔的旋转对称性。
激光衍射测试技术介绍
演讲人
目录
01. 激光衍射测试技术原理 02. 激光衍射测试技术方法 03. 激光衍射测试技术应用案例 04. 激光衍射测试技术的发展趋
势
激光衍射测试技术原 理
激光衍射现象
激光衍射是光波在传播过程中遇到 障碍物或小孔时，发生散射的现象。
激光衍射现象是由于光波在传播过程 中遇到障碍物或小孔时，发生干涉和 衍射，形成明暗相间的条纹。
应用领域
激光测距：测量距离、速度、加
01
速度等参数 激光雷达：用于自动驾驶、无人
02
机、机器人等领域 激光通信：实现高速、远距离的
03
数据传输 激光医疗：用于眼科、皮肤科、
04
牙科等领域的诊断和治疗
激光衍射测试技术方 法
测试方法分类
01
单光束法：利用 单束激光进行衍 射测试，适用于 简单样品的测试
激光衍射 测试技术 在航空航 天领域的 应用
01
02
03
04
市场前景
激光衍射测试技术在工业生产中的应用越来越广 泛，市场需求持续增长。
随着科技的发展，激光衍射测试技术在科研领域 的应用也越来越多，市场潜力巨大。
激光衍射测试技术在医疗、环保等领域的应用也 在逐步拓展，市场空间广阔。
随着激光衍射测试技术的不断进步，未来市场将 更加多元化，竞争更加激烈。
性质。
激光衍射测试技术 可以分析材料的晶 体结构、晶粒大小、 晶界分布等参数， 为材料的设计和优
化提供依据。
激光衍射测试技术 还可以用于材料的 无损检测，如检测 材料的缺陷、裂纹 等，为材料的质量
控制提供支持。
激光衍射测试技术 在材料分析领域具 有广泛的应用前景， 如金属材料、陶瓷 材料、高分子材料
激光检测原理
激光检测原理激光检测是一种利用激光技术进行测量和检测的方法，它在工业、医疗、科研等领域有着广泛的应用。
激光检测原理是基于激光的特性和相互作用规律，通过对激光的发射、传播、接收和处理，实现对被测对象的测量和检测。
本文将从激光的特性、激光检测的基本原理和应用实例等方面进行介绍。
激光的特性。
激光是一种具有高亮度、高直线度、高单色性和高相干性的光束。
这些特性使得激光在检测领域有着独特的优势。
高亮度和高直线度使得激光能够远距离传播而不发散，保持较小的光斑；高单色性使得激光具有特定的波长，适用于特定的测量和检测需求；高相干性使得激光能够产生干涉和衍射现象，实现精密的测量。
激光检测的基本原理。
激光检测的基本原理是利用激光束与被测对象相互作用后产生的光学信号进行测量和分析。
激光检测可以通过测量激光的反射、散射、吸收、干涉等方式来获取被测对象的信息。
例如，通过测量激光的反射光强来确定目标的距离和形状；通过测量激光的散射光强来分析目标的表面粗糙度和形貌；通过测量激光的吸收光强来检测目标的化学成分和浓度；通过测量激光的干涉图案来实现精密的位移和形变测量。
激光检测的应用实例。
激光检测在工业、医疗、科研等领域有着广泛的应用。
在工业领域，激光检测被应用于精密加工、质量检测、无损检测等方面，例如激光测距仪、激光干涉仪、激光扫描仪等设备；在医疗领域，激光检测被应用于医学影像、激光治疗、生物检测等方面，例如激光扫描显微镜、激光手术系统、激光生物传感器等设备；在科研领域，激光检测被应用于物理、化学、生物等学科的实验和研究，例如激光光谱仪、激光干涉仪、激光散射仪等设备。
总结。
激光检测是一种基于激光技术的测量和检测方法，它利用激光的特性和相互作用规律，实现对被测对象的精密测量和分析。
激光检测具有高亮度、高直线度、高单色性和高相干性的特性，适用于工业、医疗、科研等领域。
通过对激光的发射、传播、接收和处理，激光检测可以实现对目标的距离、形状、表面粗糙度、化学成分、位移和形变等信息的获取，为各个领域的应用提供了有力的技术支持。
激光测试技术 原理
激光测试技术原理激光测试技术是一种利用激光器发射出的激光束对目标进行测量和分析的技术。
它通过测量激光束在目标上的反射或散射情况，来获取目标的相关信息，如距离、形状、表面特性等。
激光测试技术在工业、科学研究、医学等领域有着广泛的应用。
激光测试技术的原理主要包括激光器的发射、激光束的传输、目标的反射或散射以及接收和处理信号等几个关键步骤。
首先，激光器会产生一束单色、相干性强、方向性好的激光束。
这个激光束经过适当的光学元件传输到目标上。
目标可以是一个物体的表面，也可以是一个空间中的点。
当激光束与目标发生作用时，会发生反射、散射或折射等现象。
在激光束照射到目标上后，一部分激光束会被目标表面反射回来，形成反射光。
另一部分激光束会被目标表面散射或折射，形成散射光或透射光。
这些光束经过光学系统的聚焦和收集后，被接收器接收到。
接收器可以是光电二极管、光电倍增管或光电探测器等。
接收到的光信号会经过电路放大、滤波等处理后，转化成电信号。
接收到的电信号可以用来计算目标与激光器的距离。
利用激光束的速度已知，通过测量激光束从发射到接收的时间差，可以计算出目标与激光器之间的距离。
同时，还可以通过测量激光束的强度变化，获取目标表面的反射率信息。
利用激光束的聚焦性和方向性，还可以测量目标的形状和表面特性。
激光测试技术具有许多优点。
首先，激光束具有高方向性和高亮度，可以实现远距离测量和高精度测量。
其次，激光束具有短脉冲宽度和窄光谱宽度，可以实现高速测量和高分辨率测量。
此外，激光测试技术还可以实现非接触式测量，避免了测量过程中的物理接触和干扰。
激光测试技术在工业领域有着广泛的应用。
例如，在制造业中，可以利用激光测试技术对产品进行尺寸测量、形状检测和缺陷分析等。
在航空航天领域，可以利用激光测试技术对飞机表面进行检测和维修。
在医学领域，可以利用激光测试技术进行眼科手术和皮肤治疗等。
此外，激光测试技术还可以应用于地质勘探、环境监测、军事侦察等领域。
激光测转速的原理
激光测转速的原理
使用激光测量转速的基本原理是:
一、激光的方向性
激光能量高度集中,射线路径非常直,可准确照射目标。
二、多普勒效应
当光源和接收器中的一个运动时,接收的光频率将发生多普勒位移。
三、测速系统构成
1. 激光发射装置:发出稳定的激光束。
2. 转动目标:反射激光的转动物体。
3. 接收装置:接收反射光并检测频移。
4. 信号处理:分析频移信息,计算转速。
四、工作原理
1. 激光照射在转动目标表面,被反射入接收器。
2. 当目标表面朝接近光源方向转动时,反射光频率增大。
3. 当目标表面朝远离光源方向转动时,反射光频率减小。
4. 通过分析反射光的多普勒频移变化,可以计算出转动速度。
五、测量时注意事项
1. 确保激光照射稳定,光束准直。
2. 接收装置要求足够灵敏度。
3. 增加重复测量次数,取平均值以提高准确度。
4. 标定测试装置,校准反射材料参数。
5. 计算时滤除环境噪声干扰。
综上所述,激光测转速利用了激光的方向性和多普勒效应原理,通过检测频移变化
测量旋转目标的转速。
这是一种高精度的非接触式测速方法。
激光测距测试仪的原理介绍
激光测距测试仪的原理介绍本激光测距仪是通过瞄准物体后发射不可见、对人眼无害的一种红外脉冲再通过持续不断的测算脉冲来回的时间从而计算出目标的准确距离。
激光测量距离主要取决与目标物体的反射程度，一般交通标示牌效果比较好。
因为目标的颜色、表面处理程度、大小、目标的形状的将会直接影响物体的反射率从而影响测距的距离。
本产品除了采用先进的技术外更优越的是区别于其它产品。
它具有简洁、轻巧、艺术的设计。
由于它具有如此优越的特点，所以很多被广泛用于工业巡查，电力部门测量，铁路测绘行业。
像高尔夫、建筑测量和设计、消防系统、等户外运动勘测方面。
原理1.利用红外线测距或激光测距的原理测距原理基本可以归结为测量光往返目标所需要时间，然后通过光速c=299792458m/s和大气折射系数n计算出距离D。
由于直接测量时间比较困难，通常是测定连续波的相位，称为测相式测距仪。
当然，也有脉冲式测距仪。
需要注意，测相并不是测量红外或者激光的相位，而是测量调制在红外或者激光上面的信号相位。
建筑行业有一种手持式的激光测距仪，用于房屋测量，其工作原理与此相同。
2.测物体平面必须与光线垂直通常精密测距需要全反射棱镜配合，而房屋量测用的测距仪，直接以光滑的墙面反射测量，主要是因为距离比较近，光反射回来的信号强度够大。
与此可以知道，一定要垂直，否则返回信号过于微弱将无法得到距离。
3.可以测物体平面为漫反射通常也是可以的，实际工程中会采用薄塑料板作为反射面以解决漫反射严重的问题。
4.脉冲法激光测距仪娱乐级产品可以达到显示精度1米，测量精度±1米，测量级产品显示精度0.1米，测量精度±0.15米。
5.相位式激光测距仪精度可达到1毫米误差，适合各种高精度测量用途。
基于激光干涉测试技术的表面形貌分析研究
基于激光干涉测试技术的表面形貌分析研究近年来，随着科学技术的不断发展，人们对于表面形貌分析的研究不断深入。
而基于激光干涉测试技术的表面形貌分析技术，因其高精度、高分辨率、高稳定性等特点，已经逐渐成为表面形貌分析方面的一种重要手段。
本文主要讨论如何基于激光干涉测试技术进行表面形貌分析研究。
一、激光干涉测试技术的基本原理激光干涉测试是通过利用激光光学的干涉原理，来对物体表面形貌进行高精度的测量。
首先，将激光光源经过分光器进行分光，形成两束平行的光线。
其中一束经过反射镜反射到物体表面上，另一束则照射到参考镜上。
由于两束光线路径长度差异的存在，使得两束光线到达干涉面时会发生干涉现象。
通过干涉光的强度分布，可以获得物体表面的形貌信息。
一般采用相位移转换技术来提高测量精度。
二、激光干涉测试技术在表面形貌分析中的应用1. 光学元件的表面形貌测量激光干涉测试技术可用于光学元件的表面形貌测量，包括镜片、棱镜、透镜等。
通过不同的反射镜和透镜的组合，可获得物体表面的不同形貌信息，进而用于提高光学元件的制作精度和光学性能。
2. 电子芯片的表面形貌测量激光干涉测试技术可用于电子芯片的表面形貌测量。
电子芯片表面的形貌及粗糙度对芯片性能影响很大，而干涉测量技术可实现对芯片表面的三维测量，包括芯片尺寸、平整度、平坦度等参数。
这些参数的测量结果对于芯片制造和质量控制非常重要。
3. 材料薄膜的表面形貌测量针对材料薄膜的表面形貌测量而言，激光干涉测试技术也有着广泛的应用。
通过测量薄膜表面的波前高度分布和厚度分布，可以得到薄膜材料的质量、粗糙度等重要参数。
4. 机械零件的表面形貌测量除此之外，激光干涉测试技术还可以用于机械零件的表面形貌测量。
这些零件的表面形貌信息直接关系到所使用的机械设备的性能。
因此对于机械零件的形貌信息的快速、准确测量，也成为激光干涉测试技术得以广泛应用的原因之一。
三、激光干涉测试技术的发展与未来趋势随着计算机技术和光电技术的快速发展，激光干涉测试技术的精度、稳定性和测量速度不断提升。
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通过本课程的学习，使学生熟悉激光测试技术的基本概念、基本理论和原理，掌握激光准直、测距、多普勒测量、干涉和衍射测试原理及应用，使学生具备激光测试系统的设计和分析能力，并了解激光测试技术的一些前沿应用及其发展趋势，为拓展学生视野和后续课程学习奠定必要的理论和实践基础。
课程大纲：（章节目录）
通过将激光测试领域的基本理论、测量方法同学科发展前沿和具体应用实例相结合，使得课程内容既能够体现激光测试技术领域的基础性、宽广性和系统性，又能够体现其实践性、先进性和前沿性，使本课程对培养研究生具备基础理论和专门知识，以及激发创造性和培养创新能力发挥重要作用。
3、教学方式方面：
借鉴和吸收国际先进教学理念和经验，积极整合国内外优秀科研成果和教改成果，在课程的讲授方式、课件开发、考核方法等方面进行改革创新，探索出一套适合本课程教学内容和本专业研究生学习特点的教学方式。
第一章绪论
§1-1光电测试技术概述
§1-2关于测量的基本知识
§1-3测量数据的处理
第二章基本光学量的测试技术
§2-1光电系统的对准和调焦技术
§2-2焦距的测量
§2-3星点检验
§2-4分辨率测试技术
§2-5刀口阴影法检验
§2-6光学传递函数测试技术
第三章激光测试技术
§3-1激光概述
§3-2激光准直技术及应用
§3-3激光多普勒测速技术
§3-4激光测距技术
第四章激光干涉测试技术
§4-1激光干涉测试技术基础
§4-2激光斐索(Fizeau)型干涉测试技术
§4-3激光全息干涉测试技术
§4-4激光外差干涉测试技术
§4-5激光移相干涉测试技术
§4-6纳米技术中的干涉测试技术
第五章激光衍射测试技术
§5-1激光衍射测试技术基础
3．激光在精密计量中的应用，叶声华，机械工业出版社
本课程达到国际一流水平研究生课程水平的标志：
1、师资方面：
积极促进对现有师资力量的培养工作，加强与国际一流学科的交流与合作，通过选派任课教师赴国外知名高校进行学术交流或担任访问学者，以及聘请国内、外知名学者参与本课程教学工作的方式，提高教学水平。
2、教学内容方面：
4、教材方面：
根据本学科特点和研究生培养方案要求，编写适合本专业方向研究生的教材，并组合式选用国家级优秀教材和国外高水平原版教材作为参考书，使本课程教材涵盖激光测试技术领域的基础性知识和前沿应用。
5、其它：
课程组教师姓名
职称
专业
年龄
学术方向
杨克成
教授
光电子
50
光电检测，红外与激光技术
夏珉
讲师
光电子
33
激光技术，激光检测
李微
讲师
光电子
31
光电检测，海洋光学
课程负责教师教育经历及学术成就简介：
杨克成，男，博士，教授（博导），华中科技大学光电子科学与工程学院副院长。长期从事光学工程与物理电子学专业方向本科生和研究生的课程教学及实践指导工作。作为课程组长承担的本科专业基础课《激光原理与技术》被评为湖北省级精品课程，同时还参与了《激光测试原理与技术》、《光电最新进展》等多门重要课程的讲授工作。
§5-2激光衍射测试方法
§5-3衍射光栅
第六章激光扫描技术
§6-1激光扫描系统的分类
§6-2各类扫描器（使光点在扫描平面内产生位移的器体）
§6-3激光扫描测径系统
§6-4表面特征激光扫描检测技术
§6-5激光扫描对准技术
§6-6激光打印技术
教材：
激光测试原理与技术（自编讲义，待出版）
主要参考书：
1.光电测试技术（第2版）,范志刚,电子工业出版社
长期在华中科技大学光电子科学与工程学院和武汉光电国家实验室（筹）从事激光雷达、激光技术方面的研究，先后作为负责人或主要研究人员完成了国防科工委的“八五”和“九五”预研项目，国防基金项目，国家863项目、973项目和自然科学基金项目等十余项，其中《机载蓝绿激光探测水下目标》是国防科工委“八五”的重点预研项目通过了由四位院士主持的鉴定，并获得了国家教委科技进步一等奖；作为第一作者整理完成国防报告“舰船尾流光散射特性的研究”，被评为一级舰船报告。在国内外刊物和国际会议上发表论文40余篇，其中SCI收录11篇，ISTP收录11篇，Ei收录13篇。现在担任《激光技术》杂志的副主编，《激光.光电子》杂志编原理与技术
课程代码：182.515
课程类型：□一级学科基础课√二级学科基础课□其它：
考核方式：考试
教学方式：讲授
适用专业：光学工程、物理电子学，仪器科学与技术
适用层次：√硕士√博士
开课学期：第2学期
总学时：48
学分：3
先修课程要求：工程光学（物理光学，应用光学），激光原理与技术