レーザー技術による検査と測定の幅広い用途

レーザー技術による検査と測定の幅広い用途

レーザー技術は検出作業に使用され、主にレーザーの優れた特性を利用して、対応する光電部品と組み合わせて光源として使用します。高精度、広い測定範囲、短い検出時間、非接触などの利点があり、長さ、変位、速度、振動などのパラメータを測定するためによく使用されます。

測定対象にレーザーが照射されると、レーザーの特性が変化します。その応答（強度、速度、種類など）を判定することで、測定対象の形状、物理的および化学的特性、およびそれらの変化量を知ることができます。応答の種類は、光、音、熱、イオン、中性粒子およびその他の発生源の放出、および振幅、位相、周波数、偏光の方向、反射光、透過光、散乱光の伝播方向の変化です。

距離測定にはレーザー技術が使われています。レーザー測距の基本原理は、Cレーザーがターゲットに到達するまでの光の速度を測定し、その戻り時間を測定し、レーザーとターゲット間の距離dを求めることです。つまり、d=ct / 2で、tはレーザーが発信してから戻り信号を受信するまでの時間間隔です。このレーザー測距の精度はタイミング精度に依存することがわかります。パルスレーザービームを使用するため、精度を向上させるには、レーザーパルス幅を狭くし、光受信機の応答速度を速くする必要があります。そのため、長距離測定では、固体レーザーや二酸化炭素（二酸化炭素検出器）レーザーの出力をレーザー源としてよく使用されます。近距離測定では、ガリウムヒ素半導体レーザーをレーザー源として使用します。

レーザー技術は長さ測定に使用されます。光学原理からわかるように、単色光の最大測定可能長さ L と光源の波長 λ およびスペクトル線幅 Δλ は、通常の単色光源測定と関係があり、最大測定可能長さは 78cm です。測定対象が 78cm を超える場合は、セクションごとに測定する必要があり、測定精度が低下します。

レーザー干渉測定。レーザー干渉法の原理は、レーザー光の特性であるコヒーレンスを利用して位相変化の情報を処理することです。光は高周波の電磁波であるため、その位相変化を直接観察することはより困難です。そのため、干渉技術を使用して位相差を光強度の変化に変換すると、観察がはるかに容易になります。通常、参照光と参照反射面の反射光を観測対象物で観測し、干渉によって生成された光を観測するか、参照光と参照光の干渉による光の位相変化を観測することで、測定対象物までの距離、物体のサイズ、形状などを非接触で測定でき、その測定精度は光の波長に比例します。光の波長は非常に短いため、測定精度は非常に高くなります。

レーダーに応用されたレーザー技術。LIDAR は、レーザー光線を空中に放射し、散乱した信号光を分析および処理して、空気中に浮遊する分子の種類と数、および距離を知るために使用されます。レーザー光の短いパルスは、時系列で観測できます。