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激光测距传感器的激光波长
来源: | 作者:上海协堡 | 发布时间: 2021-07-22 | 271 次浏览 | 分享到:

电磁波谱与波长

无论是光还是狭义的电波,其广义上都是电磁波,传播速度都是光速,只是频率存在差异。按频率由低到高排序依次为:无线电、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。

以太阳辐射为例,太阳辐射主要集中在可见光部分(0.4~0.76μm),波长大于可见光的红外线(>0.76μm)和小于可见光的紫外线(<0.4μm)的部分。在全部辐射能中,波长在0.15~4μm之间的占99%以上,且主要分布在可见光区和红、紫外区,可见光区占太阳辐射总能量的约50%,红外区占约43%,紫外区的太阳辐射能很少,只占总量的约7%。

可见光

其中可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分,可见光谱没有精确的范围;一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400~760nm之间,但还有一些人能够感知到波长大约在380~780nm之间的电磁波。

不同波长的可见光和其对应的颜色如下

770~622nm

622~597nm

597~577nm

绿 577~492nm

红外光

红外线是频率介于微波与可见光之间的电磁波,波长在1mm至750nm之间,是频率比红光低的非可见光。一般分为以下三种

近红外线(Near Infra-red, NIR):2.5μm ~ 0.7μm

中红外线(Middle Infra-red, MIR):25μm ~ 2.5μm

远红外线(Far Infra-red, FIR):500μm ~ 25μm

可见激光

激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。英文名Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,意思是“通过受激辐射光扩大”。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程。激光的原理早在 1916年已被著名的犹太裔物理学家爱因斯坦发现。

原子受激辐射的光,故名“激光”:原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级的时候,所释放的能量以光子的形式放出。被引诱(激发)出来的光子束(激光),其中的光子光学特性高度一致。因此激光相比普通光源单色性、方向性好,亮度更高。

从上述描述可以看出,激光的特性并非其波段,而是产生激光的形式——“受激辐射的扩大”。因此激光可以存在于多个波谱中,不同波段的激光的产生方式存在不同。

以可见激光为例,其一般见于激光水平仪(绿光)和激光笔、激光测距仪(红光)。

早期的激光笔使用波长为633纳米(nm)的氦氖(HeNe)气体激光,通常用于产生能量不超过1mW的激光束。便宜点的激光笔使用波长接近670/650nm的深红色激光二极管。贵点的则使用波长为635nm的红-橙色二极管,这一波长更易于为人眼所识别。上海协堡研发的SLDS-A系列激光测距传感器产品为波长635nm的可见激光,更宜于人眼识别。

所说的红外线测距仪指的就是激光红外线测距仪,也就是激光测距仪.

近红外激光雷达

与可见激光相比,波长更长的近红外激光的穿透性更好,且更不容易受太阳光影响,因此更多的应用在了远距离的激光雷达中。常见的波长有850nm,905nm和1550nm。

850nm的激光雷达一般用于近距。因为容易发生红暴,红暴是由于所发射的红外线中包含可见光的成分。波长超过700nm的光线叫做红外线,900nm以上的红外线基本无红暴,波长越短,红暴越强,红外线感应度也越高。上海协堡研发的SLDS-D系列产品就是采用905nm红外激光测距仪,可在室外强光下稳定工作。激光测距传感器采用905nm波长近红外激光,该波长激光传感器也相对成熟。

相较于1550 nm波长,905 nm的主要优点是硅在该波长处吸收光子,而硅基光电探测器通常比探测1550 nm光所需的铟镓砷(InGaAs)近红外探测器更加成熟,从成本和整体成熟度方面来讲是大批量应用的必然选择,性价比更高。




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