在任何領(lǐng)域中，選擇適合工作的正確工具是最大化效率、最小化成本并最終確保成功的最佳方法。該原理對于以納米級分辨率進行的精密測量一樣有效。但是，需要一種更加精確的方法來滿足電子產(chǎn)品生產(chǎn)、醫(yī)療技術(shù)、精密光學和其他行業(yè)的嚴格要求。

激光傳感器的精確性使其成為工業(yè)測量任務(wù)的首選工具。關(guān)鍵原理是三角剖分，它利用配備有激光二極管、接收器元件和濾波多透鏡光學系統(tǒng)的傳感器。激光束從二極管發(fā)射到物體表面，然后通過透鏡反射回并投射到位置敏感接收器上，例如電荷耦合器件（CCD）或互補金屬氧化物半導體（CMOS）陣列。當對象沿著皮帶或輥子等線性軸移動時，反射光會改變位置。這使得它的位移可以由一個控制器進行數(shù)字分析，該控制器位于傳感器上，然后轉(zhuǎn)化為測量值。

激光三角剖分可以在多種表面上進行，從而產(chǎn)生多種不同的測量類型。其中包括位置、厚度和振動之類的整體測量，以及輪廓、間隙和輪廓之類的二維和三維測量。可以利用激光束的小尺寸來實現(xiàn)從短距離到非常小的物體的快速、高分辨率的測量。因為實際上只有光束接觸表面，所以該過程是非接觸且無磨損的。

最重要的考慮因素是傳感器的配置。有許多選項可以適應(yīng)測量任務(wù)本身的獨特情況。

紅色激光傳感器

采用紅色激光的標準傳感器配置覆蓋所有測量的60％至70％。紅色激光在接近紅外光譜的范圍內(nèi)工作，具有長波長（670 nm）和高強度的特性，可以準確地跟蹤非反射目標和快速移動的物體。由于紅色激光已經(jīng)發(fā)展了很長一段時間，因此可以提供多種變化的紅色激光。它們通常是任何測量任務(wù)的最佳選擇，最具成本效益的解決方案，尤其是在高分辨率的動態(tài)測量方面，更具優(yōu)勢。

橢圓形小光斑的紅色激光傳感器

但是，由于各種特殊情況，紅色激光的準確性受到挑戰(zhàn)。例如，鏡面（高反射率）表面會對反射光束產(chǎn)生“斑點”效果失真。激光的高強度還會在某些表面（尤其是有機、半透明和透明的材料）上產(chǎn)生光的穿透和擴散，從而導致反射光變得模糊。

粗糙且結(jié)構(gòu)化的表面也會產(chǎn)生不均勻的噪聲。通過使用經(jīng)過特殊設(shè)計的傳感器發(fā)出橢圓形斑點，三角剖分圍繞激光線而不是激光點發(fā)生，然后可以對表面質(zhì)量進行平均以濾除干擾。這就是橢圓形小光斑的紅色激光傳感器的場景應(yīng)用。

藍色激光傳感器

紅色激光遇到的許多挑戰(zhàn)可以通過光束的顏色解決。藍色激光從光譜的另一端開始工作，它的光譜接近紫外線，使它們的波長更短（405 nm），強度更低。這意味著在目標表面上的穿透和擴散較少，焦點更清晰，更穩(wěn)定。對于有機、半透明和透明的材料（包括某些塑料、粘合劑和玻璃），藍光激光器是首選。

如果目標材料發(fā)出自己的紅外光（如加熱的發(fā)光金屬那樣），則產(chǎn)生的干擾將使紅色激光傳感器的讀數(shù)產(chǎn)生偏差。藍色激光是鋼加工行業(yè)最早的應(yīng)用之一，就是因為其不受加熱金屬的紅光干擾的影響。它們也已用于汽車應(yīng)用中，例如測量排氣歧管的振動。經(jīng)過高度拋光的表面在藍色激光下表現(xiàn)良好，并且由于斑點引起的噪音也大大被降低了，通常被降低200％至300％。

藍色激光三角測量傳感器結(jié)合了特殊設(shè)計的元素，例如濾鏡和透鏡、接收器元件、控制器和分析算法。

傳感器選擇

選擇合適的激光三角測量傳感器是解鎖所有可用激光技術(shù)的關(guān)鍵。