激光传感器

描述

运作原理

激光传感器包括两个模组：一个利用二极体发射激光的发射器，和一个利用光敏电阻检测激光的接收器。

激光二极体的基本结构与普通二极管相似，都是由半导体材料形成的 P-N 接面所构成。当外加电场作用于激光二极体时，电子从较高能阶的n区域跃迁至较低能阶的p区域，从而释放出携带能量的光子。与普通二极体不同的是，激光二极体内设有两个相互平行的光学反射面，形成光学共振腔，使得在半导体内产生的光在两个反射面之间反复传播，激发更多的光子。光子经过传播、反射和增强，最终形成高度聚焦、单色、相干的激光束。

光敏电阻是一种电阻值会随光照强度变化的半导体元件。当光照射到光敏电阻上时，光子的能量会激发半导体内的电子，使其电阻值显著减小。透过测量电阻值的变化，可以确定是否接收到光讯号。光敏电阻可以设计成对特定波长范围内的光敏感，因此可以专注地侦测激光，不易受到环境光的干扰。

发射器和接收器组合起来可以用于检测在激光束路径上是否有物体。接收器被安装在激光束的预期路径上，而发射器通电后产生一束激光，直线射向接收器。如果在激光束的路径上有障碍物，激光束会被挡住，无法直接到达接收器，光敏电阻的电阻值就会变化，被接收器侦测到。