激光傳感器

描述

運作原理

激光傳感器包括兩個模組：一個利用二極體發射激光的發射器，和一個利用光敏電阻檢測激光的接收器。

激光二極體的基本結構與普通二極管相似，都是由半導體材料形成的 P-N 接面所構成。當外加電場作用於激光二極體時，電子從較高能階的n區域躍遷至較低能階的p區域，從而釋放出攜帶能量的光子。與普通二極體不同的是，激光二極體內設有兩個相互平行的光學反射面，形成光學共振腔，使得在半導體內產生的光在兩個反射面之間反覆傳播，激發更多的光子。光子經過傳播、反射和增強，最終形成高度聚焦、單色、相干的激光束。

光敏電阻是一種電阻值會隨光照強度變化的半導體元件。當光照射到光敏電阻上時，光子的能量會激發半導體內的電子，使其電阻值顯著減小。透過測量電阻值的變化，可以確定是否接收到光訊號。光敏電阻可以設計成對特定波長範圍內的光敏感，因此可以專注地偵測激光，不易受到環境光的干擾。

發射器和接收器組合起來可以用於檢測在激光束路徑上是否有物體。接收器被安裝在激光束的預期路徑上，而發射器通電後產生一束激光，直線射向接收器。如果在激光束的路徑上有障礙物，激光束會被擋住，無法直接到達接收器，光敏電阻的電阻值就會變化，被接收器偵測到。