激光技术在精密计量中的应用

"激光技术在精密计量、长度测量和测距测速中的应用" 激光技术，以其独特的单色性和相干性，在多个领域展现出显著的优势，特别是在精密计量方面。1983年的国际计量大会重新定义了米，即光在真空中1/299,792,458秒内行进的长度。这一定义使得通过精确测量激光频率就能复现长度单位米。在实际操作中，可以通过测量激光的波长，结合定义的光速值来计算长度。 在激光长度测量中，激光的优越性尤为突出。传统的干涉法虽然可以实现精密定位，但受单色性限制，量程有限。然而，激光由于具有极好的单色性，极大地扩展了有效量程。例如，采用特制氦-氖激光器，其632.8纳米的红光可以实现长达20公里的测量。通过干涉仪将激光分为两束，一束保持固定路径，另一束反射回干涉仪，根据靶棱镜移动导致的干涉条纹变化，可以准确计算出移动的长度，精度极高。 激光测距和测速是激光应用的另一重要领域。由于光速恒定，测量光往返目标所需时间即可确定距离。激光测距仪因其高亮度和窄脉冲宽度，能在很远的距离上实现高精度测量，如小型激光测距仪可以精确测量20公里远的目标，误差仅为0.5米，测量速度快，通常在1秒内完成。此外，利用激光的相干性进行相位测距，其精度更上一层楼，甚至可以在8000公里之外测量卫星的距离，误差仅为2厘米。而通过多普勒频移或激光衍射花样，还可以测定运动物体的速度和方向，为科学研究和工业应用提供了强大工具。 激光技术的这些应用广泛应用于机床、自动制图机、掩模制作机和集成电路制造等精密制造业，以及遥感、地理测绘和航空航天等领域。陈冠英教授在2008年激光技术讲座中详细阐述了这些概念，强调了激光在现代科技中的关键作用。邓锡铭和雷仕湛编著的《激光技术》一书也为深入理解激光的原理和应用提供了丰富的资料。