随着现代化工业的发展，激光位移传感器作为高精度、高响应的非接触测量仪器，在光电技术检测领域得到了大范围的应用。其采用的激光三角法原理在理论上已相当成熟，但在实际应用中还有一定的困难。由于三角法建立在理想成像的基础之上，所以三角法能否准确实现还要依赖于所采用的光学系统。现阶段，国外此类的高精度物镜设计处于前沿水平，并拥有比较成熟的产品，但其多透镜组合与非球面的加工方式在制造成本上相当昂贵。国内对激光位移传感器光学系统的研究主要还处于实验性阶段，尚没有形成产品化。针对目前市场上对激光位移传感器的大范围需求，本文从简单实用的角度出发，利用CODEV光学设计软件对激光三角法进行实际光路模拟与优化设计，形成了一整套具有优良成像特性的光学系统，为传感器的产品化生产提供了理论依据。高精度激光位移传感器具有较高的灵敏度，能够检测微小的位移变化。德州激光位移传感器常用解决方案
激光位移传感器的测量精度容易受到被测物体表面特征的影响，为了减小测量误差，在整形镜设计中应尽量使出射光斑在有效的测量范围内实现光斑小且均匀。针对传感头小型化设计的要求，半导体激光器体积小、重量轻的优点正好符合这一要求，但其光束质量并不理想，需要对其进行光束整形。半导体激光器快慢轴的光束分布极不对称:快轴发散角较大，半角的典型值为30～40°，光束呈高斯分布，发光范围的半宽度为0.6～0.8μm，慢轴发散角的半角典型值为3～6°，光束分布不规则，发光范围半宽度为50～100μm。因此，在不允许能量损失的情况下，要求整形系统的物方数值孔径(NA)>0.573；但由于光束的快轴能量呈高斯分布，通常取半宽度(FWHM)为20°，此时NA=0.342。系统物距应尽量小一些，但考虑到工艺问题，不宜过小，选定为2.5mm。为了便于设计，将系统倒置，整个系统的主要要求为:工作波长为785±10nm，像方NA=0.342，像距l′=2.5mm，物距l=40～60mm，焦距f=3～4mm。芜湖激光位移传感器制造公司它可以用于测量机械零件的位移，以确保其精确性和稳定性。
根据物体表面的散射特性，可确定入射光与成像透镜光轴的夹角。激光入射到被测物体表面，散射光强度成椭球型分布[6]。当入射光垂直入射时，α值越小，成像透镜接收到的散射光强度越大，但角度过小对探测器分辨率要求及制作工艺上都有较高难度，综合考虑取α值为21.8°，由仪器的测量范围±10mm可得到物距为53.85mm。通常情况下，库克三元组有很好的成像效果[7]，因此选择库克三元组作为成像透镜的初始结构进行优化。优化过程中以各个镜片表面的半径为变量，控制厚度在适当范围，同时将像面与光轴的夹角β设为可变，采用CODEV的横向像差与波像差相结合的方式进行优化，得到下面的结果。图3为优化后的成像光学系统
从图3所示的成像光学系统结构图可看出，在整个物面并不垂直于光轴时，经过系统成像以后得到的像面也不垂直于光轴，与光轴存在一定的夹角β，设计的lastβ优化值取为60.4628°，此时像面上可得到比较理想的光斑分布。在工作范围内不同视场的散射光均能很好地成像于探测器。在图4中可看到不同视场的成像光斑形状，此点列图表明成像光斑分布均匀，但还存在一定的剩余像差，主要为球差，光斑大小可见表2，光斑直径在20μm左右。同时根据设计结果可得像距为33.092mm，经计算tanα/tanβ=0.6137，di/do=0.6145，此物镜设计基本满足于Scheimpflug理想成像条件。高精度激光位移传感器可以用于测量液体的位移，如液位的变化等。
在感光元件的多个感光单元的主要排列方向为子弧矢向的情况下，成像物镜本身的MTFS＞MTFT、或者在感光元件的多个感光单元的主要排列方向为子午方向的情况下，成像物镜本身的MTFT＞MTFS，使得解析结果满足条件；和/或在成像物镜前和/或在成像物镜后加入能够引入像散的光学元器件，并且配合微调所述成像物镜与所述感光元件之间的相对距离使得解析结果满足条件。反光元件，反光元件设置在成像物镜的出射光路上，成像物镜的出射光经反光元件反射后，入射到感光元件。激光位移传感器可以测量位移、厚度、振动、距离、直径等精密的几何测量。芜湖激光位移传感器制造公司
它可以用于测量物体的形状和轮廓，以提供准确的几何信息。德州激光位移传感器常用解决方案
通过将反光元件设置在成像物镜与感光元件之间，能够减小激光位移传感器的设备体积，便于激光位移传感器的使用和安装；通过采用线阵感光元件，能够降低激光位移传感器的成本；另外，由于线阵感光元件的多个感光单元沿着直线排列，所以在该直线的延伸方向上的MTF值拉高而将与该直线垂直方向上的MTF值降低，并不会影响测量精度，还能够让光斑更加容易地被线阵感光元件所接收；通过采用带通滤光片，能够滤除或降低杂散光，避免激光位移传感器收到干扰，保证测量的准确度。德州激光位移传感器常用解决方案
