激光位移传感器根据入射光角度的不同可分为直入射式和斜入射式两种[1]，本设计采用的是直入射式，其光路结构如图1所示。整套光路可以分为两部分，即整形系统和接收系统[2]。左边部分是光束整形系统，其作用是将激光器发出的光束汇聚在工作范围内，使汇聚的光斑尽量小而均匀。光源为半导体激光器(LD)，它经整形系统在测量范围50±10mm内形成均匀的光斑。后面则是光束接收系统，它将物体表面的漫反射光汇聚到光敏探测器上，使其精确成像。图中α为被测面与成像透镜光轴夹角，β为光敏探测器与光轴的夹角，do和di分别表示物距和像距。它还可以用于测量材料的膨胀和收缩，以研究其热学性质。高速激光位移传感器性价比高企业
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。国内激光位移传感器推荐激光位移传感器在工程实践中有着广泛的应用，为自动化生产线，质量检测等领域提供了高效、准确的测量方案。
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。
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。高精度激光位移传感器还可以用于科学研究和实验室应用。
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。浙江激光位移传感器性价比高企业
高精度激光位移传感器的响应速度非常快，能够实时监测目标物体的位移变化。高速激光位移传感器性价比高企业
与通常在室内使用的工业检测或实验研究检测激光位移传感器不同的是，用于道路检测的激光位移传感器要面临使用条件变化多、使用环境更苛刻且无固定规律可循等诸多问题。公知的路面按铺设材料分为沥青路面和水泥路面。对于水泥路面，一般来讲路表面的反射强度比较均匀，但也存在特殊的局部镜面和高反射率的材料;另外，水泥路面还存在经过特殊处理的人工刻制沟槽(通常称为路面构造深度)，这些人工刻制的沟槽可用于提高路面抗滑性能。以上这些情况在采用工业检测或实验研究检测激光位移传感器检测路面指标，特别是检测路面构造深度时,就必须采取必要的措施以减小或消除各种不利因素造成的影响。对于沥青路面，情况就更为复杂,除了路面存在泛油、各种污染物(如油物等)和路面修补等情况外，沥青道路表面的级配设计变化使路面的颗粒大小不一、路面使用材料的不同、结构上的构造深度、路面上的标志线以及路面长期使用后路面的磨光等都对激光位移传感器的检测精度产生影响。高速激光位移传感器性价比高企业
