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激光入侵探測器及其應用

自從二十世紀六十年代世界上第一臺紅寶石激光器誕生以來(lái)，人們又研制了數千種新的激光器，其應用技術(shù)在工業(yè)、農業(yè)、醫療、國防和科技等各個(gè)領(lǐng)域廣泛開(kāi)花結果，并展現出越來(lái)越誘人的美好前景。近年來(lái)，發(fā)展十分迅速的安全技術(shù)防范行業(yè)一直期待著(zhù)激光這支新軍的加盟。山東滕州市飛天激光技術(shù)有限公司經(jīng)過(guò)近五年的努力，研制成功了以半導體激光器為探測源，并使相關(guān)技術(shù)全部實(shí)用化的激光入侵探測器。將其與光學(xué)、電子部件擴展組合，并與相應的報警控制主機配套，可形成新的功能強大、結構獨特的激光入侵報警系統。

一、激光的基本原理和特點(diǎn)

激光發(fā)射器（Laser）主要由工作物質(zhì)、光諧振腔和激勵源組成。工作物質(zhì)是激光器的核心部分，其中分布著(zhù)大量的可以發(fā)射激光的原子、分子或離子。各種激光器所以能產(chǎn)生不同波長(cháng)的激光，主要是這些激活粒子各自?xún)炔康哪芗壗Y構不同。激勵（泵浦）源是產(chǎn)生激光的能量來(lái)源。激光工作物質(zhì)不同，采用的激勵方法和激勵源的形式也不同。

光諧振腔是實(shí)現受激輻射光往返振蕩，并對輸出光束的方向和波長(cháng)進(jìn)行選擇和限制的器件。

用光或電等激勵源，使激光工作物質(zhì)的能級實(shí)現粒子束反轉，受激輻射的光子流沿光諧振腔軸向不斷放大，就可以在其一端發(fā)射出很強的激光束來(lái)，它的亮度極高，方向性最好，頻率單一，相位一致。這些都是其他任何光源無(wú)可比擬的，由此帶來(lái)了各個(gè)領(lǐng)域光電子技術(shù)應用劃時(shí)代的新發(fā)展。

激光入侵探測器的基本組成及工作方式

激光入侵探測器屬于主動(dòng)入侵探測器類(lèi)。主要由激光發(fā)射機和激光接收機組成。激光發(fā)射機由激光發(fā)射器、調制激勵電源及相應的方向調整機構組成。激光接收機由激光接收器、光電信號處理器以及相應的支撐機構組成。

該系統是在防護區域的始端設置激光發(fā)射機，將其發(fā)射出的定向的強激光束直接（或通過(guò)光學(xué)反射器或通過(guò)激光中繼器轉折）射向目標處。在目標處的接收機通過(guò)光電器件將接收到的光信號轉換成特征信號，并經(jīng)鑒別器處理。當確認信號正常時(shí)，顯示綠燈，保持監視狀態(tài)；而當光束被遮斷時(shí)，則信號失常，顯示紅燈，同時(shí)輸出報警信號，從而實(shí)現對激光束所經(jīng)過(guò)的全路程或轉折所形成的圍框的監控。由報警控制主機發(fā)出聲光報警和控制動(dòng)作，并通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式通知有關(guān)部門(mén)。該激光入侵探測器供電電源為直流12VDC（11V~～16V）或交流220VAC。報警信號輸出端為無(wú)電位繼電器觸點(diǎn)（常開(kāi)或常閉任選），可與通用的各型報警控制主機及輔助設備連接使用。

激光入侵探測器及報警系統的優(yōu)越性

a)適于遠距離工作。激光束的方向性極好，因此光能集中，傳輸效率非常高。在發(fā)射功率相同的條件下，在100m或200m遠時(shí)的激光功率密度是紅外對射探測器功率密度的數百倍。因而傳輸距離更遠，穿透雨霧雪的能力更強。從而能保證遠距離的正常工作和減少惡劣天氣時(shí)的誤報率。

b)閉路傳輸，無(wú)相互干擾。激光束屬于閉路傳輸，因而不存在紅外對射探測器在直線(xiàn)上連續布設或者鄰近系統互相干擾的問(wèn)題，可以長(cháng)大距離連續直線(xiàn)布設或近距離交叉布設。同樣也不存在紅外光漏泄干擾周?chē)渌拿舾屑t外設備的問(wèn)題。

c)抗外界雜散光和電磁干擾的能力強。合理的光接收器和高功率密度發(fā)射器使得該系統具有很強的抗干擾能力。利用激光束的單色性極好、光斑大小可控的優(yōu)勢，可以使系統在嚴重干擾的環(huán)境下正常工作。

d)綜合布設，適應范圍極為廣泛。與單一的紅外對射探測器相比，本產(chǎn)品可稱(chēng)為激光綜合空間布設系統。發(fā)射光束可以對射、反射后原處接收、轉折后返回；也可以形成平面、立體布設?？梢允蛛[蔽地固定設防，也可以臨時(shí)流動(dòng)設防或動(dòng)態(tài)設防。

e)現場(chǎng)調試快捷，檢修方便。本系統配套提供專(zhuān)用激光定位儀，可以隨時(shí)方便地檢測各處光斑的位置。傳播過(guò)程中何處有樹(shù)枝、葉子等障礙物遮擋，轉折或接收處光斑偏離中心的方向和遠近，都可以直接判定，因而能夠準確迅速地指導調整工作。

f)總體工程性?xún)r(jià)比好，系統使用壽命長(cháng)，維護成本低。精心設計配置方案，可以充分利用激光系統的特點(diǎn)，明顯降低購置設備的費用，減少施工量，減少對環(huán)境美觀(guān)的影響。系統檢修，激光管的更換都很方便。不會(huì )發(fā)生某些進(jìn)口產(chǎn)品因無(wú)法檢修，局部損壞即導致全套系統報廢的問(wèn)題。

四、激光入侵探測器及系統在走向成熟，走向更加美好的未來(lái)

自從1999年激光入侵探測器投入試用以來(lái)，經(jīng)過(guò)改進(jìn)完善定型，于2002年開(kāi)始批量生產(chǎn)，并逐步實(shí)現了線(xiàn)界、平面、立體產(chǎn)品的系列化。在國內外首次推出了二層、四層室外周界系統新產(chǎn)品。在北京、遼寧、江蘇等省市，室外周界、室內激光門(mén)等系統歷經(jīng)幾個(gè)春夏秋冬、高低溫的環(huán)境干擾、抗震、整體穩定性和可靠性的考驗，系統運行正常，收到了滿(mǎn)意的效果，受到了國內外同行的好評。我們完全有理由相信，這支中國人自己的高新技術(shù)之花，一定會(huì )在安全技術(shù)防范領(lǐng)域以及相關(guān)領(lǐng)域中開(kāi)放得更加絢麗多彩。