什么是激光扫描

一、激光扫描的定义与原理

激光扫描是利用激光在空间中直线传播的特性，用激光束照射物体表面，并通过测量反射光的时间或相位差，来获取物体表面的形状信息的技术。其测量原理类似于雷达测量或者光电测距等技术。

二、激光扫描的应用领域

激光扫描技术可以应用于很多领域，下面列举几个典型的应用场景：

1.建筑测量领域：如建筑物的立面、屋顶、立交桥的三维扫描和再现，以及对建筑物进行变形分析等。

2.工业领域：如对汽车、飞机等复杂结构物体的定量检测和三维重建等。

3.文化遗产领域：如对文物、古建筑等进行三维数字化保护和再现等。

三、激光扫描技术的优势和不足

激光扫描技术相比于传统的测量方法，有很多优势，如：

1.测量速度快：能够在很短的时间内完成对物体表面的扫描和测量。

2.测量精度高：能够获取物体表面的真实形态，并且可以达到亚毫米级别的精度。

3.适应性强：能够对不同形状的物体进行测量和重建。

但是也存在不足，如：

1.依赖环境：对光线和反射表面有较高要求，如强光照射、表面反射率过低等，均会影响测量结果。

2.设备成本高：激光扫描设备价格一般比较昂贵。

四、结论

激光扫描是一种很有前途的测量技术，可以应用于很多领域，其优势和不足需要根据实际情况进行评估。
 

振镜扫描头

振镜扫描头由安装在可自由旋转轴上的反射镜组成。 轴上还装有磁铁。 轴悬挂在线圈内；给线圈通电会导致轴（和反射镜）旋转。

根据工作的性质，振镜扫描仪通常成对使用。 具体来说，在这种情况下，它们的扫描方向相互成直角。 这使激光束能够到达平面内的任何一点。 在许多应用中，专用扫描光学器件（如平场聚焦透镜）可将光束聚焦在最终表面上。

振镜扫描头提供操作灵活性，因为它们的运动可以由计算机实时控制。 它们可以成对使用，在相对较大的扫描角度（通常高达 ±20°）上生成二维矢量图案。 它们可以与大镜子一起使用，适应大光束尺寸。 总之，这些特性使它们成为演示灯、材料打标和焊接、生物医学和眼科成像、共聚焦显微分析和激光辅助医疗等应用的理想选择。 

多边扫描头

多边扫描头的关键元件是一个多边形组件 – 其边缘经过抛光和涂层处理，类似镜子。 这个多边镜安装在电机轴上并快速旋转。 这使激光束能够在一个方向上快速扫描。

与振镜扫描头一样，多边扫描系统通常使用专门的扫描光学器件。 将这些光学器件制成细长条的情况并不少见，因为激光束只会沿着一条狭窄的直线路径穿过它们。 这大大减少了扫描系统的尺寸和重量。

多边扫描头在需要高速单向扫描的应用中表现出色。 它们可以在非常大的扫描角度（超过 50°）上工作。 当需要二维覆盖时，它们通常与垂直于扫描方向的某种形式的零件运动相结合，产生光栅图案。 这些特性使它们成为激光打印机、激光雷达等应用以及大面积表面处理和薄膜图案绘制等某些高速材料加工的理想选择。

声光偏转器

声光 (AO) 偏转器由一块透明材料组成，其侧面粘接着一个压电换能器。 当以射频驱动时，压电换能器会在晶体内产生声波（压力/密度）。 这会在材料的折射率中产生可变的、周期性的空间变化，其作用类似于布拉格衍射光栅。 这种光栅使输入的激光束发生偏转，偏转的程度取决于其周期。 因此，改变输入信号的频率会改变光束的偏转角度。

由于没有任何移动的机械部件（因此没有惯性），声光偏转器可以实现比其他技术高得多的扫描速度 – 可以达到 MHz 范围。 此外，它们还能够进行“随机访问”扫描 – 这是一种从扫描场中的一点快速跳到另一点的功能。 然而，它们只能在非常有限的角度范围内偏转光束 – 最多几度。 而且它们仅提供小孔径 (<2.5 mm) 尺寸。 这使得它们最适合用于激光冷却、激光镊子、显微镜和医学成像以及一些制版工艺应用等专门用途。

除了这三种常见类型的扫描头之外，还有许多其他服务专用技术。 所有这些扫描头都支持激光扫描应用的巨大多样性。