روش تداخل سنجی   

برای مسافتهای کوتاه تا 50 متر روشهای تداخل سنجی به کار گرفته می‌شوند که درآنها از یک لیزر هلیم – نئون پایدار شده فرکانسی به عنوان منبع نور استفاده می‌شود.

در اندازه گیری مسافت به روش تداخل سنجی، از تداخل سنج مایکلسون( شکل 2-3 ) استفاده می‌شود. باریکه لیزر به وسیله یک تقسیم کننده نور به یک باریکه اندازه گیری و یک باریکه مرجع تقسیم می‌شود باریکه مرجع با یک آینه ثابت بازتابیده می‌شود در حالی که باریکه اندازه گیری از آینه‌ای که به جسم مورد اندازه گیری متصل شده است بازتاب پیدا می‌کند. سپس دو باریکه بازتابیده مجدداً با یکدیگر ترکیب می‌شوند به طوری که با هم تداخل می‌کنند و دامنه ترکیبی آنها با یک آشکار ساز اندازه گیری می‌شود. هنگامی‌که محل جسم در جهت باریکه به اندازه نصف طول موج لیزر تغییر کند سیگنال تداخل از یک بیشینه به یک کمینه می‌رسد و سپس دوباره بیشینه می‌شود.

بنابراین یک سیستم الکترونیکی شمارش فریزها می‌تواند اطلاعات مربوط به جابجایی جسم را به دست دهد. این روش اندازه گیری معمولاً در کارگاههای ماشین تراش دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرد و امکان اندازه گیری طول با دقت یک در میلیون را می‌دهد. باید یادآوری کرد که در این روش فقط می‌توان فاصله را نسبت به یک مبدا اندازه گیری کرد. برتری این روش در سرعت، دقت و انطباق با سیستم‌های کنترل خودکار است.

شکل : تداخل سنج مایکلسون

جدول : مقایسه روشهای فاصله یابی با لیزر

   بررسي فاصله ياب ليزري براي پروژه بين المللي مريخ نورد  mars-1996   

در پروژه بين الملليmars-96 در سال 1996 يک سفينه بي سرنشين قرار بود که به مريخ برسد و يک بالن پر شده با گاز را به جو مريخ برساند. براي شناور شدن در ارتفاع 50 m تا 5 Km از سطح مريخ در طول روز و نشستن بر روي مريخ در شب، وسايل علمي درسبد و روي طنابهاي آويزان زير بالن نصب مي‌شدند. يکي از وسايل علمي که در سبد قرار مي‌گرفت يک ليزر ارتفاع سنج بود که براي اندازه گیری فاصله از سطح کره از راه دور طراحي شده بود. اين وسيله، اطلاعاتي از سطح زيرين و خصوصيات بازتابش سطح مي‌داد. دقت اندازه گیری افقي و عمودي در بالاترين ارتفاعي که براي آن طراحي شده (يعني 5 Km ) به ترتيب m 15و 1.5 m و سرعت دريافت آن بين 0.2 Hz تا 0.5 Hz بود. مدت زمان عمليات طراحي شده براي بالون در حدود دو هفته بود به اين معني که اندازه و توان مصرفي ارتفاع سنج بايد تا جايي که ممکن است کم باشد.

در اين بخش ساختار این ليزر ارتفاع سنج، خصوصيات ليزر حالت جامد، گیرنده نوري و الکترونيکي را تشريح مي‌کنیم. نتايج اندازه‌گيري به کاليبره هدف بستگي دارد که با آخرين مدلهاي آزمايشگاهي در داخل اتاقهاي خلاء و در فضاي آزاد بدست آمده است. ارتفاع سنج ليزري كه به روش TOF كار مي‌كرد طوري طراحی شد كه بر روي قسمتي از بالن (gondola) که در جو مريخ معلق شد، اضافه شود.

منبع نوري، ليزر حالت جامد( PGT:Nd   1.067) بود که تپهايي با عرض حدود 10ns و سرعت تکرار 0.2 Hz داشت. انرژي هر تپ در حدود 7.5 mJ بود. تلاشهاي خاصي در جهت کم کردن اندازه و وزن و توان مصرفي در اين ارتفاع سنج شد که در نتيجه وزن آن به 450 g و توان مصرف شده در قسمتهاي الکترونيکي و قسمتهاي ليزر به ترتيب به حدود 30 mV و 0.6 W-0.8 کاهش يافت که اين کار از طريق روشن کردن منبع تغذيه براي قسمتهاي اندازه‌گيري و ارتباط تنها در 50 ms دوره اندازه‌گيري انجام می‌شد. زمان پرواز نور، بطور ديجيتالي به وسيله شمردن تپهاي ساعت يک نوسان ساز 100 MHz اندازه‌گيري می‌شد. فاصله قابل اندازه‌گيري و دقت آن به ترتيب در حدود 6 km و1.5 m است. ليزر ارتفاع سنج حاوي دو آشکارساز پيك براي اندازه‌گيري دامنه تپهاي دريافت شده و ارسال شده براي ثبت پرتو‌هاي بازتابيده شده از سطح مريخ است. نتايج آزمايش نشان مي‌دهد که ارتفاع سنج قابليت کار در بازه دمايي ْ60 + تا ْ 80- و فشار هواي چند تور (torr) را دارد. کمینه بازتابش از سطح مريخ حدود 0.1 است. که برد اندازه‌گيري 13 Km را، اگر حداقل سيگنال به نوفه اندازه‌گيري در حدود 10 باشد در اختيار قرار مي‌دهد.

   شرح ساختار و عملکرد ليزر ارتفاع سنج ليزری   

ارتفاع سنج ليزري تشکيل شده از واحدهاي ليزر، منبع تغذيه، گیرنده نوري، واحد اندازه‌گيري و ارتباطات (MIU) که در شکل نشان داده شده است. ارتفاع سنج براساس روشTOF (زمان پرواز )، با ليزر PGT:Nd به عنوان منبع نور کار مي‌کند. واحد MIU از طريق الکتريکي با منبع تغذيه و از طريق فيبر نوري با ليزر در ارتباط است. ليزر، تغذيه 15 v مورد نيازش را از طريق MIU دريافت مي‌کند. سيگنال شارژ از طريق MIU، شارژ منبع ليزر را انجام مي‌دهد و سيگنال تريگر، ليزر را به کار مي‌اندازد. قسمتي از تپ نوري تابيده شد به عنوان تپ شروع نوري به MIU بر مي‌گردد. همچنين تپ نوري که از اپتيك گيرنده نوري بدست آمده، از طريق فيبر نوري به MIU برمي‌گردد. واحد اندازه‌گيري و ارتباط، با ارتباطات الکتريکي سيستم در ارتباط است. اين ارتباط سيستم را قادر مي‌سازد که ليزر را کنترل نمايد.

شکل : بلوک دیاگرام ارتفاع سنج لیزری

براي رسيدن به حداقل توان متوسط مصرفي، بيشترين توان MIU تنها در دوره اندازه‌گيري در حدود 50 ms مصرف مي‌شود. زيرا که مجموع توان مصرفي قسمتهاي الکترونيکي اندازه‌گيري شده در حدود 2.9 W است. بیشترین توان متوسط مصرفي ارتفاع سنج در حدود 30 mw است اگر نرخ اندازه‌گيري در طراحي 0.2 Hz باشد.

تنها قسمت الکترونيکي ارتباط، در تمام زمانها روشن است. مي‌توان دامنه سيگنالهاي شروع و پایان را اندازه‌گيري کرد که اطلاعاتي براي محاسبه پرتو‌هاي بازتابيده از سطح مريخ مي‌دهد. ترتيب نوعي اندازه‌گيري در شکل 4 نشان داده شده است. ابتدا برنامه اصلي، منبع ليزر را به وسيله سيگنال شارژ به کار مي‌اندازد. شارژ شدن خازن ليزر بين 2 تا 5 ثانيه زمان مي‌برد که پس از آن منبع ليزر سيگنال ready را به MIU مي‌فرستد تا منبع تغذیه واحد اندازه‌گيري را روشن کند. در 50 ms اول بعد از روشن شدن منبع تغذيه، سيگنال داخلي reset، اندازه‌گير الکترونيکي زمان و دامنه را آماده مي‌کند. (بعد از اينکه ارتباط الکترونيکي سيگنال تريگر را براي شليك ليزر توليد مي‌کند). سيگنال شروع که از ليزر بدست مي‌آيد زمان سنج الکترونيکي را فعال مي‌کند و سيگنال پایان که از گيرنده نوري بدست مي‌آيد،‌ بازة زماني را خاتمه مي‌دهد. يک بايت وضعيت در حدود 0.2 ms بعد از سيگنال تريگر از طرف MIU به برنامه اصلي فرستاده مي‌شود و اين ممکن است که باعث توقف برنامه اصلي شود. زماني که برنامه اصلي فاصله زماني و دامنه سيگنال شروع و پایان را خواند، منبع تغذيه MIU را خاموش مي‌کند. اگر سيگنال پایان گم شود يک سيگنال سرريز توليد مي‌شود که باعث مي‌شود برنامه اصلي منبع تغذيه را براي قسمت اندازه‌گيري خاموش کند. براي مطمئن شدن از اينکه منبع تغذيهMIU خاموش شده است، در هر 100 ms بعد از روشن شدن منبع تغذيه، يک حفاظت سخت افزاري در واحد اندازه گيري، منبع تغذيه را به صورت اتوماتيك خاموش مي‌كند.

شکل : نمودار زمانبندی اندازه گیری فاصله در ارتفاع ستج لیزری

  ساختمان فرستنده ليزری و گيرنده نوری    

ليزر ارتفاع سنج يک ليزر حالت جامد براساس کريستالPGT و کلیدزنی Q شده به وسيله جاذب اشباع پذير dye با طول موج 1.067 μm است. ليزر بايد در شرايط سخت آب و هوايي جو مريخ کار کند يعني در فشار 2 تا 3 تور و تغييرات دمايي يک روز مريخ که بين-100º تا 50º است. همچنين ليزر بايد حداقل وزن را داشته باشد و نبايد توان مصرفي اصلي اش بيشتر از 0.8 W با بازده 75% منبع تغذيه ليزر باشد. بیشترین دمش انرژي لامپ فلاش در فرکانس کار 0.2 Hz، 3 J است. براي اطمينان از عملکرد پايدار در فاصله‌هايي تا 5 Km، انرژي پرتو ليزر بايد در حدود 8-10 mJ با عرض تپ 6-10 ns و زاويه واگرايي کمتر يا مساوي 3 mrad باشد.

براي تعيين بازده کار محيط‌هاي فعال ليزري متفاوت با کمترين دمش انرژي، آزمايش‌هايي روي محيط‌هاي فعال زير انجام شده است :

YAG:Nd    size 3×50 mm

YSGG:Cr:Nd    size 3×50 mm

GSGG:Cr:Nd   size 3×50 mm

PGT (potassium gadolinium tungstate)   size 3×32 and 3×50 mm

طول تشدیدگر پايه در حدود 100 mm است.

تصميمات زير براساس نتايج آزمايشهاي انجام شده روي مقادير کوچک جذب کننده‌هاي اشباع شدني و عناصر فعال بدست آمده است :

1- براي بدست آوردن انرژي مورد نيازبراي همه محيط‌هاي فعال جاذب اشباع پذير با عبور اوليه

0.03 0.4 و براي آينه خروجي، بازتابندگي 0.050.45 مورد نياز است.

2- حداقل انرژي آستانة دمش در عناصر فعال PGT:Nd-based مشاهده شده است. مقدار حداقل انرژي دمش براي ديگر رسانة فعال در مدلهاي ما در بازة 2.9 J تا 4.2 J تغيير مي‌کند.

3- عرض تپ نوري هنگام استفاده از جاذب اشباع پذير GSGG وYAG، بين 15 ns تا 20 ns بود و تپ آن در حوزه زمان ساختار پيچيده اي دارد. عرض تپ براي جاذب اشباع پذير dye وLiF-based، 862 ns مشاهده شد. چون وزن و اندازة جذب کننده اشباع شدني dye-based بسيار کوچکتر از LiF-based است نوع اول ترجيح داده شد.

بنابراين نتايج آزمايشها منجر به انتخاب محيط فعال براساس کريستال PGT با جاذب اشباع پذير dye لايه نازک شد. عنصر هسته ليزر يک لوله کوآرتز ديواره نازك با يک عنصر فعال داخل آن، درشکل نشان داده شده است. يک آينه نيمه شفاف در يک طرف لوله کوآرتز به آن چسبيده شده است و يک قطعه پرانتزي ثابت در طرف ديگر آن است. جاذب اشباع پذير و يک آينه (تمام بازتاب) داخل آن قطعه نگه داشته شده اند. تنظيمات ليزري به وسيله صفحه تنظيم در سه جهت كه بر روي رينگ‌هاي خاص داخل پرانتز قرار دارند انجام مي‌شود. لوله کوآرتز با قطعه پرانتزي به يک طرف از محفظه محافظ متصل شده و لامپ فلاش به طرف ديگر آن متصل است. يک پوشش بازتاب کنندة واگرا روي سطح داخلي محفظه محافظ و در اطراف لامپ فلاش و عنصر فعال قرار داده شده است. محفظه محافظ می‌تواند از پلاستيک يا آلياژ منيزيم – آلومينيوم براي كاهش وزن ليزر ساخته شود.

شکل : ساختار لیزر PGT:Nd 

وزن کل اولين نمونه طراحي شده و منبع تغديه آن به ترتيب 45 g و 115 g و طول تشدیدگر ليزر 80 mm است. قسمتی از نورهاي بازگشته ليزر از سطح مريخ به وسيله آينه‌ها جمع آوري میشود. ساختار اپتیک گیرنده ارتفاع سنج لیزری در شکل 2-6 نمایش داده شده که براساس تلسکوپ کاسگرین طراحي شده و داراي يک آينه اوليه کروي و آينه ثانويه تخت است. قسمت فيلتر تشکيل شده ازسه صفحه شيشه اي که هرکدام از آنها دريچه اي به اندازه 37.5 mm و ضخامت 2 mm دارد. فيلتر اول از شيشه مادون قرمز با پهناي باند عريض تشکيل شده است.دومین و سومین فيلتر از صفحه شيشه اي با فيلتر تداخلي با پهناي باندnm8/12 (FWHM) ساخته شده اند. بلوك فيلتر در طول موج 1.067 μm داراي انتقال 54.6% است. آينه اصلي که پرتو‌هاي ورودي را به پشت سطح فيلتر باز مي‌تاباند يک شکل کروي با شعاع 160 mm و دريچه وضوح 37.5 mm است. سطح پشت پالاینده داراي يک پوشش بازتاب کننده دي الکتريک با قطر 13.5 mm است. سرانجام پرتو‌ها در انتهاي فيبر نوري با پوشش پوليمري متمرکز مي‌شوند. محاسبه‌ها نشان مي‌دهد که زاويه ميدان ديد گيرنده 10 mrad است. که در حدود سه برابر واگرايي ليزر است و اين اطمينان را مي‌دهد که گيرنده مي‌تواند نقطة ليزر را روي سطح مريخ ببيند حتي اگرچه ممکن است مقداري عدم تطابق ببين محور نوري ليزر وگيرنده بوجود آيد. ناحيه فعال اپتيك گيرنده 9.6 cm2 مي‌باشد.

شکل : ساختار اپتیک گیرنده ارتفاع سنج لیزری

   ساختمان واحد اندازه‌گيری و ارتباط   

واحد اندازه‌گيری و ارتباط ليزر ارتفاع سنج متشکل از منبع تغذيه، قسمت اندازه‌گيري و قسمت ارتباط است. منبع تغذيه، محدود کننده‌هاي جريان و کليدهاي منبع را کنترل مي‌کند و يک رگولاتور ولتاژ منفی 5 ولت نيز دارد. ولتاژهاي ورودي براي واحد اندازه‌گيري و ارتباط +5 و -15 است. +15 براي واحد تغذيه ليزر و ولتاژهاي خروجي 65 و 615 هستند. تغذيه +5 جريان محدود 200 mA دارد و تغذيه -15 جريان محدودي در حدود 150 mA دارد. تغذيه +15، به وسيله يک فيوز محافظت شده است. قسمت ارتباط براساس استاندارد صنعتي مدار UART است که با برنامه اصلي از طريق ارتباط‌هاي سريال در سرعت‌هاي بالا تا 9600 bps ارتباط دارد. قسمت ارتباط دستورات برنامه اصلي را واکد کرده و آنها را اجرا مي‌کند. زمان بندي چرخة اندازه‌گيري را کنترل مي‌کند و وضعيت و نتايج اندازه‌گيري شده را از قسمت اندازه‌گيري مي‌خواند. قسمت اندازه‌گيري متشکل از کانال‌هاي شروع و پایان جداگانه و دو آشکارساز قله و اندازه‌گيري الکترونيکي فاصله زماني است. يکي از هدف‌هاي اصلي هنگام طراحي و ساختن واحد اندازه‌گيري به حداقل رساندن توان مصرفي بود. کانال شروع از ديود نوري Pigtailed PIN و يک مقايسه کننده سريع با سطح آستانه ثابت تشکيل شده است. کانال پایان متشکل از يک ديود نوري Pigtailed APD، يک پيش تقويت کننده امپدانس انتقالي، سه تقويت کننده ارسالي (post ampilifiers)، يک آشکارساز قله و يک مقايسه کننده است. ولتاژ باياس ديود APD با تغييرات دماي هوا کنترل شده است تا بهره ديود در تمام بازة تغييرات دمايي ثابت بماند. امپدانس انتقالي پيش تقويت کننده 3 kΩ است. پهناي باند در حدود 30MHz و سطح نوفه الکترونيکي در ورودي پيش تقويت کننده در حدود 4 است. تقويت هر يک از سه تقويت کننده مي‌تواند با دو مقدار تنظيم شود. حداقل بهره کانال 1.5 است و بیشترین آن در حدود 90 است. بهره بصورت الکتريکي، با افزودن تقويت کانال پایان با توجه به گذشت زمان از تپ شروع مطابق با جدول 2-1 کنترل شده است.

شکل : بلوک دیاگرام قسمت گیرنده و اندازه گیری در ارتفاع سنج لیزری

اختلاف زماني به وسيله روش تنظيم سطح آستانه بدست آمده است، که در آن سيگنال شروع، توليد کنندة سطح آستانة سيگنال پایان را بکار مي‌اندازد و سطح آستانه با يک RC با ثابت زماني 2.5 μs، از 1.4v تا 150mv تغيير مي‌کند. آشکارساز قله، دامنه تپ را اندازه‌گيري مي‌کند. آشكارساز‌هاي قله در كانال‌هاي شروع و پایان از يك طبقه سريع که تپ در حدود 10ns را به تپ حدود 500ns تبديل مي‌كند و طبقه‌هاي بعدي كه براي ثبت اين تپ مي‌باشند تشكيل شده اند. برد ديناميکي هريک از آشکارسازهاي قله از 200 mV تا 2.2 V است و خطي بودنشان بهتر از 10 % است. اگر دامنه سيگنال نوري ارسال شده، بهره کانال گیرنده و بهره APD و فاصله اندازه‌گيري معلوم باشد مقدار پرتو بازتابيده شده از سطح را مي‌توان حساب کرد.

جدول : بهره کانال تقویت کننده گیرنده

اندازه‌گيري فاصله زماني براساس روش ديجيتالي است. با شمردن تپهايي که نوسان ساز بين دو تپ شروع و پایان ايجاد مي‌کند، اين فاصله اندازه‌گيري مي‌شود. فرکانس نوسان ساز 100 MHz است که دقت ± 10 ns يا ±1.5 m مي‌شود.

اندازه گير بازة زماني متشکل از يک شمارنده 13 بيتي همزمان است که قسمتي از روش ACMOS و قسمتي از روش HCMOS ساخته شده است و مي‌تواند تا 80 μs را اندازه‌گيري کند. اين 80 μs مطابق با فاصله اي در حدود 12 km است. ابعاد فيزيکي بخش الکترونيکي 20 mm × 188 mm × 126 mm و وزن آن در حدود 200 g است.

   لیزر و اندازه گیری  

خصوصیات جهت مندی درخشایی و تکفامی لیزر باعث کاربردهای مفید زیادی برای اندازه گیری و بازرسی در رشته مهندسی سازه و فرایندهای صنعتی کنترل ابزار ماشینی شده است. در این بخش تعیین فاصله بین دو نقطه و بررسی آلودگی را نیز مد نظر قرار می دهیم

یکی از معمول ترین استفاده های صنعتی لیزر هم محور کردن است. برای اینکه یک خط مرجع مستقیم برای هم محور کردن ماشین آلات در ساخت هواپیما و نیز در مهندسی سازه برای ساخت بناها پلها و یا تونلها داشته باشیم استفاده از جهت مندی لیزر سودمند است. در این زمینه لیزر به خوبی جای وسایل نوری مانند کلیماتور و تلسکوپ را گرفته است. معمولا از یک لیزر هلیم - نئون با توان کم استفاده می شود و هم محور کردن عموما به کمک آشکارسازهای حالت جامد به شکل ربع دایره ای انجام می شود. محل برخورد باریکه لیزر روی گیرنده با مقدار جریان نوری روی هر ربع دایره معین می شود. در نتیجه هم محور شدن بستگی به یک اندازه گیری الکتریکی دارد و در نتیجه نیازی به قضاوت بصری آزمایشگر نیست. در عمل دقت ردیف شدن از حدود 5µm تا حدود 25µm به دست آمده است.

از لیزر برای اندازه گیری مسافت هم استفاده شده است. روش استفاده از لیزر بستگی به بزرگی طول مورد نظر دارد

برای مسافتهای کوتاه تا 50 متر روشهای تداخل سنجی به کار گرفته می شوند که در آن ها از یک لیزر هلیم - نئون پایدار شده فرکانسی به عنوان منبع نور استفاده می شود. برای مسافتهای متوسط تا حدود 1 کیلومتر روشهای تله متری شامل مدوله سازی دامنه به کار گرفته می شود. برای مسافت های طولانی تر می توان زمان در راه بودن تپ نوری را که از لیزر گسیل شده است و از جسمی بازتابیده می شود اندازه گیری کرد.

در اندازه گیری تداخل سنجی مسافت از تداخل سنج مایکلسون استفاده می شود. باریکه لیزر به وسیله یک تقسیم کننده نور به یک باریکه اندازه گیری و یک باریکه مرجع تقسیم می شود باریکه مرجع با یک آینه ثابت بازتابیده می شود در حالی که باریکه اندازه گیری از آینه ای که به جسم مورد اندازه گیری متصل شده است بازتاب پیدا می کند. سپس دو باریکه بازتابیده مجددا با یکدیگر ترکیب می شوند به طوری که با هم تداخل می کنند و دامنه ترکیبی آن ها با یک آشکار ساز اندازه گیری می شود. هنگامی که محل جسم در جهت باریکه به اندازه نصف طول موج لیزر تغییر کند سیگنال تداخل از یک ماکزیموم به یک مینیموم می رسد و سپس دوباره ماکزیموم می شود. بنابراین یک سیستم الکترونیکی شمارش فریزها می تواند اطلاعات مربوط به جابجایی جسم را به دست دهد. این روش اندازه گیری معمولا در کارگاههای ماشین تراش دقیق مورد استفاده قرار می گیرد و امکان اندازه گیری طول با دقت یک در میلیون را می دهد. باید یادآوری کرد که در این روش فقط می توان فاصله را نسبت به یک مبدا اندازه گیری کرد. برتری این روش در سرعت دقت و انطباق با سیستم های کنترل خودکار است.

برای فاصله های بزرگتر از روش تله متری مدوله سازی دامنه استفاده می شود و فاصله روی اختلاف فاز بین دو باریکه لیزر مدوله می شود و فاصله از روی اختلاف فار بین دو باریکه گسیل شده و بازتابیده معین می شود. باز هم دقت یک در میلیون است. از این روش در مساحی زمین و نقشه کشی استفاده می شود. برای فواصل طولانی تر از 1 کیلومتر فاصله با اندازه گیری زمان پرواز یک تپ کوتاه لیزری گسیل شده از لیزر یاقوت و یا لیزر CO2 انجام می گیرد. این کاربردها اغلب اهمیت نظامی دارند و در بخشی جداگانه بحث خواهد شد کاربردهای غیر نظامی مانند اندازه گیری فاصله بین ماه و زمین با دقتی حدود 20 سانتی متر و تعیین برد ماهواره ها هم قابل ذکر است.

درجه بالای تکفامی لیزر امکان استفاده از آن را برای اندازه گیری سرعت مایعات و جامدات به روش سرعت سنجی دوپلری فراهم می سازد. در مورد مایعات می توان باریکه لیزر را به مایع تابانده و سپس نور پراکنده شده از آن را بررسی کرد. چون مایع روان است فرکانس نور پراکنده شده به خاطر اثر دوپلر کمی با فرکانس نور فرودی تفاوت دارد. این تغییر فرکانس متناسب با سرعت مایع است. بنابراین با مشاهده سیگنال زنش بین دو پرتو نور پراکنده شده و نور فرودی در یک آشکار ساز می توان سرعت مایع را اندازه گیری بدون تماس انجام می شود. و نیز به خاطر تکفامی بالای نور لیزر برای برد وسیعی از سرعتها خیلی دقیق است.

یکی از سرعت سنجهای خاص لیزر اندازه گیری سرعت زاویه ای است. وسیله ای که برای این منظور طراحی شده است ژیروسکوپ لیزری نامیده می شود و شامل لیزری است که کاواک آن به شکل حلقه ای است که از سه آینه به جای دو آینه معمول استفاده می شود. این لیزر می تواند نوسان مربوط به انتشار نور را هم در جهت عقربه ساعت و هم در خلاف آن به دور حلقه تامین کند. فرکانسهای تشدیدی مربوط به هر دو جهت انتشار را می توان با استفاده از این شرط که طول تشدید کننده ( حلقه ای ) برابر مضرب صحیحی از طول موج باشد به دست آورد. اگر حلقه در حال چرخش باشد در مدت زمانی که لازم است نور یک دور کامل بزند زاویه آینه های تشدید کننده به اندازه یک مقدار خیلی کوچک ولی محدود حرکت خواهد کرد. طول موثر برای باریکه ای در همان جهت چرخش تشدید کننده می چرخد کمی بیشتر از باریکه ای است که در جهت عکس می چرخد. در نتیجه فرکانس های دو باریکه ای که در خلاف جهت یکدیگر می چرخند کمی تفاوت دارد و اختلاف این فرکانسهای متناسب با سرعت زاویه ای تشدید کننده است . با ایجاد تپش بین دو باریکه می توان سرعت زاویه ای را اندازه گیری کرد. ژیروسکوپ لیزری امکان اندازه گیری با دقتی را فراهم می کند که قابل مقایسه با دقت پیچیده ترین و گرانترین ژیروسکوپ های معمولی است.