[發明專利]基于光纖采樣技術的LFMCW激光雷達調頻的非線性校正方法

有效

• 申請號: 201310050972.7
• 申請日: 2013-02-16
• 公開（公告）號: CN103176173A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 甘雨;陳鳳東;許新科;劉國棟;劉炳國;莊志濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張果瑞

1.基于光纖采樣技術的LFMCW激光雷達調頻的非線性校正方法，所述LFMCW激光雷達是設置有校正光路的LFMCW激光雷達，它包括干涉測量光路和校正光路，所述干涉測量光路包括調諧激光器（1）、第一耦合器（2）、第一準直鏡（3）、第一玻片（4）、第一偏振分光鏡（5）、第二玻片（6）、準直擴束裝置（7）、聚焦透鏡（8）、第二耦合器（9）、第二準直鏡（10）、第三玻片（11）、第二偏振分光鏡（12）和第二探測器（17），所述校正光路包括第一光纖（13）、第二光纖（14）、第三耦合器（15）和第一探測器（16），

調諧激光器（1）發出的線性連續調頻激光通過光纖入射到第一耦合器（2），所述第一耦合器（2）將該激光分成三束激光，其中第一束激光通過光纖入射到第一準直鏡（3），第一準直鏡（3）出射光經過第一玻片（4）透射后入射到第一偏振分光鏡（5），經該第一偏振分光鏡（5）的透射的激光入射至第二玻片（6），經該第二玻片（6）透射后變為圓偏振光，該圓偏振光入射到準直擴束裝置（7），準直擴束裝置（7）輸出的激光照射目標（18），經該目標（18）反射的線偏振光入射至準直擴束裝置（7），該準直擴束裝置（7）將所述線偏振光輸出至第二玻片（6），經該第二玻片（6）透射后進入第一偏振分光鏡（5）的分光面，經該第一偏振分光鏡（5）的分光面反射后入射到聚焦透鏡（8），經該聚焦透鏡（8）聚焦后入射到第二偏振分光鏡（12）的分光面，經過該第二偏振分光鏡（12）的分光面反射形成干涉測量光路的信號光，

第一耦合器（2）分出的第二束激光通過光纖入射到第二耦合器（9），第二耦合器（9）將該激光分為兩束光，其中一束入射到第二準直鏡（10），第二準直鏡（10）的出射光入射至第三玻片（11），經該第三玻片（11）透射后入射到第二偏振分光鏡（12），經過第二偏振分光鏡（12）透射后形成干涉測量光路的參考光，所述干涉測量光路的參考光和干涉測量光路的信號光合束之后入射到第二探測器（17）,在第二探測器（17）上形成拍頻信號；第二耦合器（9）分出的另一束激光通過第一光纖（13）入射到第三耦合器（15），

第一耦合器（2）分出的第三束激光通過第二光纖（14）入射到第三耦合器（15），第三耦合器（15）將第一光纖（13）和第二光纖（14）入射的兩束光合束后作為校正光入射到第一探測器（16），在第一探測器（16）上形成拍頻信號，

其特征在于，所述非線性校正方法的具體過程為：

步驟1：對第一探測器（16）上的拍頻信號進行電學二倍頻處理，提取二倍頻處理信號的相位過零點，也即是二倍頻處理信號波形依次經過相位為0、π、2π、3π……處，每經過π的相位變化所經過的時間，并將該時間序列組成數組作為采樣控制信號，

步驟2：用步驟1得到的采樣控制信號對第二探測器（17）上形成的拍頻信號進行采樣，得到均勻的單一頻率的正弦信號，

步驟3：對步驟2得到的正弦信號進行傅里葉變換，在頻譜上形成單一頻率的譜峰，從而完成對LFMCW激光雷達的調頻非線性校正。

2.根據權利要求1所述的基于光纖采樣技術的LFMCW激光雷達調頻的非線性校正方法，其特征在于，所述調諧激光器（1）為1550nm調諧激光器。

3.根據權利要求1所述的基于光纖采樣技術的LFMCW激光雷達調頻的非線性校正方法，其特征在于，所述第一耦合器（2）為1×3耦合器。

4.根據權利要求1所述的基于光纖采樣技術的LFMCW激光雷達調頻的非線性校正方法，其特征在于，所述第二耦合器（9）為1×2耦合器。

5.根據權利要求1所述的基于光纖采樣技術的LFMCW激光雷達調頻的非線性校正方法，其特征在于，所述第三耦合器（15）為2×1耦合器。

6.根據權利要求1所述的基于光纖采樣技術的LFMCW激光雷達調頻的非線性校正方法，其特征在于，所述第一玻片（4）為1/2玻片。

7.根據權利要求1所述的基于光纖采樣技術的LFMCW激光雷達調頻的非線性校正方法，其特征在于，所述第二玻片（6）為1/4玻片。

8.根據權利要求1所述的基于光纖采樣技術的LFMCW激光雷達調頻的非線性校正方法，其特征在于，所述第三玻片（11）為1/2玻片。