[實用新型]一種脈沖激光測距機光路系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520371351.3
• 申請日: 2015-06-02
• 公開（公告）號: CN204740345U
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發(fā)明（設計）人: 陳鴻文;陳李晉;楊昕
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北捷訊光電有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/481
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本實用新型涉及測距機，具體涉及一種脈沖激光測距機光路系統(tǒng)。

背景技術

傳統(tǒng)激光測距系統(tǒng)的接收及發(fā)射光路大多是互相獨立的，即在發(fā)射端，激光器發(fā)出的光束通過一個透鏡系統(tǒng)準直后發(fā)出，而從被測物返回的激光則是通過另一個不同的透鏡系統(tǒng)聚焦到激光測距系統(tǒng)的探測器上。在其他采用發(fā)射接收共光路的激光測距系統(tǒng)中，接收光路通過在發(fā)射光路內(nèi)外加反射鏡或透鏡、或?qū)⑼哥R挖個缺口的方式實現(xiàn)，從而以將從被測物返回的激光會聚到探測器上。

在傳統(tǒng)的激光測距系統(tǒng)中，互相獨立的發(fā)射與接收光路造成反射光與光軸不平行，從而使得距離測量不夠精準。另一方面，沿原路返回系統(tǒng)的光無法被收集到，造成系統(tǒng)接收效率降低，從而導致系統(tǒng)損耗大、系統(tǒng)動態(tài)范圍降低，使得系統(tǒng)測量距離變短。上述的其他發(fā)射接收共光路的激光測距系統(tǒng)雖然比傳統(tǒng)系統(tǒng)性能好，但仍然會造成一定程度的光損耗。

實用新型內(nèi)容

本實用新型旨在解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一，為此，本實用新型的一個目的在于提供了一種激光測距機的共光路裝置，旨在降低了傳統(tǒng)激光測距系統(tǒng)的光損耗，提升了系統(tǒng)的動態(tài)范圍，從而使得距離測量更遠。同時，采用本實用新型的激光測距系統(tǒng)能夠避免反射光與光軸不平行的問題，使得距離測量更加精確。

需要說明的是，本實用新型是基于發(fā)明人的下列發(fā)現(xiàn)而完成的：

根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種脈沖激光測距機光路系統(tǒng)，包括激光發(fā)射器，激光偵測器和準直系統(tǒng)，還包括

偏振分光器1，所述激光發(fā)射器置于偏振分光器1的一側(cè)，所述激光偵測器置于偏振分光器1的另一側(cè)；

在偏振分光器的透射光一側(cè)和反射光一側(cè)分別各自放置有法拉第旋轉(zhuǎn)器、半波片和一面鏡子，偏振分光器1、法拉第旋轉(zhuǎn)器、半波片和鏡子共軸放置；

激光發(fā)射光路，激光器發(fā)射器發(fā)射的激光通過偏振分光器1的透射和反射，分成兩束激光，所述兩束激光分別依次通過法拉第旋轉(zhuǎn)器、半波片，再通過鏡子的反射，射入偏振分光器2，通過偏振分光器2的透射和反射，匯聚成一束激光，通過準直系統(tǒng)。

激光接收光路，經(jīng)被測物反射的激光通過準直系統(tǒng)后，再通過偏振分光器2的透射和反射，分成兩束激光，所述兩束激光分別通過鏡子的反射、再依次通過半波片和法拉第旋轉(zhuǎn)器，射入偏振分光器1，通過偏振分光器1的透射和反射，匯聚成一束激光，回到激光偵測器。

激光發(fā)射光路和激光接收光路共光路。

另外，根據(jù)本實用新型上述實施例，激光測距機光路系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術特征：

在激光發(fā)射光路中，激光通過半波片后的激光被法拉第旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)角度為45度。

在激光接收光路中，激光通過法拉第旋轉(zhuǎn)器后的激光被半波片旋轉(zhuǎn)角度為45度。

本實用新型主要是通過偏振分光器、法拉第旋轉(zhuǎn)器、波片將激光測距系統(tǒng)中激光器發(fā)射的光束按照不同的偏振態(tài)分光，并使得不同偏振的光通過不同的光路。而從被測物返回的光束按照不同的偏振態(tài)通過不同的光路會聚到系統(tǒng)的探測器上。這種設計中，雖然兩個不同偏振態(tài)的光在測距系統(tǒng)內(nèi)通過不同的光路，但發(fā)射與接收的光共光路，從而避免了反射光與光軸不平行的問題。

本實用新型原理如下，激光測距系統(tǒng)的發(fā)射光路如圖1所示，激光器發(fā)出激光后，先經(jīng)由偏振分光鏡1分成偏振相互垂直的兩束光，接下來，這兩束光的偏振會分別被法拉第旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)45°，再經(jīng)過半波片，使得這兩束光獲得與初始狀態(tài)垂直的偏振。因此，原本可以穿透偏振分光器1的光在離開偏振分光器2時被反射，而原本被偏振分光器1反射的光在離開偏振分光器2時會穿透，最終，這兩束光在偏振分光器2處重合，經(jīng)過準直系統(tǒng)從激光測距系統(tǒng)發(fā)出。

激光測距系統(tǒng)的接收光路如圖2所示，經(jīng)被測物反射回到激光測距系統(tǒng)的光，會先被偏振分光器2分成偏振相互垂直的兩束光，接下來，這兩束光的偏振態(tài)先被半波片旋轉(zhuǎn)45°，再經(jīng)由法拉第旋轉(zhuǎn)器變成初始的偏振。因此，原本可以穿透偏振分光器2的光在離開偏振分光器1時仍是穿透，而原本會被偏振分光器2反射的光在離開偏振分光器1時仍然被反射，最終，這兩束光在偏振分光器1處重合，并送到探測器中。

而現(xiàn)有技術中的其他光路系統(tǒng)，通常會采用讓激光發(fā)射器發(fā)射的激光先通過中間被挖空的鏡子，再透過準直系統(tǒng)，將激光發(fā)出測距機外如圖3所示，返回的激光經(jīng)過準直系統(tǒng)后，光束打到鏡子未被挖空的部分會被反射至激光探測系統(tǒng)如圖4所示，而當光束打到鏡子被挖空出，則不會接收。未被接受的光就是接受光損耗的來源。假設透過準直系統(tǒng)的光能量為A0，穿過的能量為A1，其損耗為A1/A0。