[發明專利]激光成像控制方法與裝置

在審

• 申請號: 201710423918.0
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107238843A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 李興光;梁漢斌;魏文章
• 申請（專利權）人: 深圳市東方宇之光科技股份有限公司
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/486;G01S7/484
• 代理公司: 深圳市明日今典知識產權代理事務所(普通合伙)44343
• 代理人: 王杰輝

技術領域

本發明涉及到激光控制成像領域，特別是涉及到一種激光成像控制方法與裝置。

背景技術

高亮度大功率半導體激光器是固體激光器和光纖激光器的理想泵浦源，廣泛應用于材料加工、自由空間通訊、醫療等領域。隨著高功率半導體激光器的廣泛應用，可靠性成為限制其應用的重要影響因素。

在半導體激光器中，隨著輸出功率的提高，對激光器散熱能力的要求也越來越高，溫度升高時器件會出現模式競爭，同時，光譜的譜寬變大，因此，散熱成為影響器件壽命和可靠性的重要指標，關系到激光器器件性能的好壞和成敗。如果激光器散熱不及時，勢必造成結溫升高，從而使激光器的閾值電流密度升高，電光轉換效率降低，激光器波長發生嚴重溫漂，嚴重影響器件的壽命和可靠性。對于使用半導體激光器作為光源的光纖通信領域，以及對于密集波分復用系統(DWDM)，由于通道間的波長間隔已經很小，保持波長的穩定就變得非常重要。如果不對激光器管芯的溫度加以控制，微小的溫度變化將導致整個系統的不可用。另外，半導體激光器是對溫度敏感的器件，其閾值電流、輸出波長以及輸出功率的穩定性都對溫度非常敏感，其工作壽命也與其預設工作溫度密切相關。實驗表明，溫度每升高30℃激光器的壽命會降低一個數量級。因此如何及時消除因耗散功率所轉化的熱量是實現高效、高可靠性和高穩定性半導體激光器器件的關鍵。

在激光成像裝置中，雖然光源的熱功率相對較小。但由于在高精度成像系統下，溫度對光源會產生一定的影響，進而產生成像質量問題。

發明內容

本發明的主要目的為提供一種激光成像控制裝置與方法，解決激光成像過程中的光源溫度控制問題，提高激光成像質量。

本發明提供了一種激光成像控制方法，包括以下步驟：

檢測光源的溫度，使所述光源達到預設工作溫度；

通過所述光源產生激光光束并分成兩路，對其中一路激光光束進行調制、放大和整形處理，將另一路激光光束作為本振信號；

將經過調制、放大和整形處理后的激光光束分成多路子光束后發射至待探測目標；

接收待探測目標反射的各路回波信號；

在所述探測目標與激光雷達處于遠距離模式下，將所述各路回波信號與所述本振信號進行混頻處理，得到混頻后的各路回波信號，將混頻后的各路回波信號進行光電轉換、整形和放大處理，并根據經過混頻、光電轉換、整形和放大處理后的各路回波信號得到待探測目標的距離信息；

在所述探測目標與激光雷達處于近距離模式下，將所述各路回波信號進行光電轉換、整形和放大處理，并根據經過光電轉換、整形和放大處理后的各路回波信號得到待探測目標各點的距離像。

優選地，所述探測器采用陣列雪崩光電二極管APD，所述陣列APD包括N×N個探測單元。

優選地，所述經過混頻、光電轉換、整形和放大處理后的各路回波信號得到待探測目標的距離信息，包括：

對經過混頻、光電轉換、整形和放大處理后的各路回波信號進行分段頻域處理，找出頻譜最大時的信號段的延時，根據頻譜最大時的信號段的延時得到待探測目標的距離信息。

優選地，所述在所述探測目標與激光雷達處于近距離模式下，將所述各路回波信號進行光電轉換、整形和放大處理，并根據經過光電轉換、整形和放大處理后的各路回波信號得到待探測目標各點的距離像，包括：

對經過光電轉換、整形和放大處理后的回波信號進行時域分析，并與設定的閾值進行比較，達到或者超過閾值時產生脈沖信號，根據脈沖信號得到待探測目標各點的距離像。

本發明還提出了一種激光成像控制裝置，包括光源、分光器、激光處理模塊、激光分束模塊、本振開關、回波信號接收模塊、混頻模塊、探測器、信號處理模塊、控溫模塊；

所述控溫模塊，用于檢測所述光源的溫度，使所述光源達到預設工作溫度；

所述光源，用于產生激光光束；

所述分光器，用于將所述激光光束分成兩路，一路發射至激光處理模塊，一路作為本振信號發射至本振開關；

所述激光處理模塊，用于對所述激光光束進行調制、放大和整形處理；

所述激光分束模塊，用于將經過調制、放大和整形處理后的激光光束分成多路子光束后發射至待探測目標；

所述本振開關，用于在所述探測目標與激光雷達處于遠距離模式下，輸出所述本振信號到混頻模塊；在所述探測目標與激光雷達處于近距離模式下，禁止輸出所述本振信號到混頻模塊；

所述回波信號接收模塊，用于接收待探測目標反射的各路回波信號，并輸出至所述混頻模塊；