[發(fā)明專利]一種光電探測器的非線性校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710962879.1
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107504997B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王沖;魏天問;上官明佳;裘家偉;夏海云;竇賢康
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種光電探測器的非線性校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述非線性校準(zhǔn)系統(tǒng)包括：

收發(fā)分離裝置，所述收發(fā)分離裝置具有光源端口、接收端口以及探測端口；

與所述光源端口連接的光源裝置；

與所述接收端口連接的接收光路；

與所述探測端口連接的探測光路；

其中，所述探測光路包括光電探測器；所述光源裝置用于生成信號光；所述收發(fā)分離裝置用于將至少部分所述信號光通過所述接收端口出射，通過所述接收端口接收出射的所述信號光在不同距離返回的回波信號，通過所述探測端口輸出所述回波信號；所述探測光路通過所述光電探測器獲取所述回波信號，所述探測光路用于獲取并記錄所述回波信號；所述回波信號用于計(jì)算所述光電探測器的校準(zhǔn)因子，通過所述校準(zhǔn)因子對所述光電探測器進(jìn)行非線性校準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非線性校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述收發(fā)分離裝置包括光纖環(huán)形器；

其中，所述光源裝置出射的信號光通過所述光源端口入射所述光纖環(huán)形器，并通過所述接收端口出射，所述回波信號通過所述接收端口入射所述光纖環(huán)形器，并通過所述探測端口出射。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非線性校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述接收光路包括光纖。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非線性校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述收發(fā)分離裝置包括偏振分束器；

其中，所述光源裝置出射的信號光通過所述光源端口入射所述偏振分束器；所述偏振分束器將所述信號光分為反射以及透射兩束線偏光，透射的線偏光通過所述接收端口出射；回波信號為與透射的線偏光的偏振方向具有90°夾角的線偏光；回波信號經(jīng)過所述接收端口入射所述偏振分束器后，通過所述探測端口輸出。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非線性校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述接收光路包括：四分之一波片以及光學(xué)收發(fā)裝置；

其中，透射的線偏光通過所述接收端口出射后，通過所述四分之一波片轉(zhuǎn)換為圓偏振光，由所述光學(xué)收發(fā)裝置出射到均勻大氣中；所述回波信號由所述光學(xué)收發(fā)裝置接收后，經(jīng)過所述四分之一波片轉(zhuǎn)換為線偏光，通過所述接收端口入射所述偏振分束器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非線性校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述光源裝置包括脈沖激光器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非線性校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述探測光路還包括：

位于所述光電探測器與所述探測端口之間的干涉濾光片；

與所述光電探測器連接的采集卡；

其中，所述光電探測器用于探測經(jīng)過所述干涉濾光片濾光后的所述回波信號；所述采集卡用于記錄所述光電探測器的探測結(jié)果。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的非線性校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：上位機(jī)，所述上位機(jī)用于根據(jù)所述回波信號計(jì)算所述光電探測器的校準(zhǔn)因子，通過所述校準(zhǔn)因子對所述光電探測器進(jìn)行非線性校準(zhǔn)。

9.一種光電探測器的非線性校準(zhǔn)方法，用于如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的非線性校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述非線性校準(zhǔn)方法包括：

通過收發(fā)分離裝置將光源裝置生成的信號光發(fā)送給接收光路；

通過所述接收光路獲取所述信號光在不同距離返回的回波信號，將所述回波信號發(fā)送給所述收發(fā)分離裝置；

通過所述收發(fā)分離裝置將所述回波信號發(fā)送給探測光路；

通過所述探測光路的光電探測器探測所述回波信號；

基于所述回波信號計(jì)算所述光電探測器的校準(zhǔn)因子，通過所述校準(zhǔn)因子對所述光電探測器進(jìn)行非線性校準(zhǔn)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的非線性校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述基于所述回波信號計(jì)算所述光電探測器的校準(zhǔn)因子包括：

在所述光電探測器的線性輸出部分，依據(jù)所述回波信號的強(qiáng)度與距離平方成反比的關(guān)系對線性輸出部分?jǐn)M合得到回波信號的修正曲線；

將所述修正曲線與所述探測器的響應(yīng)曲線做對比，獲取所述校準(zhǔn)因子。