[發(fā)明專利]一種輸出高精度電同步信號(hào)的脈沖半導(dǎo)體激光發(fā)射裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910231503.2
• 申請(qǐng)日: 2019-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN109782257A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉茂生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京遙感設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): G01S7/484
• 分類號(hào): G01S7/484;G01S17/08
• 代理公司: 中國航天科工集團(tuán)公司專利中心 11024
• 代理人: 張鎮(zhèn)

本發(fā)明公開了一種輸出高精度電同步信號(hào)的脈沖半導(dǎo)體激光發(fā)射裝置，包括：脈沖半導(dǎo)體激光器(1)，限流電阻(2)，取樣電阻(3)；所述限流電阻(2)一端連接電源電壓，另一端連接脈沖半導(dǎo)體激光器(1)，所述脈沖半導(dǎo)體激光器(1)與取樣電阻(3)并聯(lián)連接并接地，所述限流電阻(2)的另一端與所述取樣電阻(3)串聯(lián)，所述取樣電阻(3)兩端的電壓有一個(gè)始終和發(fā)射光脈沖信號(hào)同步的下降沿信號(hào)，所述下降沿信號(hào)作為脈沖半導(dǎo)體激光發(fā)射裝置輸出的高精度同步信號(hào)。本發(fā)明提出的脈沖激光發(fā)射裝置輸出同步信號(hào)精度高，且成本低、系統(tǒng)簡單可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種脈沖半導(dǎo)體激光發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輸出高精度電同步信號(hào)的脈沖半導(dǎo)體激光發(fā)射裝置。

背景技術(shù)

目前常用的中近距離激光測距系統(tǒng)都是基于脈沖飛行測距體制，采用脈沖半導(dǎo)體激光器作為激光發(fā)射光源，如激光引信、半導(dǎo)體激光測距機(jī)等。采用脈沖半導(dǎo)體激光器的激光測距裝置，具有成本低、體積小、可靠性高的優(yōu)勢。

脈沖飛行測距體制通過計(jì)算目標(biāo)回波脈沖時(shí)刻與脈沖發(fā)射時(shí)刻(即同步信號(hào))的時(shí)間差計(jì)算并得出目標(biāo)的距離信息，因此其同步信號(hào)的提取精度在很大程度上影響系統(tǒng)的測距精度。

一般的半導(dǎo)體激光測距系統(tǒng)采用發(fā)射脈沖的控制脈沖信號(hào)作為系統(tǒng)的同步信號(hào)。由于控制脈沖信號(hào)與激光脈沖產(chǎn)生時(shí)刻有延時(shí)，且每只激光器的延時(shí)存在不一致性，特別是，隨著環(huán)境溫度的變化，即使是同一只激光器的延時(shí)也會(huì)有溫度漂移。因此，這種體制的激光測距系統(tǒng)的測距精度難以保證。

在某些對(duì)測距精度要求比較高的應(yīng)用中，為了提高系統(tǒng)的測距精度，采用了在激光二極管管芯的后方或前側(cè)方加裝一個(gè)激光探測器，對(duì)發(fā)射激光脈沖進(jìn)行探測，從而精確測定激光脈沖的產(chǎn)生時(shí)刻，作為系統(tǒng)精確的同步信號(hào)。這種體制的激光測距系統(tǒng)有較高的測距精度，但采用了額外的激光探測器及電路，提高了系統(tǒng)的復(fù)雜度，增加了成本，降低了系統(tǒng)的可靠性。

本方案的脈沖半導(dǎo)體激光發(fā)射裝置中，舍棄了增加激光探測器的方案，選用了在發(fā)射電源端增加一個(gè)限流電阻和一個(gè)取樣電阻，通過感知電源電壓的變化來確定激光脈沖發(fā)射時(shí)刻。該裝置成本低、系統(tǒng)簡單可靠，且可有效保證輸出高精度的同步信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種輸出高精度電同步信號(hào)的脈沖半導(dǎo)體激光發(fā)射裝置，以解決現(xiàn)有脈沖半導(dǎo)體激光測距系統(tǒng)同步信號(hào)或精度低，或系統(tǒng)復(fù)雜、成本高、可靠性低的問題。

針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種輸出高精度電同步信號(hào)的脈沖半導(dǎo)體激光發(fā)射裝置，其包括：脈沖半導(dǎo)體激光器，限流電阻，取樣電阻；所述限流電阻一端連接電源電壓，另一端連接脈沖半導(dǎo)體激光器，所述脈沖半導(dǎo)體激光器與取樣電阻并聯(lián)連接并接地，所述限流電阻的另一端與所述取樣電阻串聯(lián)，所述取樣電阻兩端的電壓有一個(gè)始終和發(fā)射光脈沖信號(hào)同步的下降沿信號(hào)，所述下降沿信號(hào)作為脈沖半導(dǎo)體激光發(fā)射裝置輸出的高精度同步信號(hào)。

其中，所述的脈沖半導(dǎo)體激光器由激光二極管管芯、場效應(yīng)管、場效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)器和儲(chǔ)能電容組成，其中，限流電阻的一端連接激光二極管管芯的第一端，激光二極管管芯的第二端連接場效應(yīng)管，場效應(yīng)管的控制端連接場效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)器的輸出端，場效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)器的輸入端接控制脈沖信號(hào)，場效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)器的電源端接電源電壓，儲(chǔ)能電容的一端連接激光二極管管芯的第一端，儲(chǔ)能電容的另一端接地。

其中，所述的限流電阻的用于限制外部電源對(duì)儲(chǔ)能電容的充電速度，加強(qiáng)激光發(fā)射裝置的工作穩(wěn)定性。

其中，所述的激光二極管管芯為單個(gè)激光二極管管芯或多激光二極管管芯陣列。