[發明專利]一種光反饋主波信號的激光探測系統

在審

• 申請號: 201910305420.3
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN110109132A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 葉茂生
• 申請（專利權）人: 北京遙感設備研究所
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 葛鵬

本發明公開了一種光反饋主波信號的激光探測系統，包括：激光器(1)、發射光學系統(2)、探測器(3)、接收光學系統(4)、光反饋物件(5)、信號處理機(6)。激光探測系統工作時，激光器(1)發射的激光光束經過發射光學系統(2)整形后，對指定的激光發射視場進行照射；接收光學系統(4)對激光發射視場內的光束進行收集，并聚焦到探測器(3)上進行光電轉換；置于激光發射光路邊緣或光路上的光反饋物件(5)，對激光發射光束進行散射或部分反射；光反饋信號和目標的激光回波信號都經過接收光學系統(4)被探測器(3)接收；信號處理機(6)將光反饋信號作為激光探測系統的高精度主波信號，根據兩個信號之間的時間差得出目標的距離信息。本發明提供的激光探測系統測距精度高，系統簡單可靠。

技術領域

本發明涉及一種激光探測技術領域，特別涉及一種光反饋主波信號的激光探測系統。

背景技術

目前常用的激光探測系統都是基于脈沖飛行測距體制。脈沖飛行測距體制通過計算目標回波脈沖時刻與脈沖發射時刻(即主波信號)的時間差計算并得出目標的距離信息，因此其主波信號的時刻精度在很大程度上影響系統的測距精度。

一般的激光探測系統采用發射脈沖的控制信號作為系統的主波信號，如半導體激光探測系統以發射控制脈沖信號作為主波信號，固體激光探測系統以調Q控制信號作為主波信號。由于控制信號與激光脈沖產生時刻有延時，這個延時會隨著環境溫度的變化發生漂移。因此，這種體制的激光探測系統的測距精度在環境溫度變化下難以保證。且在某些場合中，如導彈激光探測、空間激光探測，這種體制激光探測系統無法感知發射激光器是否損壞。

在某些應用中，為了提高系統的測距精度，采用了在發射激光器內部加裝一個激光探測器，對發射激光脈沖進行探測，從而激光探測系統的精確主波信號。這種體制的激光測距系統有較高的測距精度，同時可以感知發射激光器的好壞，但采用了額外的激光探測器及電路，提高了系統的復雜度，增加了成本，降低了系統的可靠性。

發明內容

本發明目的在于提供一種光反饋主波信號的激光探測系統，以解決現有激光探測系統主波信號測距精度在環境溫度變化下難以保證，或在引入額外激光探測器下增加了系統復雜度的問題。

針對上述技術問題，本發明提出一種光反饋主波信號的激光探測系統，其包括：激光器，發射光學系統，探測器，接收光學系統，光反饋物件，信號處理機；激光器發射的激光發射光束經過發射光學系統整形后，對指定的激光發射視場進行照射；接收光學系統對視場內的目標回波光束進行收集并聚焦到探測器上進行光電轉換；置于激光發射光路邊緣或光路上的光反饋物件對激光發射光束進行散射或部分反射；光反饋信號和目標回波信號都經過接收光學系統被探測器接收；信號處理機將光反饋信號作為激光探測系統的高精度主波信號，根據光反饋信號和目標回波信號之間的時間差得出目標的距離信息。

進一步，所述的光反饋物件是處于激光發射光路邊緣的散射體，對激光發射光束邊緣進行散射。

進一步，所述的光反饋物件是處于激光發射光路上的部分分光鏡或外部光學窗口，反射極小部分光，透射絕大部分光。

進一步，所述的激光探測系統的激光發射光束和激光接收光束即可以處在一個共同的光路上，也可以處于兩個平行的光路上。

進一步，所述的光反饋物件通過調節其自身大小和表面反射率來調整其散射光反饋能量，或通過對分光鏡或窗口表面鍍膜、調節膜系反射率來調整反射光反饋能量。

進一步，所述的探測器是PIN光電探測器、APD探測器或者PIN/APD探測器陣列。

本發明采用的光反饋物件將激光發射光束散射或部分反射并作為激光探測系統的高精度主波信號，環境溫度適應性好，結構簡單可靠，成本低，且可以通過光反饋主波信號的存在感知發射激光器是否完好。

附圖說明

圖1是本發明提供的光反饋主波信號的激光探測系統的示意圖。