[發明專利]一種多縱模高光譜分辨率激光雷達干涉儀鎖頻系統

在審

• 申請號: 202010909864.0
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112180394A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 劉東;陳非同;劉崇;王彬宇;王南朝
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01S17/89;G01S7/4861;G01S7/486;G01S7/484;G01S7/481;G01S7/48
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 彭劍;胡紅娟

1.一種多縱模高光譜分辨率激光雷達干涉儀鎖頻系統，其特征在于，包括多縱模激光器、半波片、偏振分光棱鏡、聲光調制模塊、光譜鑒頻干涉儀、匯聚透鏡、光電探測器、峰值保持電路和比例—積分—微分伺服控制模塊；

所述多縱模激光器輸出的多縱模脈沖激光，經過半波片調整偏振態后用偏振分光棱鏡分束為高功率光束與低功率光束，高功率光束作為激光雷達探測信號，低功率光束用于光譜鑒頻干涉儀的頻率鎖定；

低功率光速被聲光調制模塊移頻后入射到需要鎖定的光譜鑒頻干涉儀，從中出射的光經過匯聚透鏡后被光電探測器接收；

光電探測器輸出的電信號傳輸至峰值保持電路處理后，輸出峰值保持信號和采樣觸發信號到比例-積分-微分伺服控制模塊，比例-積分-微分伺服控制模塊輸出調諧電壓作用于光譜鑒頻干涉儀以實現諧振頻率鎖定。

2.根據權利要求1所述的多縱模高光譜分辨率激光雷達干涉儀鎖頻系統，其特征在于，所述的聲光調制模塊為二級調制結構，包括一級聲光調制器和二級聲光調制器；其中，一級聲光調制器用于將多縱模激光器輸出分束所得的低功率光束進行移頻處理；所述的二級聲光調制器用于將已經進行移頻的脈沖光進行進一步移頻。

3.根據權利要求1所述的多縱模高光譜分辨率激光雷達干涉儀鎖頻系統，其特征在于，所述的峰值保持電路包括一級峰值保持電路和二級峰值保持電路，所述的一級峰值保持電路包括跨導放大器、鑒別二極管-保持電容電路與電壓緩沖電路；所述的二級峰值保持電路包括電壓放大電路、鑒別二極管-保持電容電路、電壓比較器、單穩態觸發電路、峰值保持開關電路與電壓緩沖電路。

4.根據權利要求3所述的多縱模高光譜分辨率激光雷達干涉儀鎖頻系統，其特征在于，所述的一級峰值保持電路用于實現一個較短時間的峰值保持功能，將窄脈沖展寬為寬脈沖；

所述的二級峰值保持電路用于對一級峰值保持電路所輸出的寬脈沖進一步的長時間峰值保持，并在每個脈沖到來時產生固定時間的門限信號，令保持電容在設定時刻自動放電從而實現一個固定的峰值保持時長，此外，產生觸發信號用于比例—積分—微分伺服控制模塊的AD采集過程。

5.根據權利要求1所述的多縱模高光譜分辨率激光雷達干涉儀鎖頻系統，其特征在于，所述的比例—積分—微分伺服控制模塊接收峰值保持信號和采樣觸發信號，在保持時間內對峰值保持電壓進行采集并進行時域平均，通過比例—積分—微分運算后得到計算結果電壓值，經外圍電路進行電平轉換以及放大后輸出連續的調諧電壓，作用于光譜鑒頻干涉儀的壓電陶瓷模塊以實現對諧振頻率的反饋控制。

6.根據權利要求1所述的多縱模高光譜分辨率激光雷達干涉儀鎖頻系統，其特征在于，所述的光譜鑒頻干涉儀設有壓電陶瓷模塊，所述壓電陶瓷模塊用于根據調諧電壓對干涉儀頻率進行控制，包括壓電陶瓷驅動器以及壓電陶瓷位移臺；壓電陶瓷驅動器用于將調諧電壓進行功率放大，壓電陶瓷位移臺用于控制干涉儀鑒頻器的干涉臂長。