[發(fā)明專利]基于FDML的調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)捕獲系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011383674.6
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112526538A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐迎彬;邵理陽;林偉浩;趙方;陳云;余飛宏;柳鈺慧
• 申請（專利權(quán)）人: 南方科技大學(xué)
• 主分類號: G01S17/34
• 分類號: G01S17/34;G01S17/58;G01S7/4911
• 代理公司: 北京易捷勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

1.一種基于FDML的調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)捕獲系統(tǒng)，其特征在于，包括光源單元、測距單元和信號處理單元；

光源單元用于基于FDML技術(shù)向待測目標(biāo)發(fā)射激光；

測距單元采用相干探測方式接收待測目標(biāo)反射的激光并得到干涉信號；

信號處理單元用于基于干涉信號得到待測目標(biāo)的距離和速度。

2.如權(quán)利要求1所述的基于FDML的調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)捕獲系統(tǒng)，其特征在于，所述光源單元選用FDML激光器作為調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)捕獲系統(tǒng)的光源，所述FDML激光器包括依次連接的驅(qū)動電源(1)、可調(diào)諧濾波器(2)、第一隔離器(3)、半導(dǎo)體放大器(4)、第二隔離器(5)、色散位移光纖(6)和第一耦合器(7)；

驅(qū)動電源(1)用于發(fā)出掃頻激光，掃頻激光依次通過可調(diào)諧濾波器(2)、第一隔離器(3)、半導(dǎo)體放大器(4)、第二隔離器(5)、色散位移光纖(6)和第一耦合器(7)。

3.如權(quán)利要求2所述的基于FDML的調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)捕獲系統(tǒng)，其特征在于，第一耦合器(7)用于將掃頻激光分為A路掃頻激光和B路掃頻激光，第一耦合器(7)的分光比為20：80；

其中，A路掃頻激光作為FDML激光器的輸出，輸出20％的掃頻激光能量；B路掃頻激光返回到FDML激光器的環(huán)形諧振腔內(nèi)，輸出80％的掃頻激光能量。

4.如權(quán)利要求3所述的基于FDML的調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)捕獲系統(tǒng)，其特征在于，掃頻激光在環(huán)形諧振腔內(nèi)傳播一周的時間是可調(diào)諧濾波器(2)的驅(qū)動電壓的周期的整數(shù)倍。

5.如權(quán)利要求3所述的基于FDML的調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)捕獲系統(tǒng)，其特征在于，所述測距單元包括第二耦合器(8)、第三耦合器(9)、環(huán)形器(10)、收發(fā)裝置(11)、待測目標(biāo)(12)、第四耦合器(13)、第一光電探測器(14)、第五耦合器(15)、第六耦合器(16)和第二光電探測器(17)；

第二耦合器(8)與第三耦合器(9)、環(huán)形器(10)、收發(fā)裝置(11)、待測目標(biāo)(12)依次連接；

第四耦合器(13)和第一光電探測器(14)依次連接；

第二耦合器(8)還與第六耦合器(16)、第二光電探測器(17)依次連接；

第二耦合器(8)用于將A路掃頻激光分為C路掃頻激光和D路掃頻激光，第二耦合器(8)的分光比為50：50；

其中，C路掃頻激光輸出50％的掃頻激光能量，輸出給第三耦合器(9)；D路掃頻激光輸出50％的掃頻激光能量，輸出給第五耦合器(15)。

6.如權(quán)利要求5所述的基于FDML的調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)捕獲系統(tǒng)，其特征在于，第三耦合器(9)用于將C路掃頻激光分為C1路掃頻激光和C2路掃頻激光，第三耦合器(9)的分光比為50：50；

其中，C1路掃頻激光通過延時光纖進(jìn)入第四耦合器(13)；C2路掃頻激光依次通過環(huán)形器(10)、收發(fā)裝置(11)發(fā)射到待測目標(biāo)(12)上，收發(fā)裝置(11)接收從待測目標(biāo)(12)反射回來的反射激光，反射激光通過環(huán)形器(10)后進(jìn)入第四耦合器(13)，與C1路掃頻激光發(fā)生差頻干涉，產(chǎn)生第一干涉信號。

7.如權(quán)利要求6所述的基于FDML的調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)捕獲系統(tǒng)，其特征在于，第五耦合器(15)用于將D路掃頻激光分為D1路掃頻激光和D2路掃頻激光，第五耦合器(15)的分光比為50：50；

其中，D1路掃頻激光通過延時光纖進(jìn)入第六耦合器(16)；D2路掃頻激光通過單模光纖進(jìn)入第六耦合器(16)，與D1路掃頻激光發(fā)生差頻干涉，產(chǎn)生第二干涉信號。

8.如權(quán)利要求5所述的基于FDML的調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)捕獲系統(tǒng)，其特征在于，第一光電探測器(14)用于通過光電轉(zhuǎn)換將第一干涉信號轉(zhuǎn)為第一電信號；

第二光電探測器(17)用于通過光電轉(zhuǎn)換將第二干涉信號轉(zhuǎn)為第二電信號。