[發(fā)明專利]一體化激光探測方法和一體化探測激光雷達

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110373508.6
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113514853A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 上官明佳;宇文睿嘯;黃宇中;楊志峰;李忠平;商少凌
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學
• 主分類號: G01S17/95
• 分類號: G01S17/95;G01S7/481;G01S7/484;G01S7/4865
• 代理公司: 廈門龍格專利事務(wù)所(普通合伙) 35207
• 代理人: 婁燁明

1.一體化激光探測方法，用于探測至少兩種適合采用對應(yīng)波段的光探測的介質(zhì)；其特征是，包括：

限定各介質(zhì)對應(yīng)的探測距離范圍；

種子激光經(jīng)放大、倍頻和分光處理后得到與各介質(zhì)一一對應(yīng)且波長分別位于對應(yīng)波段的至少兩束發(fā)射激光；

各發(fā)射激光分別發(fā)射至對應(yīng)的介質(zhì)并分別接收各介質(zhì)的回波信號；

各回波信號分別經(jīng)濾波后得到對應(yīng)的濾波信號；

將各濾波信號耦合成待測信號，所述待測信號中，各濾波信號在時域上分離且保持在對應(yīng)的探測距離范圍內(nèi)的完整性；

對待測信號進行探測，并經(jīng)信號處理和分析得到各介質(zhì)的探測結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的一體化激光探測方法，其特征是，通過對濾波信號進行延時處理實現(xiàn)待測信號中各濾波信號在時域上分離。

3.如權(quán)利要求2所述的一體化激光探測方法，其特征是，所述介質(zhì)數(shù)量為兩種，種子激光經(jīng)倍頻器進行倍頻處理，并經(jīng)二向色鏡進行分光處理。

4.如權(quán)利要求3所述的一體化激光探測方法，其特征是，兩種介質(zhì)分別為適合采用近紅外和紅外波段的光探測的大氣和適合采用藍綠波段的光探測的水體；所述種子激光為脈沖激光，采用波長為1064nm的近紅外激光，與大氣對應(yīng)的發(fā)射激光波長為1064nm，與水體對應(yīng)的發(fā)射激光波長為532nm。

5.一體化探測激光雷達，用于探測第一介質(zhì)和第二介質(zhì)；其特征是，包括：

種子激光器(1)，其產(chǎn)生種子激光；

發(fā)射激光生成模塊(2)，其引入種子激光，并輸出波長在適合探測第一介質(zhì)的波段內(nèi)的第一激光和波長在適合探測第二介質(zhì)的波段內(nèi)的第二激光；

第一發(fā)射接收模塊(4)，其向第一介質(zhì)發(fā)射第一激光并接收第一介質(zhì)的第一回波信號經(jīng)濾波后生成第一濾波信號；

第二發(fā)射接收模塊(6)，其向第二介質(zhì)發(fā)射第二激光并接收第二介質(zhì)的第二回波信號經(jīng)濾波后生成第二濾波信號；

耦合器(7)，其引入第一濾波信號和第二濾波信號，經(jīng)耦合后生成待測信號；

延時光纖(5)，其置于第一發(fā)射接收模塊(4)和耦合器(7)之間，以使待測信號中，第一濾波信號位于第二濾波信號的待測段之后，所述第二濾波信號的待測段對應(yīng)第二介質(zhì)的探測距離范圍；

探測器(8)，其對待測信號進行探測并輸出電信號；和

數(shù)據(jù)處理模塊(9)，其將電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并進行處理得到第一介質(zhì)和第二介質(zhì)的探測結(jié)果。

6.如權(quán)利要求5所述的一體化探測激光雷達，其特征是，所述發(fā)射激光生成模塊(2)包括：

放大器(21)，其將種子激光放大為第一激光；

倍頻器(22)，其引入第一激光并生成混合激光，所述混合激光混合有第一激光和第二激光，所述第二激光頻率為第一激光的兩倍；和

二向色鏡(23)，其將混合激光分為第一激光和第二激光。

7.如權(quán)利要求6所述的一體化探測激光雷達，其特征是，還包括：

第一換向鏡組件(31)，其用于將二向色鏡(23)出射的第一激光換向至第一發(fā)射接收模塊(4)；和

第二換向鏡組件(32)，其用于將二向色鏡(23)出射的第二激光換向至第二發(fā)射接收模塊(6)。

8.如權(quán)利要求7中任一項所述的一體化探測激光雷達，其特征是，所述第一發(fā)射接收模塊(4)包括：

第一發(fā)射接收單元(41)，其用于向第一介質(zhì)發(fā)射第一激光并接收第一介質(zhì)的第一回波信號，其采用收發(fā)分離結(jié)構(gòu)或收發(fā)同軸結(jié)構(gòu)；和

第一濾波器(42)，其用于將第一回波信號經(jīng)濾波處理后生成第一濾波信號。

9.如權(quán)利要求8所述的一體化探測激光雷達，其特征是，所述第二發(fā)射接收模塊(6)包括：

第二發(fā)射接收單元(61)，其用于向第二介質(zhì)發(fā)射第二激光并接收第二介質(zhì)的第二回波信號，其采用收發(fā)分離結(jié)構(gòu)或收發(fā)同軸結(jié)構(gòu)；和

第二濾波器(62)，其用于將第二回波信號經(jīng)濾波處理后生成第二濾波信號。

10.如權(quán)利要求5至9中任一項所述的一體化探測激光雷達，其特征是，所述第一介質(zhì)為大氣，所述第二介質(zhì)為水體；所述種子激光為脈沖激光，波長為1064nm；所述第一激光波長為1064nm，所述第二激光波長為532nm。