[发明专利]一种光反馈主波信号的激光探测系统

说明书

本发明公开了一种光反馈主波信号的激光探测系统，包括：激光器(1)、发射光学系统(2)、探测器(3)、接收光学系统(4)、光反馈物件(5)、信号处理机(6)。激光探测系统工作时，激光器(1)发射的激光光束经过发射光学系统(2)整形后，对指定的激光发射视场进行照射；接收光学系统(4)对激光发射视场内的光束进行收集，并聚焦到探测器(3)上进行光电转换；置于激光发射光路边缘或光路上的光反馈物件(5)，对激光发射光束进行散射或部分反射；光反馈信号和目标的激光回波信号都经过接收光学系统(4)被探测器(3)接收；信号处理机(6)将光反馈信号作为激光探测系统的高精度主波信号，根据两个信号之间的时间差得出目标的距离信息。本发明提供的激光探测系统测距精度高，系统简单可靠。

技术领域

本发明涉及一种激光探测技术领域，特别涉及一种光反馈主波信号的激光探测系统。

背景技术

目前常用的激光探测系统都是基于脉冲飞行测距体制。脉冲飞行测距体制通过计算目标回波脉冲时刻与脉冲发射时刻(即主波信号)的时间差计算并得出目标的距离信息，因此其主波信号的时刻精度在很大程度上影响系统的测距精度。

一般的激光探测系统采用发射脉冲的控制信号作为系统的主波信号，如半导体激光探测系统以发射控制脉冲信号作为主波信号，固体激光探测系统以调Q控制信号作为主波信号。由于控制信号与激光脉冲产生时刻有延时，这个延时会随着环境温度的变化发生漂移。因此，这种体制的激光探测系统的测距精度在环境温度变化下难以保证。且在某些场合中，如导弹激光探测、空间激光探测，这种体制激光探测系统无法感知发射激光器是否损坏。

在某些应用中，为了提高系统的测距精度，采用了在发射激光器内部加装一个激光探测器，对发射激光脉冲进行探测，从而激光探测系统的精确主波信号。这种体制的激光测距系统有较高的测距精度，同时可以感知发射激光器的好坏，但采用了额外的激光探测器及电路，提高了系统的复杂度，增加了成本，降低了系统的可靠性。

发明内容

本发明目的在于提供一种光反馈主波信号的激光探测系统，以解决现有激光探测系统主波信号测距精度在环境温度变化下难以保证，或在引入额外激光探测器下增加了系统复杂度的问题。

针对上述技术问题，本发明提出一种光反馈主波信号的激光探测系统，其包括：激光器，发射光学系统，探测器，接收光学系统，光反馈物件，信号处理机；激光器发射的激光发射光束经过发射光学系统整形后，对指定的激光发射视场进行照射；接收光学系统对视场内的目标回波光束进行收集并聚焦到探测器上进行光电转换；置于激光发射光路边缘或光路上的光反馈物件对激光发射光束进行散射或部分反射；光反馈信号和目标回波信号都经过接收光学系统被探测器接收；信号处理机将光反馈信号作为激光探测系统的高精度主波信号，根据光反馈信号和目标回波信号之间的时间差得出目标的距离信息。

进一步，所述的光反馈物件是处于激光发射光路边缘的散射体，对激光发射光束边缘进行散射。

进一步，所述的光反馈物件是处于激光发射光路上的部分分光镜或外部光学窗口，反射极小部分光，透射绝大部分光。

进一步，所述的激光探测系统的激光发射光束和激光接收光束即可以处在一个共同的光路上，也可以处于两个平行的光路上。

进一步，所述的光反馈物件通过调节其自身大小和表面反射率来调整其散射光反馈能量，或通过对分光镜或窗口表面镀膜、调节膜系反射率来调整反射光反馈能量。

进一步，所述的探测器是PIN光电探测器、APD探测器或者PIN/APD探测器阵列。

本发明采用的光反馈物件将激光发射光束散射或部分反射并作为激光探测系统的高精度主波信号，环境温度适应性好，结构简单可靠，成本低，且可以通过光反馈主波信号的存在感知发射激光器是否完好。

附图说明

图1是本发明提供的光反馈主波信号的激光探测系统的示意图。