[发明专利]一种1.55μm单光子相干激光雷达探测方法及装置

权利要求书

1.一种1.55μm单光子相干激光雷达探测方法，其特征在于，所述方法包括：

将连续光经光纤分束器分成两束，其中一束光为本振光LO，另一束为种子光MO；

将所述的种子光斩成脉宽为200ns的脉冲激光，同时将种子光移频80MHZ，形成移频调制光；

将所述的移频调制光通过环形器准直器和扩束器发射至目标表面；

目标表面反射的回波信号经过环形器输入至耦合器；

将本振光经分束器分束，获得1％的衰减光，再过0.6-50dB衰减器进行衰减，获得衰减光；

将衰减光经过电光调制器发射至耦合器；

将所述的回波光与所述的衰减光耦合形成耦合光；

所述耦合光为探测结果发射至检测装置；

将所述的种子光形成移频调制光的同时还激活触发APD，该触发APD发射触发信号给Gm-APD单光子探测器。

2.一种1.55μm单光子相干激光雷达系统装置，其特征在于：所述的装置包括：1550nm可调谐激光器、声光调制器、触发APD、环形器、准直器、扩束镜、衰减器、电光调制器、耦合器、Gm-APD单光子探测器和面阵接收模块；

所述装置的各个部分之间采用光纤进行连接，所述的可调谐激光器输出的连续光经光纤分束器分成两束光，分别为本振光LO和种子光MO；

通过信号发生器发射斩波信号给所述的声光调制器，所述的种子光经声光调制器进行移频、以及斩波处理形成移频调制光，该移频调制光发射至环形器，环形器输出的光先后经准直器、扩束器发射至待测目标表面，经所述目标表面反射的回波信号经过环形器后输入至耦合器；

所述的信号发生器还输出给触发APD，触发APD输出触发信号给Gm-APD单光子探测器作为触发信号；

所述的本振光经分束器分束获得分束后的光，其中一条所述的分束后的光经衰减器衰减后输出至耦合器；

所述耦合器将输入的回波信号和上所述的其中一条分束后的本振光进行耦合输出两束光，其中一束光束发射至Gm-APD单光子探测器的焦平面上，单光子探测器输出信号给面阵接收模块。

3.根据权利要求2所述的一种1.55μm单光子相干激光雷达系统装置，其特征在于：所述的装置还包括：功率计；所述的功率计用于检测耦合器输出的另一束光的功率。

4.根据权利要求2所述的一种1.55μm单光子相干激光雷达系统装置，其特征在于：所述的连续光被分为1:9的两束光，其中10％的光为本振光，90％的光为种子光。

5.根据权利要求2所述的一种1.55μm单光子相干激光雷达系统装置，其特征在于：所述的声光调制器能够将输入光移频80MHz，将脉宽调制为200ns。

6.根据权利要求2所述的一种1.55μm单光子相干激光雷达系统装置，其特征在于：所述的衰减器能的衰减能力在0.6-55dB范围内。

7.根据权利要求2所述的一种1.55μm单光子相干激光雷达系统装置，其特征在于：所述的本振光被分为两束光，所述的两束光的比例为1:99，其中，1％的光作为进入耦合器的一束光。

8.根据权利要求2所述的一种1.55μm单光子相干激光雷达系统装置，其特征在于：所述的装置还包括：三拉三顶结构；所述的三拉三顶结构用于固定所述的准直器和扩束镜，使得所述的环形器输出的光经过所述的准直器和扩束镜中心。

9.根据权利要求2所述的一种1.55μm单光子相干激光雷达系统装置，其特征在于：所述的装置还包括：机械拉紧支架；所述的机械拉紧支架用于固定所述的准直器和扩束镜，使得所述的环形器输出的光经过所述的准直器和扩束镜之后放射至目标的中间位置。

10.根据权利要求2所述的一种1.55μm单光子相干激光雷达系统装置，其特征在于：所述的单光子探测器采用64*64面阵探测。