[发明专利]一种用于测量脉冲激光闪光时刻的装置及方法

说明书

本发明涉及一种用于测量脉冲激光闪光时刻的装置及方法，该装置包括：接收阵列、探测器阵列、采集板与上位机；其中，接收阵列包括多个激光收光头，每个激光收光头对应一个脉冲激光器，设置在相应的脉冲激光器的出光口处，用于接收脉冲激光器产生激光的散射光；探测器阵列包括多个光电探测器，每个光电探测器对应一个激光收光头，各激光收光头分别通过传输光纤连接至相应的光电探测器，各光电探测器分别通过信号电缆连接至采集板；采集板用于接收与记录各脉冲激光器的闪光时刻，并将记录结果传输至上位机。本发明能够实现多个脉冲激光器的闪光时刻高精度测量。

技术领域

本发明涉及传感测量与超高速成像技术领域，尤其涉及一种用于测量脉冲激光闪光时刻的装置及方法。

背景技术

在超高速成像系统中，脉冲激光器是提供成像能量和确保成像清晰度的关键设备，对成像图片内被拍摄物的图像处理，可以得到当前时刻被拍摄物的位姿信息，通过多点位的成像拍照可以得到拍摄物在各个点位的位姿信息，当各个点位拍照信息按照时序排列，就可以得到拍摄物的连续变化位姿信息。超高速成像技术通常依靠脉冲激光器作为成像图片的光源，通过获得多个脉冲激光器闪光时刻来关联多个点位的成像图片，因此，对脉冲激光器的闪光时刻的测量精确度有很高的要求，脉冲激光器闪光时刻的计时分辨率越高越好。

目前，熟知的闪光时刻测量方法一般采用分布式直接光电检测测量方法，该方法应用在长距离多测量点位时，受光电器件分布式安装、电信号在长线传输衰减、电路时延时长的不确定度、电缆长线传输易受干扰等因素影响较大，特别是具有多个脉冲激光器时，该方法不能满足复杂环境的测量要求。

发明内容

本发明的目的是针对上述至少一部分不足之处，提供一种分布采集、统一测量多个脉冲激光器闪光时刻的装置及方法，以实现高精度测量脉冲激光器序列闪光时刻，提高计时分辨率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于测量脉冲激光闪光时刻的装置，包括：接收阵列、探测器阵列、采集板与上位机；其中，

所述接收阵列包括多个激光收光头，每个所述激光收光头对应一个脉冲激光器，设置在相应的所述脉冲激光器的出光口一侧，用于接收所述脉冲激光器产生激光的散射光；

所述探测器阵列包括多个光电探测器，每个所述光电探测器对应一个所述激光收光头，各所述激光收光头分别通过传输光纤连接至相应的所述光电探测器，各所述光电探测器分别通过信号电缆连接至所述采集板；

所述采集板用于接收与记录各所述脉冲激光器的闪光时刻，并将记录结果传输至所述上位机。

优选地，所述激光收光头包括弧形接收件、连接固定段和光纤接口；其中，

所述弧形接收件具有透光的弧形面，用于接收光线并汇聚光线至所述光纤接口的中部，所述光纤接口具有中空的插口，用于连接相应传输光纤的端部，所述连接固定段用于连接所述弧形接收件与所述光纤接口，并固定设置在相应的所述脉冲激光器的出光口处。

优选地，所述传输光纤采用多模光纤，且直径不小于125μm。

优选地，所述光电探测器包括光电二极管，所述光电二极管处于反向偏置状态。

优选地，所述光电探测器还包括第一放大器、第一电阻R1至第四电阻R4、以及第一电容C1至第五电容C5；其中，

所述光电二极管的P极通过第一电阻R1连接模拟地AGND，并通过第三电阻R3连接所述第一放大器的正输入端IN+，所述光电二极管的PAD端连接模拟地AGND，所述光电二极管的N极通过第四电阻R4连接正输入电压，并通过第三电容C3连接模拟地AGND；

所述第一放大器的负输入端IN-通过第二电阻R2连接模拟地AGND；