亚毫米级线性调谐激光测距系统及信号处理方法

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	亚毫米级线性调谐激光测距系统及信号处理方法
其他题名	亚毫米级线性调谐激光测距系统及信号处理方法
	张琨锋; 舒嵘; 徐显文; 凌元; 龙启强; 洪光烈; 胡以华
	2013-05-29
专利权人	中国科学院上海技术物理研究所
公开日期	2013-05-29
授权国家	中国
专利类型	授权发明
摘要	本专利公开了一种亚毫米级线性调谐激光测距系统以及信号处理方法，它应用于激光测距。本发明的系统由线性调谐半导体激光器、90:10光纤耦合器、发射准直镜、极化偏振分束镜、λ/4波片、接收准直镜、4个50:50光纤耦合器、2个平衡探测器、参考延时光纤、数据采集模块和信号处理程序模块构成。本发明的亚毫米级线性调谐激光测距系统是基于大范围线性调谐激光脉冲信号，采用零差相干探测及平衡探测技术，最后利用特殊的信号处理程序，计算得出目标的距离信息，优点是系统大部分基于光纤器件，稳定性高，结构简单，探测灵敏度高，作用距离远，测距分辨率可以达到亚毫米级。
其他摘要	本专利公开了一种亚毫米级线性调谐激光测距系统以及信号处理方法，它应用于激光测距。本发明的系统由线性调谐半导体激光器、90:10光纤耦合器、发射准直镜、极化偏振分束镜、λ/4波片、接收准直镜、4个50:50光纤耦合器、2个平衡探测器、参考延时光纤、数据采集模块和信号处理程序模块构成。本发明的亚毫米级线性调谐激光测距系统是基于大范围线性调谐激光脉冲信号，采用零差相干探测及平衡探测技术，最后利用特殊的信号处理程序，计算得出目标的距离信息，优点是系统大部分基于光纤器件，稳定性高，结构简单，探测灵敏度高，作用距离远，测距分辨率可以达到亚毫米级。
主权项	一种亚毫米级线性调谐激光测距系统，它包括线性调谐半导体激光器（1）、90:10光纤耦合器（2）、发射准直镜（3）、极化偏振分束镜（4）、λ/4波片（5）、接收准直镜（6）、50:50光纤耦合器I（7）、50:50光纤耦合器II（8）、50:50光纤耦合器III（9）、50:50光纤耦合器IV（10）、回波通道平衡探测器（11）、参考通道平衡探测器（12）、参考延时光纤（13）、数据采集模块（14）和信号处理程序模块（15），其特征在于：线性调谐半导体激光器（1）输出的激光束S0经90:10光纤耦合器（2）分为两部分，一部分作为本底光记为S1，另一部分作为发射光记为S2，S2经发射准直镜（3）发射，经过极化偏振分束镜（4）时，一部分反射，另一部分透射，S2透射部分激光通过λ/4波片（5）后，激光光偏振方向由线偏振转换为圆偏振，经自由空间路径发射到目标（16）上；本底光S1经过50:50光纤耦合器I（7）被分成本振光S3和参考光S4两部分，本振光S3经过50:50光纤耦合器II（8）被分成回波本振光S3-1和参考本振光S3-2；目标（16）对S2透射部分激光信号反射，反射回来的信号光，记为回波信号R0，它通过λ/4波片（5）后转变为线偏振光，偏振方向与发射时经过λ/4波片（5）前的偏振方向垂直，经过极化偏振分束镜（4）时，回波信号R0大部分光被反射，反射部分经接收准直镜（6）耦合到光纤中，记为回波接收信号R1；回波接收信号R1与回波本振光S3-1进入50:50光纤耦合器III（9）后耦合在一起，发生混频，被回波通道平衡探测器（11）探测接收，光信号转换为电信号，记为回波通道信号数据A；参考光S4经过一段参考延时光纤（13）后与参考本振光S3-2再进入50:50光纤耦合器IV（10），耦合在一起，发生混频，被参考通道平衡探测器（12）探测接收，光信号转换为电信号，记为参考通道信号数据B；数据采集模块（14）采集两个平衡探测器输出的电信号获得回波通道数据A和参考通道数据B，然后利用信号处理程序模块（15）对回波通道信号数据A和参考通道信号数据B进行处理得到目标的距离数据。
申请日期	2011-10-18
专利号	CN102495411B
专利状态	授权
申请号	CN201110317209.7
公开（公告）号	CN102495411B
IPC 分类号	G01S17/36
专利代理人	郭英
代理机构	上海新天专利代理有限公司
文献类型	专利
条目标识符	http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/46747
专题	半导体激光器专利数据库
作者单位	中国科学院上海技术物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	张琨锋,舒嵘,徐显文,等. 亚毫米级线性调谐激光测距系统及信号处理方法. CN102495411B[P]. 2013-05-29.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
CN102495411B.PDF（1480KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文