高效率復(fù)合探測(cè)激光雷達(dá)光學(xué)系統(tǒng)性能的研究.pdf

1、影響復(fù)合探測(cè)激光雷達(dá)系統(tǒng)性能的因素主要有三個(gè)：激光器、探測(cè)器和光學(xué)系統(tǒng)，在激光器、探測(cè)器確定的情況下研究光學(xué)系統(tǒng)對(duì)提升系統(tǒng)性能具有重要意義。傳統(tǒng)的復(fù)合探測(cè)激光雷達(dá)光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般選擇折反射式，這樣會(huì)存在中心遮擋，效率低下；傳統(tǒng)的分光鏡分光效率一般為70％—80%，具有較大的提升空間。本文將在此基礎(chǔ)上完成高效率復(fù)合探測(cè)激光雷達(dá)光學(xué)系統(tǒng)的性能研究，并進(jìn)一步提出在探測(cè)器象元數(shù)少于陣列光束數(shù)目時(shí)的激光高效率接收方法。
　　本文對(duì)分光系統(tǒng)效

2、率的提高進(jìn)行了研究。首先分析復(fù)合探測(cè)分光系統(tǒng)的工作原理，其次，針對(duì)激光、紅外視場(chǎng)角小及系統(tǒng)透過(guò)率低下提出改進(jìn)方法，使得激光視場(chǎng)角由原來(lái)的3.5°提高至7°，紅外波段的視場(chǎng)角由原來(lái)的6.9°提高至10.4°。分光系統(tǒng)激光的理論上的透過(guò)率由原來(lái)的85.3%提高至99%以上，系統(tǒng)的紅外波段理論上的透過(guò)率由原來(lái)的85.9%提高至99%以上。
　　本文還討論了高效率激光陣列接收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先，完成激光陣列接收系統(tǒng)的分析。然后，對(duì)激光接收系

3、統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括光纖陣列的設(shè)計(jì)以及薄膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。最后，分析接收系統(tǒng)中激光、微透鏡和光纖的耦合效率。當(dāng)縱向偏移、橫向偏移、角度偏移量在一定范圍內(nèi)，激光接收系統(tǒng)整體耦合效率理論在93%以上。
　　本文分析了復(fù)合探測(cè)光學(xué)系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)，針對(duì)中心遮擋，提出折射式復(fù)合探測(cè)共口徑結(jié)構(gòu)，并分別針對(duì)紅外光學(xué)系統(tǒng)、激光光學(xué)系統(tǒng)完成高效率設(shè)計(jì)。復(fù)合探測(cè)光學(xué)系統(tǒng)的9.7μm紅外波段透過(guò)率由原來(lái)的61.1%提高到66.3%，系統(tǒng)1.064μm的激光