推帚式激光三維成像雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、推帚式激光三維成像雷達(dá)經(jīng)過近十幾年來的快速發(fā)展，如今已經(jīng)成為現(xiàn)代民用和軍用目標(biāo)探測(cè)中極具應(yīng)用前景的三維成像方式。而在推帚式激光三維成像雷達(dá)系統(tǒng)中，大功率半導(dǎo)體激光陣列準(zhǔn)直系統(tǒng)、激光陣列回波信號(hào)接收系統(tǒng)、半導(dǎo)體激光器功率與探測(cè)距離的關(guān)系、激光掃描軌跡十分重要，直接影響激光成像的效果和探測(cè)距離。
　　 本文主要針對(duì)推帚式激光三維成像雷達(dá)中的關(guān)鍵技術(shù)——大功率半導(dǎo)體激光陣列準(zhǔn)直系統(tǒng)、激光陣列回波信號(hào)接收系統(tǒng)、半導(dǎo)體激光器功率的確定、激

2、光掃描軌跡進(jìn)行了深入的研究，并對(duì)準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)和光學(xué)接收系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)和仿真。
　　 論文主要內(nèi)容如下：
　　 1.對(duì)推帚式激光三維成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，并研究了激光雷達(dá)測(cè)距原理，從分析微波雷達(dá)探測(cè)距離方程導(dǎo)出激光雷達(dá)探測(cè)距離方程，還深入研究了激光三維成像原理。
　　 2.以計(jì)算機(jī)仿真為平臺(tái)，研究了無球差雙曲面-平面柱透鏡，對(duì)大功率半導(dǎo)體激光陣列準(zhǔn)直器件優(yōu)化設(shè)計(jì)，并分析了激光光源振動(dòng)對(duì)激光發(fā)散角的影響。仿真結(jié)

3、果表明，所設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有良好的準(zhǔn)直效果，理論上點(diǎn)光源在焦點(diǎn)50μm范圍內(nèi)振動(dòng)時(shí)，準(zhǔn)直光束發(fā)散角不超過1mrad。
　　 3.根據(jù)模式匹配原理，針對(duì)激光回波信號(hào)聚焦耦合入布拉格光纖進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)于布拉格光纖，當(dāng)不考慮纖芯外能量損失時(shí)，不同模式的激光最佳耦合效率不相同。
　　 4.根據(jù)對(duì)激光探測(cè)距離方程分析，選定激光工作波長λ=1550nm，得出激光探測(cè)距離與激光發(fā)射功率的關(guān)系。并對(duì)激光掃描軌跡進(jìn)行分析建模，得出成像的最小像