A laser radar optical fiber coupling device, which comprises a homogenizer, placed along the optical path of the micro convex lens array, micro concave lens array and self focusing optical fiber collimator array; micro convex lens array which is composed of a convex lens M * N two-dimensional layout consists of micro concave lens array the concave lens of M * N two-dimensional arrangement, the self focusing optical fiber collimator array by the optical fiber M * N two-dimensional arrangement of self focusing collimators and fixtures, micro lens array, micro convex concave lens array and self focusing optical fiber collimator array of two-dimensional layout of the same and each corresponding to the convex lens, concave lens and self focusing optical fiber collimator optical axis. The laser radar multi beam emission optical device of the invention has the advantages of high coupling efficiency, compact volume, low production cost, etc..
【技术实现步骤摘要】
激光雷达分光光纤耦合装置
:本专利技术涉及激光雷达
,特别是一种将单束激光经过整形分束后高效耦合入光纤的光学耦合装置。
技术介绍
:在星载激光雷达方面,目前已发射的激光雷达均采用线性探测技术。近年来针对测绘激光雷达,提出了光子探测技术,如美国航空局正在研制的ICESat-II和LIST卫星等,这种技术相比与以往的线性探测激光雷达技术,可以避免采用大口径望远镜,有利于减小雷达体积。光子探测体制需要同时发射多束激光光源,LIST卫星发射光束多达1000束。激光光源实现方式是将单束大能量激光光束分成多束子光束,由于子光束众多,为满足子扫描光束排布要求,光子探测激光雷达需要将单束大能量激光分束后高效耦合入光纤。现有的分光耦合方法是采用激光匀化器首先将激光由高斯分布整形成平顶光束,然后利用微凸透镜阵列聚焦到光纤阵列中。这种方法耦合效率较低,主要受限于光纤阵列的加工工艺,目前国内技术只能生产一维线阵光纤阵列,并且加工误差为5μm,无法满足要求;国外可以生产二维光纤阵列,但每片光纤阵列价格高达几万美金,且存在2μm加工误差。加工误差会带来光纤位置的偏移,对于几十微米纤芯直径的多模光纤尚可接受,但对单模光纤,纤芯直径只有几微米,激光无法准确耦合入光纤纤芯中,耦合效率急剧下降。
技术实现思路
:本专利技术要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足,提出一种基于微透镜阵列和光纤自聚焦准直器阵列实现高效的激光分束及光纤耦合。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下:一种激光雷达分光光纤耦合装置,其特征在于:包括沿光路依次放置的匀化器、微凸透镜阵列、微凹透镜阵列和光纤自聚焦准直 ...
【技术保护点】
一种激光雷达分光光纤耦合装置,其特征在于:包括沿光路依次放置的匀化器(1)、微凸透镜阵列(2)、微凹透镜阵列(3)和光纤自聚焦准直器阵列(4);所述的微凸透镜阵列(2)由M×N二维排布的凸透镜组成,所述的微凹透镜阵列(3)由M×N二维排布的凹透镜组成,所述的光纤自聚焦准直器阵列(4)由M×N二维排布的光纤自聚焦准直器(401)组成,所述的微凸透镜阵列(2)、微凹透镜阵列(3)与光纤自聚焦准直器阵列(4)二维排布相同且每组对应的凸透镜、凹透镜和自聚焦光纤准直器同光轴。
【技术特征摘要】
1.一种激光雷达分光光纤耦合装置,其特征在于:包括沿光路依次放置的匀化器(1)、微凸透镜阵列(2)、微凹透镜阵列(3)和光纤自聚焦准直器阵列(4);所述的微凸透镜阵列(2)由M×N二维排布的凸透镜组成,所述的微凹透镜阵列(3)由M×N二维排布的凹透镜组成,所述的光纤自聚焦准直器阵列(4)由M×N二维排布的光纤自聚焦准直器(401)组成,所述的微凸透镜阵列(2)、微凹透镜阵列(3)与光纤自聚焦准直器阵列(4)二维排布相同且每组对应的凸透镜、凹透镜和自聚焦光纤准直器同光轴。2.根据权利要求1所述的激光雷达分光光纤耦合装置,其特征在于:每个光纤自聚焦准直器(401)呈M×N二维排布固定在夹具(402)上。3.根据权利要求1所述的激光雷达分...
【专利技术属性】
技术研发人员:周翠芸,钟朝阳,吴姚芳,洪毅,侯霞,陈卫标,
申请(专利权)人:中国科学院上海光学精密机械研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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