激光雷达装置与激光雷达检测系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种激光雷达装置与激光雷达检测系统，涉及激光雷达领域。该激光雷达装置包括微脉冲激光器、光偏振处理装置、望远镜、窄带滤光片以及光电探测器，通过将激光发生器设置为微脉冲激光器，微脉冲激光器具备体积小，成本低的特点，再者通过对激光雷达装置的微脉冲激光器、光偏振处理装置、望远镜、窄带滤光片以及光电探测器的结构布局，简化了激光雷达装置的内部结构，从而进一步减小了激光雷达装置的体积和重量，并节省了成本，轻巧便捷，易于携带。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达装置与激光雷达检测系统
本专利技术涉及激光雷达领域，具体而言，涉及一种激光雷达装置与激光雷达检测系统。
技术介绍
激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。激光雷达向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后,就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对远距离目标进行探测、跟踪和识别。现有技术中的激光雷达，由于采用高能量激光器、大口径天文望远镜及其相关回波信号采集设备等，并且内部结构复杂，导致体积大、重量较大、不方便移动的问题，从而造成激光雷达只能定点固定观测，无法开展多点、大范围监测大气污染。此外，由于成本高、仪器操作复杂等问题，无法满足激光雷达在大气污染监测领域的实际应用需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种激光雷达装置与激光雷达检测系统，其旨在改善上述的问题。本专利技术提供一种技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供了一种激光雷达装置，所述激光雷达装置包括微脉冲激光器、光偏振处理装置、望远镜、窄带滤光片以及光电探测器，所述微脉冲激光器用于产生并发出脉冲激光入射进光偏振处理装置，所述光偏振处理装置用于改变脉冲激光的偏振态并将脉冲激光由线偏振状态变为圆偏振状态，输入所述望远镜；所述望远镜用于将脉冲激光发出并扩大脉冲激光的直径并减小脉冲激光的发散角，以及用于接收被探测目标散射回的回波信号输入所述光偏振处理装置；所述光偏振处理装置还用于将回波信号由圆偏振态转变为线偏振状态并输入所述窄带滤光片，所述窄带滤光片用于提取回波信号所在波段或拟探测参量的波长以及消除背景信号并输入光电探测器，所述光电探测器用于将回波信号从光信号转换为电信号并发出。进一步地，所述钇铝石榴石激光器或红宝石激光器或钕玻璃激光器或氮分子激光器或准分子激光器。进一步地，所述望远镜为反射式望远镜。进一步地，所述光偏振处理装置包括第一双折射单晶薄片、偏振分光晶体、第二双折射单晶薄片，所述第一双折射单晶薄片用于接收所述微脉冲激光器入射的脉冲激光并改变发射激光的偏振态，以使光脉冲的偏振方向与所述偏振分光晶体的偏振方向一致，所述偏振分光晶体用于对脉冲激光进行偏振分离并入射至第二双折射单晶薄片；所述第二双折射单晶薄片用于将脉冲激光由线偏振状态转变为圆偏振状态，并入射至所述望远镜。进一步地，所述第一双折射单晶薄片为半波片，所述第二双折射单晶薄片为四分之一波片。进一步地，所述激光雷达装置还包括光隔离器，所述光隔离器用于隔离回波信号反射回所述微脉冲激光器。进一步地，所述激光雷达装置还包括光阑，所述光阑用于接收所述窄带滤光片入射回波信号，以确定激光雷达装置的接收视场角，并将回波信号入射至所述光电探测器。进一步地，所述光电探测器为光电倍增管或半导体光电二极管或雪崩光电二极管。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种激光雷达检测系统，包括智能终端、雷达信号采集卡以及上述的激光雷达装置，所述激光雷达装置、所述雷达信号采集卡以及所述智能终端之间建立通信连接，所述雷达信号采集卡用于接收所述光电探测器发送的电信号并电信号发送至所述智能终端，所述智能终端用于将所述电信号进行数据处理并显示。进一步地，所述激光雷达检测系统还包括支撑架、控制电路板与两个驱动电机，所述激光雷达装置、所述两个驱动电机均安装于所述支撑架，所述控制电路板布置有控制器、无线通信模块，所述控制器分别与所述无线通信模块、两个所述驱动电机电连接，所述控制器用于通过所述无线通信模块接收所述智能终端发送角度转动指令，并依据所述角度转动指令控制所述驱动电机驱动所述激光雷达装置转动。本专利技术提供的一种激光雷达装置与激光雷达检测系统的有益效果是：通过将激光发生器设置为微脉冲激光器，微脉冲激光器具备体积小，成本低的特点，再者通过对激光雷达装置的微脉冲激光器、光偏振处理装置、望远镜、窄带滤光片以及光电探测器的结构布局，简化了激光雷达装置的内部结构，从而进一步减小了激光雷达装置的体积和重量，并节省了成本，轻巧便捷，易于携带。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的激光雷达装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的激光雷达检测系统的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的支撑架与驱动电机的位置关系示意图；图4为本专利技术实施例提供的激光雷达检测系统的电路连接框图。图标：101-微脉冲激光器；102-光隔离器；103-光偏振处理装置；104-第一双折射单晶薄片；105-偏振分光晶体；106-第二双折射单晶薄片；107-望远镜；108-窄带滤光片；109-光阑；110-光电探测器；111-雷达信号采集卡；112-智能终端；113-支撑架；114-控制器；115-无线通信模块；116-驱动电机。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例一请参阅图1，本实施例提供了一种激光雷达装置，激光雷达装置包括微脉冲激光器101、光隔离器102、光偏振处理装置103、望远镜107、窄带滤光片108、光阑109以及光电探测器110。微脉冲激光器101用于产生并发出脉冲激光入射进光隔离器102再输入光偏振处理装置103。本实施例中，微脉冲激光器101可以采用钇铝石榴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光雷达装置，其特征在于，所述激光雷达装置包括微脉冲激光器、光偏振处理装置、望远镜、窄带滤光片以及光电探测器，所述微脉冲激光器用于产生并发出脉冲激光入射进光偏振处理装置，所述光偏振处理装置用于改变脉冲激光的偏振态并将脉冲激光由线偏振状态变为圆偏振状态，输入所述望远镜；所述望远镜用于将脉冲激光发出并扩大脉冲激光光斑的直径并减小脉冲激光的发散角，以及用于接收被探测目标散射回的回波信号输入所述光偏振处理装置；所述光偏振处理装置还用于将回波信号由圆偏振态转变为线偏振状态并输入所述窄带滤光片，所述窄带滤光片用于提取回波信号所在波段或拟探测参量的波长以及消除背景信号并输入光电探测器，所述光电探测器用于将回波信号从光信号转换为电信号并发出。

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达装置，其特征在于，所述激光雷达装置包括微脉冲激光器、光偏振处理装置、望远镜、窄带滤光片以及光电探测器，所述微脉冲激光器用于产生并发出脉冲激光入射进光偏振处理装置，所述光偏振处理装置用于改变脉冲激光的偏振态并将脉冲激光由线偏振状态变为圆偏振状态，输入所述望远镜；所述望远镜用于将脉冲激光发出并扩大脉冲激光光斑的直径并减小脉冲激光的发散角，以及用于接收被探测目标散射回的回波信号输入所述光偏振处理装置；所述光偏振处理装置还用于将回波信号由圆偏振态转变为线偏振状态并输入所述窄带滤光片，所述窄带滤光片用于提取回波信号所在波段或拟探测参量的波长以及消除背景信号并输入光电探测器，所述光电探测器用于将回波信号从光信号转换为电信号并发出。2.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其特征在于，所述微脉冲激光器为钇铝石榴石激光器或红宝石激光器或钕玻璃激光器或氮分子激光器或准分子激光器。3.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其特征在于，所述望远镜为反射式望远镜。4.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其特征在于，所述光偏振处理装置包括第一双折射单晶薄片、偏振分光晶体、第二双折射单晶薄片，所述第一双折射单晶薄片用于接收所述微脉冲激光器入射的脉冲激光并改变发射激光的偏振态，以使光脉冲的偏振方向与所述偏振分光晶体的偏振方向一致，所述偏振分光晶体用于对脉冲激光进行偏振分离并入射至第二双折射单晶薄片；所述第二双折射单晶薄片用于将脉冲激光由线偏振状态转变为圆偏振状态，并入射至所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洋洋，
申请(专利权)人：周虎基，
类型：发明
国别省市：甘肃,62