本公开提供了一种相干探测装置、光学棱镜及相干测速系统，其中，相干探测装置包括激光源、光学棱镜、拍频元件和光电探测器。激光源用于发出激光；光学棱镜被配置为将激光折射为投向目标物的多束激光分束，并且接收多束激光分束从目标物反射或散射回的信号光；拍频元件被配置为将信号光和激光的本振光进行相干拍频，产生拍频光；光电探测器用于将接收拍频光并转化为电信号，拍频光最终能够反演出目标物的移动速度，本公开中的光学棱镜结构简单，实现了相干探测装置的结构简化，有利于提高装置的稳定性，方便维护，并且有效地降低了成本。并且有效地降低了成本。并且有效地降低了成本。
【技术实现步骤摘要】
相干探测装置、光学棱镜及相干测速系统
[0001]本公开涉及光学相干
，特别涉及一种相干探测装置；本公开还涉及一种应用于上述相干探测装置的光学棱镜，以及一种包括上述相干探测装置的相干测速系统。
技术介绍
[0002]在相干测速系统中，激光源向目标发射激光，通过光学扫描装置将发射出去的激光进行偏转，对目标进行扫描探测，并且接收从目标物反射或散射的信号光，并在扫描过程中实时反馈角度位置信息。将接收的信号与发射的探测信号进行比较，经过适当处理后，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，从而对目标进行探测、跟踪和识别。
[0003]光学扫描装置是激光雷达的重要组成部分，目前的光学扫描装置主要有以下两种：第一种装置中采用两组反射镜发射并接收信号，参见附图1，通过转动部件使两组反射镜以互成一定锥角的方式进行旋转，以实现光学扫描；第二种装置中采用楔形的光学棱镜发射并接收信号，参见附图2，通过转动部件带动光学棱镜转动以实现光学扫描。
[0004]上述两种光学扫描装置均需要通过转动部件带动旋转，转动部件往往结构比较复杂和笨重，成本较高，长期工作稳定性差，需定期维护，给系统的小型化和稳定性带来了挑战和不利因素。
技术实现思路
[0005]本公开为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种相干探测装置、光学棱镜及相干测速系统。
[0006]根据本公开的第一方面，提供了一种相干探测装置，包括：
[0007]激光源，所述激光源用于发出激光；
[0008]光学棱镜，所述光学棱镜被配置为将所述激光折射为投向目标物的多束激光分束，并且接收多束所述激光分束从目标物反射或散射回的信号光；
[0009]拍频元件，所述拍频元件被配置为将所述信号光和所述激光的本振光进行相干拍频，产生拍频光；
[0010]光电探测器，所述光电探测器用于将接收所述拍频光并转化为电信号。
[0011]在本公开的一个实施例中，所述光学棱镜包括用于接收激光的入射面，以及用于折射出激光分束的多个折射面，多个所述折射面分别相对于所述入射面倾斜。
[0012]在本公开的一个实施例中，多个所述折射面被配置为接收并折射所述信号光，以使所述信号光沿着所述激光的路径从所述入射面逆向射出。
[0013]在本公开的一个实施例中，多个所述折射面相对于所述入射面向不同方向倾斜。
[0014]在本公开的一个实施例中，多个所述折射面与所述入射面之间的倾斜角度α设置在5
°
至12
°
。
[0015]在本公开的一个实施例中，多个所述激光分束分别与所述激光之间形成的夹角β
设置在10
°
至35
°
。
[0016]在本公开的一个实施例中，所述光学棱镜的折射率n1设置在 1.45至4之间。
[0017]在本公开的一个实施例中，多个所述折射面在所述光学棱镜端面的圆周方向上均匀分布。
[0018]在本公开的一个实施例中，多个所述折射面从所述光学棱镜的边缘至中心逐渐向所述入射面的方向倾斜。
[0019]在本公开的一个实施例中，多个所述折射面的形状和面积相同。
[0020]在本公开的一个实施例中，多个所述折射面均设置为扇形结构，所述折射面设置有四个并且构成锥形结构。
[0021]在本公开的一个实施例中，还包括准直元件，所述准直元件被配置将所述激光源发射的激光进行准直后发射至所述光学棱镜，并且将所述光学棱镜接收的信号光发射至所述拍频元件。
[0022]根据本公开的第二方面，还提供了一种光学棱镜，包括用于接收激光的入射面，以及用于折射出激光分束的多个折射面，多个所述折射面分别与所述入射面形成倾斜角度；
[0023]所述折射面被配置为，将多束所述激光分束投向目标物，接收并折射多束所述激光分束从目标物反射或散射回的信号光，以使所述信号光沿着所述激光的路径从所述入射面逆向射出。
[0024]根据本公开的第三方面，还提供了一种相干测速系统，包括上述实施例中的相干探测装置。
[0025]在本公开的一个实施例中，所述相干测速系统为多普勒测风激光雷达。
[0026]本公开的一个有益效果在于，相干探测装置通过光学棱镜将激光折射出多束投向目标物的激光分束，并接收目标物反射或散射回的信号光，相比于目前光学扫描装置通过旋转进行光学扫描的方式，省去了旋转部件，实现了相干探测装置的结构简化，有利于提高装置的稳定性，方便维护，并且有效降低了成本。
[0027]通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0028]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且连同其说明一起用于解释本公开的原理。
[0029]图1是本公开的
技术介绍
示意图；
[0030]图2是本公开的
技术介绍
示意图；
[0031]图3是本公开一实施例提供的相干探测装置的整体结构示意图；
[0032]图4是本公开一实施例提供的光学棱镜折射激光的示意图；
[0033]图5是本公开一实施例提供的光学棱镜接收信号光的示意图；
[0034]图6是本公开一实施例提供的光学棱镜的结构示意图；
[0035]图7是本公开一实施例提供的光学棱镜包括四个折射面时的正视图；
[0036]图8是本公开一实施例提供的光学棱镜包括三个折射面时的正视图；
[0037]图9是本公开一实施例提供的光学棱镜包括五个折射面时的正视图；
[0038]图10是本公开一实施例提供的多普勒测风激光雷达结构示意图。图1至图10中各组件名称和附图标记之间的一一对应关系如下：
[0039]1、激光源；2、准直元件；3、光学棱镜；31、入射面；32、折射面；4、拍频元件；5、光电探测器。
具体实施方式
[0040]现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
[0041]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
[0042]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0043]在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0044]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讨论。
[0045]在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种相干探测装置，其特征在于，包括：激光源(1)，所述激光源(1)用于发出激光；光学棱镜(3)，所述光学棱镜(3)被配置为将所述激光折射为投向目标物的多束激光分束，并且接收多束所述激光分束从目标物反射或散射回的信号光；拍频元件(4)，所述拍频元件(4)被配置为将所述信号光和所述激光的本振光进行相干拍频，产生拍频光；光电探测器(5)，所述光电探测器(5)用于将接收所述拍频光并转化为电信号。2.根据权利要求1所述的相干探测装置，其特征在于，所述光学棱镜(3)包括用于接收激光的入射面(31)，以及用于折射出激光分束的多个折射面(32)，多个所述折射面(32)分别相对于所述入射面(31)倾斜。3.根据权利要求2所述的相干探测装置，其特征在于，多个所述折射面(32)被配置为接收并折射所述信号光，以使所述信号光沿着所述激光的路径从所述入射面(31)逆向射出。4.根据权利要求2所述的相干探测装置，其特征在于，多个所述折射面(32)相对于所述入射面(31)向不同方向倾斜。5.根据权利要求3所述的相干探测装置，其特征在于，多个所述折射面(32)与所述入射面(31)之间的倾斜角度α设置在5
°
至12
°
。6.根据权利要求2所述的相干探测装置，其特征在于，多个所述激光分束分别与所述激光之间形成的夹角β设置在10
°
至35
°
。7.根据权利要求2所述的相干探测装置，其特征在于，所述光学棱镜(3)的折射率n1设置在1....
【专利技术属性】
技术研发人员：张国亮，舒仕江，马骁，任晓东，
申请(专利权)人：北京敏视达雷达有限公司，
类型：新型
国别省市：
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