【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光雷达，更具体地，涉及一种激光雷达接收系统。
技术介绍
1、激光扫描技术是快速、高效获取空间数据的重要手段之一。对于三维激光扫描仪，如果采用单通道接收并处理不同距离的目标的回波信息，大动态范围下的回波幅值变化区间较大，不同幅值的信号都只能用同一个放大倍数，信号处理的效果较差。如果采用多通道接收模式，则可以分别处理不同幅值的回波信号，设置不同的放大倍数，使信号都可以被放大到合适的区间内，实现大动态范围的精细遥感探测，提高激光雷达的探测能力和精度。目前实现多通道探测的方式主要有两种：分光技术和电路分离技术。电路分离方式中可获得的电路放大通道数有限，一般只分为两路电路通道，若需要更大的动态范围，需要结合分光技术，采用多光学通道的接收系统。多通道接收系统中光束被多次聚焦、准直，系统在光轴方向的长度较大，增大了激光雷达系统的体积。采用大数值孔径的透镜能够减小光路轴向长度，但对接收系统中光阑的加工和装配精度要求较高，使光轴调试难度增大。
技术实现思路
1、本专利技术通过提供一种激光雷达接收系统，解决现有技术中激光雷达接收系统的体积较大或光阑的加工装配精度要求较高的问题。
2、本专利技术提供一种激光雷达接收系统，包括：聚焦系统和分光系统；
3、所述聚焦系统包括主聚焦透镜、光路折叠组件和光阑；所述主聚焦透镜包括折射式主镜和反射式次镜，所述光路折叠组件用于对光路进行折叠，所述折射式主镜、所述反射式次镜和所述光路折叠组件构成折反式卡塞格林系统；经所述折反式卡塞格
4、所述分光系统用于对来自所述聚焦系统的激光光束进行分光，并利用多路接收通道对分光后得到的多束光束分别进行接收探测。
5、优选的，所述光路折叠组件为一个平面反射镜，用于对光路进行一次折叠；激光光束依次经所述折射式主镜折射、所述平面反射镜反射以及所述反射式次镜反射后聚焦至所述光阑。
6、优选的，所述光阑与所述平面反射镜集成为一个元件。
7、优选的，所述光阑与所述平面反射镜采用机械机构联结。
8、优选的，所述光路折叠组件包括第一平面反射镜和第二平面反射镜，用于对光路进行两次折叠；激光光束依次经所述折射式主镜折射、所述第一平面反射镜反射、所述反射式次镜反射后，入射至相对所述第一平面反射镜倾斜放置的所述第二平面反射镜；激光光束经所述第二平面反射镜的反射再次改变光轴方向后聚焦至所述光阑。
9、优选的，所述折射式主镜采用平凸透镜，所述反射式次镜采用凸面反射镜，所述凸面反射镜的机械直径小于所述平凸透镜的机械直径。
10、优选的，所述凸面反射镜嵌于所述平凸透镜的内部。
11、优选的，所述凸面反射镜和所述平凸透镜采用粘贴或机械固定的方式进行定位。
12、优选的，所述分光系统包括准直透镜、至少一个分束镜和多路接收通道；所述接收通道的数量为所述分束镜数量的两倍，每路接收通道上均设置有聚焦透镜和探测器。
13、优选的，所述分光系统包括准直透镜、分束镜、第一聚焦透镜、第一探测器、第二聚焦透镜和第二探测器。
14、本专利技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
15、(1)本专利技术对传统反射式卡塞格林系统进行改进，一方面利用光路折叠组件对光路进行折叠，另一方面以折射式主镜、反射式次镜和光路折叠组件构成改进的折反式卡塞格林系统，使得本专利技术能够有效减小系统在光轴方向的长度，缩小激光雷达接收系统的体积，同时能够减小光学系统的数值孔径，使光阑附近光线的视场角较小，由于减小了光学系统的数值孔径，因此也降低了对光阑的加工装配精度要求。本专利技术的加工难度和系统装调难度较小，具备批量化生产的条件。
16、(2)本专利技术提供的激光雷达接收系统将聚焦系统和分光系统进行组合，激光光束经过聚焦系统后再进行准直和分光，在形成多路接收通道以增大系统动态范围的同时，能够保证激光雷达接收系统具有较好的探测精度和紧凑的结构分布。即本专利技术利用聚焦系统结合分光光路，能够满足激光雷达高精度、大动态范围、小体积的需求，能够获取高信噪比、大动态范围的激光回波信号，实现目标三维信息的高精度探测。
17、(3)利用光路折叠组件对光路进行两次或多次折叠的情况相对于一次折叠，能够进一步减小激光雷达接收系统在激光入射方向的长度，特别适用于对该方向长度要求极严苛的应用场合。
18、(4)在折射式主镜采用平凸透镜，反射式次镜采用凸面反射镜，且凸面反射镜嵌于平凸透镜的内部时，即本专利技术在卡塞格林光路的基础上，将主镜设计为透镜，将次镜嵌入主镜的镜体中时，光路更加紧凑，能够进一步缩小激光雷达接收系统的体积，同时为设置光阑提供了光学基础。
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1.一种激光雷达接收系统，其特征在于，包括：聚焦系统和分光系统；
2.根据权利要求1所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述光路折叠组件为一个平面反射镜，用于对光路进行一次折叠；激光光束依次经所述折射式主镜折射、所述平面反射镜反射以及所述反射式次镜反射后聚焦至所述光阑。
3.根据权利要求2所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述光阑与所述平面反射镜集成为一个元件。
4.根据权利要求2所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述光阑与所述平面反射镜采用机械机构联结。
5.根据权利要求1所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述光路折叠组件包括第一平面反射镜和第二平面反射镜，用于对光路进行两次折叠；激光光束依次经所述折射式主镜折射、所述第一平面反射镜反射、所述反射式次镜反射后，入射至相对所述第一平面反射镜倾斜放置的所述第二平面反射镜；激光光束经所述第二平面反射镜的反射再次改变光轴方向后聚焦至所述光阑。
6.根据权利要求1所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述折射式主镜采用平凸透镜，所述反射式次镜采用凸面反射镜，所述凸面反射镜的机
7.根据权利要求6所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述凸面反射镜嵌于所述平凸透镜的内部。
8.根据权利要求6所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述凸面反射镜和所述平凸透镜采用粘贴或机械固定的方式进行定位。
9.根据权利要求1所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述分光系统包括准直透镜、至少一个分束镜和多路接收通道；所述接收通道的数量为所述分束镜数量的两倍，每路接收通道上均设置有聚焦透镜和探测器。
10.根据权利要求9所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述分光系统包括准直透镜、分束镜、第一聚焦透镜、第一探测器、第二聚焦透镜和第二探测器。
...【技术特征摘要】
1.一种激光雷达接收系统，其特征在于，包括：聚焦系统和分光系统；
2.根据权利要求1所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述光路折叠组件为一个平面反射镜，用于对光路进行一次折叠；激光光束依次经所述折射式主镜折射、所述平面反射镜反射以及所述反射式次镜反射后聚焦至所述光阑。
3.根据权利要求2所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述光阑与所述平面反射镜集成为一个元件。
4.根据权利要求2所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述光阑与所述平面反射镜采用机械机构联结。
5.根据权利要求1所述的激光雷达接收系统，其特征在于，所述光路折叠组件包括第一平面反射镜和第二平面反射镜，用于对光路进行两次折叠；激光光束依次经所述折射式主镜折射、所述第一平面反射镜反射、所述反射式次镜反射后，入射至相对所述第一平面反射镜倾斜放置的所述第二平面反射镜；激光光束经所述第二平面反射镜的反...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛庆洲，吴安磊，胡雪晴，
申请(专利权)人：武汉珞珈伊云光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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