用于反啁啾调频连续波相干激光雷达的紧凑型光纤结构制造技术

一种用于确定测量装置（２０Ａ）和物体（２１）之间的测量距离的系统和方法，该系统包括：用于产生具有第一波形（３２）和第一频率的第一光束（１３Ａ）的第一激光源（１３）；用于产生具有第二频率的第二光束（１１Ａ）的第二激光源（１１），所述第二光束（１１Ａ）具有第二波形（３６），其中第二频率以第二速率啁啾下降时第一频率以第一速率啁啾上升，第一频率以第一速率啁啾下降时第二频率以第二速率啁啾上升；用于将第一光束（１３Ａ）和第二光束（１１Ａ）结合为结合光束路径（１７）的光学元件（１５），所述光学元件（１５）将结合光束路径（１７）的返回部分分离为第三光束（２４）；以及用于接收所述第三光束（２４）的单独的检测器（２３），第三光束（２４）包括两个与测量距离成比例的不同的差频。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于反啁啾调频连续波相干激光雷达的紧凑型光纤结构
技术介绍
本专利技术总体上涉及用于测量到物体(目标)的距离的光学传感器。众所周知，光通过光纤进行传输，但由于环境对光纤本身的影响，精度会受到影响。这些环境影响能改变光纤中的光程长度以及光的偏振，并会对测量精度产生不利的影响。使用光外差检测可以允许量子噪声水平的光辐射检测。因此，相干光学系统可以改善环境光条件下的幅度、精度、可靠性、扫描幅度、工作景深以及操作。此外，相干系统可以快速地获得足够的关于目标位置的特征信息。光外差检测包括导向目标并从目标反射的源光束。然后，返回的光束与本地振荡器光束在光电检测器上混合以提供光干涉条纹，可以处理该光干涉条纹以提供关于目标的详细信息。光外差技术可以利用源光束和反射光束的相互作用。例如，这些光束可以实质上具有相同波长并且导向在同一光轴上。在这种情况下，由于信噪比(SNR)非常高，所以可以使用小接收孔径，例如，能插入有限的入口区域的非常小的透镜。由于小接收孔径能够提供关于目标的详细信息，所以相干系统的光学组件可以制作得非常小。精密调频激光雷达可以装入一个线性调频(chirp，啁啾)激光源和具有分开的本地振荡器本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于确定测量装置（２０Ａ）的输出（１９）和物体（２１）之间的测量距离的方法，包括以下步骤：从第一激光源（１３）产生具有第一频率的第一光束（１３Ａ）以及从第二激光源（１１）产生具有第二频率的第二光束（１１Ａ）；第二频率以第二速率啁啾向下时第一频率以第一速率啁啾向上；第一频率以第一速率啁啾向下时第二频率以第二速率啁啾向上；结合第一光束（１３Ａ）和第二光束（１１Ａ）；将结合的光束路径（１７）导向物体（２１）；接收与结合光束路径（１７）有关的反射的本地振荡器（ＬＯ）路径光束（４６１）；接收与结合光束路径（１７）有关的目标反射的信号路径光束（４６９）；以及将ＬＯ路径光束（４６１）和目标反射的信号...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US61/096,2612008年9月11日1.一种用于确定测量装置的输出和物体之间的测量距离的方法，包括以下步骤：从第一激光源产生具有第一频率的第一光束以及从第二激光源产生具有第二频率的第二光束；第一激光源和第二激光源的调制周期相同，并且第一激光源与第二激光源具有180°的相位差；第二频率以第二速率啁啾向下时第一频率以第一速率啁啾向上，所述第二速率不同于第一速率；第一频率以第一速率啁啾向下时第二频率以第二速率啁啾向上；第一速率和第二速率是不同的速率；使用光学保偏耦合器结合第一光束和第二光束；将结合光路光束沿输出光纤传播，通过输出光纤的有角度的末端、1/4波片和部分反射器，导向物体；部分反射器提供反射的本地振荡器路径光束；接收与结合光路光束有关的反射的本地振荡器路径光束；接收与结合光路光束有关的目标反射的信号路径光束；其中，回到输出光纤之后，目标反射的信号路径光束与反射的本地振荡器路径光束处于承载相同正交偏振轴的输出光纤中；并且其中输出光纤中的背向散射光的偏振与反射的本地振荡器路径光束的偏振正交；通过光学保偏耦合器将反射的本地振荡器路径光束及与结合光路光束有关的目标反射的信号路径光束通过第二光纤传送至单独的检测器；将本地振荡器路径光束和目标反射的信号路径光束进行外差以产生两个与测量的距离成比例的不同的差频，由单独的检测器检测两个差频。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由作为第一激光源的保偏光纤尾纤激光二极管产生第一光束和由作为第二激光源的保偏光纤尾纤激光二极管产生第二光束。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含以下步骤：防止背向散射的光扰乱第一光束和第二光束的调谐特性。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述防止步骤包含以下步骤：光学隔离结合光路光束。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含以下步骤：将结合光路光束向物体的测量区域聚焦。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述聚焦步骤包含：从固定焦距系统和可调焦系统中选择聚焦装置。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含以下步骤：通过使用参考标准产生绝对距离测量。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述参考标准是迈克尔逊配置的光纤干...

【专利技术属性】
技术研发人员：美娜·里兹克，
申请(专利权)人：尼康计量公众有限公司，
类型：发明
国别省市：BE