激光主动探测电路系统设计与实验研究.pdf

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1、第33卷第4期光学仪器v01．33，No．42011年8月oPTICALINSTRUMENTSAugust，2011文章编号：1005—5630(2011)04—0086—04激光主动探测电路系统设计与实验研究张瑜1，刘秉琦1，周斌1’2，武东生1’3(1．军械工程学院光学与电子工程系。河北石家庄050003；2．中国人民解放军71192部队，山东文登264400；3．北京理工大学光电学院，北京100081)*摘要：雪崩光电二极管(APD)因其具有很高的内部增益，被广泛应用于光电探测中。根据雪崩光电二极管的雪崩效应及工作

2、原理，采用APD作为激光回波接收单元来探测“猫眼”目标，设计了接收放大电路，并进行了实验研究。结果表明：此探测电路可探测到“猫眼”目标回波且回波信号包含时间与目标距离信息，可保证后续目标的定位，为激光主动探测系统的设计奠定了基础。关键词：雪崩二极管；激光主动探测；“猫眼”目标中图分类号：TN247文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2011．04．018Thedesignandexperimentalinvestigationofcircuitinlaseractivedetectio

3、nsystemZHANGYul。LIUBingqil，ZHOUBinl”，WUDongshen91·3(1．DepartmentofOpticalandElectronicEngineering，OrdnanceEngineeringCollege，Shijiazhuang050003。China,2．Unit71192，People’sLiberationArmy，Wendeng264400，China,3．SchoolofOptoelectronics，BeijingInstituteofTechnology，Bei

4、jing100081·CEm)Abstract：Avalanchephotodiode(APD)iswidelyusedinphoto-detectionbecauseofitshighinteriorgain．BasedontheavalancheeffectandoperatingprincipleofAPD，itwasusedasreceivingunittocapturethereflectedwaveof“cateye”target．areceiving—magnifyingcircuitwasdesigned

5、．Theexperimentofthiscircuithasbeenstudied．Theresultsdemonstratethatthedetectingcircuitcancapturethereflectedwaveof“cateye”targetandthereflectedwavesignalcontainstiminginfoanddistanceinfoofthetarget，thetargetcouldbeaccuratelylocated．Thestudywilllaythefoundationfor

6、thedesignofvariouslaseractivedetectionsystems．Keywords：APD；laseractivedetection；“cateye”target引言随着光电技术的迅速发展，军用光电系统的性能得到了很大的提高，利用这些高性能光电系统既可以准确、迅速侦查敌方情况，还可以对敌方实施精确打击。这些光电系统的光学窗口对入射光有很强的。收稿日期：2011-03—31作者简介：张瑜(1987一)．男．河北无极人．硕士研究生，主要从事光电对抗方面的研究。第4期张瑜，等：激光主动探测电路系统设计

7、与实验研究·87·原路返回特性，即“猫眼”效应Da]。激光主动探测系统正是利用“猫眼”效应原理，通过主动发射激光束对作战区域进行扫描，使用光电探测器接收其反射光并进行信息处理，来实现对光学目标的探测和识别。雪崩光电二极管(avalanchephotodiode，APD)是一种具有内增益能力的光探测器，具有很高的灵敏度，被广泛应用于光纤通信、弱信号检测、激光测距、激光通信、激光雷达、激光敌我识别、星球定向等领域L3．6]。现从APD的检测原理出发，综合考虑激光在传输过程中受到空气、温度、湿度、探测距离等因素的影响，设计了合

8、理的接收放大电路。搭建了APD激光主动探测系统，实现了“猫眼”目标的探测，为APD激光主动探测系统的设计奠定了基础。1APD探测原理雪崩光电二极管(APD)是借助强电场作用产生载流子倍增效应(即雪崩倍增效应)的一种高速光电器件‘7

9、。一般硅和锗雪崩光电二极管的电流增益可达102～103，因此这种管子的灵敏度很高(在A