光纤传输在激光雷达探测距离模拟中的应用.pdf

《光纤传输在激光雷达探测距离模拟中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、142传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第9期光纤传输在激光雷达探测距离模拟中的应用龚桃荣，朱精果，黄琴华，任建峰(中国科学院光电研究院，北京100094)摘要：为了能在室内测试激光雷达的远距离探测能力，提出利用光纤传输时延等效模拟激光在大气中传输时延的方案。首先以激光雷达传输方程为依据对该方案进行了理论分析，定量得出光纤衰减对其模拟激光在大气中距离传播的影响。然后针对1．55m波长激光设计了光纤直路传输模拟和环路传输模拟2种方式，并将光纤距离模拟引入实际激光雷达系统中，采用69．1m单模光纤等效大气传输101

2、．4m，对自由空间3．5m外的模拟目标物进行成像探测，获得了目标表面的三维立体成像。关键词：光纤传输；激光雷达；远距离探测；三维成像中图分类号：TN249文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)09-0142--04ApplicationoffiberpropagationindistancedetectionsimulationofLiDARGONGTao—rong，ZHUJing—guo，HUANGQin—hua，RENJian—feng(AcademyofOpto—electronics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100094

3、，China)Abstract：InordertotestthelongdistancedetectioncapabilityofLiDARinlaboratory，amethodoftimedelaygeneratedbylaserpropagatinginfiberisproposedforequivalenttimedelayinair．First，thetheoreticanalysisofthismethodiscompletedaccordingtopropagationequationofLiDARsystem，andtheimpactoffiberattenuatio

4、nonthefeasibilityofthismethodisgainedquantitatively．Then，twowaysofforthrighttransmissionandcirculatinglooptransmissionaredesignedwith1．55mwavelengthlaser．ThedistancesimulationwithfiberisintroducedtotheLiDARsystem．Thetimedelayof69．1mfiberisequivalenttothatof101．4minair．Lasertransmitsthroughthe69

5、．1mfiber，andthenentersintheLiDARtransmittermodeltodetectasimulacrumobjectwhichis3．5minthefreespaceandthe3Dimageofthesurfaceoftheobjectisobtained．Keywords：fiberpropagation；LiDAR；long—distancedetection；3Dimaging0引言统J。但是在实验室进行LiDAR的检测检校工作受实验激光雷达(1ightdetectionandranging，LiDAR)是在光电室空间的限制，不能完成远距离的检测

6、。为了能在实验室辐射探测和电磁雷达的基础上发展起来的，能对目标表面对LiDAR设备进行远距离检测，AROSTF和AMOR系统中进行高精度方位和距离测量，实现对目标表面的三维立体采用多块反射镜反射的方式来增大传输距离，这种方法需成像，已经广泛地应用于大气探测、城市测绘、空间探索和要对光路进行精密调节，实现比较复杂。本文提出采用光军事侦察等多个领域。LiDAR系统设计完成后，其检测纤传输进行距离模拟的方案，在LiDAR系统中利用光纤传检校过程必不可少。国内外对LiDAR系统的检测检校主输实现对激光在大气中传输距离的模拟，操作更简单，便要方式分为两类：1)建立室外检校场；2)在实验室搭建检

7、捷。测平台。在室外建立检校场既要占用较大的场地又易受天1方案分析与设计气等的影响，所以一般在实验室搭建检测平台进行检校，如1．1方案理论分析麻省理工林肯实验室搭建的“activerangeoftheopticalsys—根据激光雷达原理，激光从发射系统出射后经大气传tentestfacility(AROSTF)”系统和美国空间防御司令部输射向被测目标，经反射或散射再经大气传输后返回激光研制的“advancedmeasurementsopticalrange