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1、第32卷第3期激光与红外Vol.32,No.32002年6月LASER&INFRAREDJune,2002·综述与评论·文章编号:100125078(2002)0320131204脉冲激光测距光源进展霍玉晶,杨成伟,陈千颂(清华大学电子工程系,北京100084)摘要:简要介绍用于激光测距的各种光源:NdYAG∶激光器、CO2激光器、Erglass∶激光器、喇曼频移NdYAG∶激光器、OPO激光器和半导体激光器,并对它们的研究进展和应用前景进行了阐述。关键词:激光测距仪;光源;人眼安全中图分类号:P225.2;TN958.98文献标识码:AReviewonDevelopmento
2、fLaserSourcesinPulsedRangefinderHUOYu2jing,YANGCheng2wei,CHENQian2song(DepartmentofElectronicEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Thelasersources,includingNdYAGlaser,CO∶2laser,Erglasslaser,RamanshiftedNd∶YAGlaser,OPOlaser∶andsemiconductorlaser,inpulsedrangefinderareint
3、roducedbrieflyinthepaper.Thedevelopmentofthisresearchanditsprospectofapplicationarealsoexpatiated.Keywords:laserrangefinder;lasersource;eye-safe1前言浦全固态Nd∶YAG激光器开始取代闪光灯泵浦的用于脉冲激光测距的光源很多。现在比较常用NdYAG∶激光器,成为激光测距仪的新型光源,使Nd的有:Nd∶YAG激光器、CO2激光器、Er玻璃激光器、∶YAG激光测距仪向全固化、小型化发展。这是近年NdYAG∶喇曼频移激光器、光学参量振荡(OPO
4、)激光来NdYAG∶激光测距仪的一个重要发展方向。器和半导体激光器。光源对激光测距仪的性能指标美国约翰·霍普金斯大学应用物理实验室2000(测程,精度等)有很大的影响。下面将对目前常用年研制的用于航天器上的激光测距仪就采用二极管的几种激光测距光源进行简要介绍。泵浦的CrNd∶YAG∶激光器,工作波长1.064μm,采用铌2脉冲激光测距中的光源酸锂(LiNbO3)电光Q开关,脉冲宽度15ns,单脉冲能2.1NdYAG∶激光测距仪量15.3mJ,重复频率从1/8到8Hz。其测程(高度)达[1]NdYAG∶激光测距仪工作在1.06μm的红外光327km,精度<6m,分辨率为0.312
5、m。另一个值得注意的Nd∶YAG激光测距仪的发展波段,具有隐蔽性强,效率高,重复频率高等优点,并4+方向是CrYAG∶被动Q开关的应用。测距常用的已有对1.06μm激光性能非常好的Si雪崩光电探测Nd∶YAG脉冲激光器有主动调Q和被动调Q两种。器(Si-APD)。4+九十年代以来,用Cr∶YAG晶体作被动Q开关的NdYAG∶激光测距仪已经比较成熟。早期的Nd∶YAG激光测距仪大多采用闪光灯泵浦Nd∶YAG激作者简介:霍玉晶(1946-),男,教授,1970年毕业于清华大学光器作光源。如美国军方1974年与RCA公司(美精密仪器系。现任清华大学电子工程系博士生导师,激光与光电子国
6、无线电公司)合作开发的便携式AN/GVS-5型技术研究所所长,清华(中)-Lexel(美)激光与光电子研究所所长。近期主要从事全固态激光器、激光测距仪和激光医学的研究。自激光测距仪就采用闪光灯泵浦的被动染料调QNd∶1990年起在国内外学术杂志发表学术论文200余篇。YAG激光器作测距光源。由于具有效率高,热效应收稿日期:2001212220;修订日期:2002203213小,光束质量好,可靠性高,寿命长等优点,二极管泵132激光与红外第32卷3+4+NdYAG∶激光器,特别是用(Nd,Cr)YAG∶制成的出激光波长为11.14μm。和10.6μm的CO2激光相自调Q激光器研制
7、成的测距仪的体积更小,重复频比,它在大气中的传输性能更好,特别是对水雾的穿[5]率更高,因而在激光测距仪,尤其是在手持式激光测透性能要高两个数量级,在阴雨天或潮湿的条件距仪中具有很好的应用前景。下,可达到更远的测程,因而非常适合激光制导和激国内1998年研制的Nd∶YAG激光测距样机采光测距应用,特别适合装备于海军军舰中。美国正4+用Cr∶YAG被动调Q二极管泵浦的Nd∶YAG激光在海军中装备这种激光测距仪。此外,在激光雷达13[6]器,单脉冲输出能量2-3mJ,脉宽7.5s,光束为系统中,
