[发明专利]基于液晶产生混沌的激光测距装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光测距装置，特别是一种利用液晶使任意一种激光器都能产生混沌激光信号，实现激光测距的装置，可应用于工农业生产、军事、通信以及遥感等领域。

背景技术

为解决脉冲激光测距的测量精度依赖脉冲宽度以及连续光调制测距的测量距离较小等问题，人们提出了利用混沌激光进行测距的方法。混沌激光测距由于具有测量精度高，抗干扰能力强等方面的优势目前被人们广泛研究及应用。

在先技术[1](参见Lin F Y，Liu J M.Chaotic lidar.IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics，10(5)：991-997，2004.)其混沌产生装置是利用注入的方法，由主半导体激光器注入到从激光器中来产生混沌激光信号；

在先技术[2](基于半导体激光器的混沌激光测距方法及装置ZL200610012624.0)其产生混沌信号的测距装置是利用调节外部反馈光强度来产生混沌光信号；

在先技术[3](LD抽运固体激光器混沌激光测距的装置及方法ZL200610012625.5)其混沌激光测距装置特点是混沌固体激光器是半导体激光器抽运激光晶体构成，利用外光反馈来产生混沌激光。

上述在先技术[1][2][3]中，共同特点是产生的混沌信号都是通过调制激光器本身来实现的，而通过光注入或光反馈都是破坏原激光器的稳定状态而产生混沌激光，都会使原来激光的波长发生变化，光谱展宽，激光器工作不稳定易损坏。因此产生的混沌激光的信号不稳定，可控性差从而影响测量精度以及测量的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于液晶产生混沌的激光测距装置，以解决现有技术中混沌激光的产生破坏了激光器本身的波长输出特性，工作稳定性以及产生的混沌激光信号的不稳定性等问题。

本发明提供的基于液晶产生混沌的激光测距装置，其包含有激光器、可调滤波片、液晶调制模块、分束镜、准直与发射系统、待测目标、接收系统、光电探测器I、A/D转换器I、光电探测器II、A/D转换器II、可调电延迟线和计算机，其结构特征在于激光器发出的光经过可调滤波片入射到液晶调制模块，其中：

所述的液晶调制模块是激光器发出的光入射到液晶由光电探测器将光信号转为电信号并经过放大延迟系统对电信号进行放大与延迟处理，信号经过模数转换后输入微型计算机中对反馈延迟时间进行监控分析，再经过数模转换后调制液晶驱动电路；

或者是激光器发出的光直接照射到液晶上，并设置有液晶驱动源扰动信号，使液晶分子产生混乱随机的排列，导致经过液晶的光为混沌光。

在上述技术方案中，其液晶调制模块还可以是激光器发出的光入射到偏振片I照射到液晶上经过偏振片II发射出，由光电探测器将光信号转为电信号并经过放大延迟系统对电信号进行放大与延迟处理，信号经过模数转换后输入微型计算机中对反馈延迟时间进行监控分析，再经过数模转换后调制液晶驱动电路。

在上述技术方案中，其激光器发出的光还可以直接照射到偏振片I，经过液晶由偏振片II输出，并设置有液晶驱动源扰动信号，使液晶分子产生混乱随机的排列，导致经过液晶的光为混沌光。

本发明提出的基于液晶产生混沌的激光测距装置，与现有技术相比，利用反馈，驱动扰动以及光注入的方法对液晶进行调制，使液晶分子产生再定位扰动，使任意一种激光器发出的光入射到液晶中都能产生宽带的混沌激光，从而解决了目前混沌激光测距都要破坏激光器本身稳定性的问题，而且激光器的输出特性保持不变，液晶调制模块可控性强，从而实现产生的混沌信号更加稳定，而且便于控制。

附图说明

图1是本发明的基于液晶产生混沌的激光测距装置结构示意图；

图2是本发明的液晶调制模块实施方案的反馈调制结构示意图；

图3是本发明的液晶调制模块实施方案的驱动调制结构示意图

图4是本发明的加偏振改进的反馈调制结构示意图

图5是本发明的加偏振改进的驱动调制结构示意图

图1中：1：激光器；2：可调滤波片；3：液晶调制模块；4：分束镜；5：准直与发射系统；6：待测目标；7：接收系统；8：光电探测器I；9：A/D转换器I；10：光电探测器II；11：A/D转换器II；12：可调电延迟线；13：计算机。

图2中：14：液晶；15：光电探测器；16：放大延迟系统；17：A/D转换器I；18：微型计算机；19：A/D转换器II。

图3中：20：驱动扰动源。