[发明专利]一种星载激光雷达探测器高精度校准系统

说明书

本发明公开了一种星载激光雷达探测器高精度校准系统，包括：校准光源、毛玻璃、小孔光阑、准直镜、第一耦合镜、光纤和若干个待校准探测器组件；其中，校准光源产生光源经过毛玻璃形成均匀光源，均匀光源经过小孔光阑形成理想点光源，理想点光源经过准直镜形成准直平行光，准直平行光通过第一耦合镜耦合进入光纤，再通过光纤进入第二耦合镜后输出耦合光，耦合光经过滤光片形成过滤光，过滤光经过50/50分光棱镜分成光强相等的两路光，一路光照射标准功率计，另一路光经过衰减片组形成衰减光，衰减光照射到待校准探测器。本发明保障星载激光雷达长时间运行中测量数据的精确性和可靠性。

技术领域

本发明属于适用于地面、海洋和机载的激光雷达系统领域，尤其涉及一种星载激光雷达探测器高精度校准系统。

背景技术

激光雷达较传统雷达有抗干扰能力强，隐蔽性好、体积小、重量轻、探测灵敏度和测量分辨率高等优点，是进几年来各国大力发展的关键技术。随着激光雷达技术的不断成熟，激光雷达从开始的地面平台，转向海洋、机载，甚至星载平台。星载激光雷达能大范围的探测大气气溶胶、云、大气风场、污染气体、地表形貌和植被情况等信息，为气象、环境、林农业、军事等领域提供全面、准确和即时的监控测量数据，具有重要的民用和军用价值。

激光雷达主要由发射系统、接收系统和信息处理等部分组成，星载激光雷达的接收系统由望远镜和光电倍增管或雪崩二极管等高灵敏探测器构成。星载激光雷达的探测器需要在空间环境中长期使用，由于受到空间外部环境和探测器自身寿命等因素的影响，探测器的性能可能会下降，影响到星载激光雷达测量数据的可靠性，所以需要有一套能产生微弱校准光的高精度校准系统进行定期校准。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种星载激光雷达探测器高精度校准系统，对待校准探测器进行灵敏度、线性度和时间响应校准，从而保障星载激光雷达长时间运行中测量数据的精确性和可靠性。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种星载激光雷达探测器高精度校准系统，包括：校准光源、毛玻璃、小孔光阑、准直镜、第一耦合镜、光纤和若干个待校准探测器组件；其中，所述待校准探测器组件包括第二耦合镜、滤光片、50/50分光棱镜、衰减片组、待校准探测器和标准功率计；校准光源产生光源经过毛玻璃形成均匀光源，均匀光源经过小孔光阑形成理想点光源，理想点光源经过准直镜形成准直平行光，准直平行光通过第一耦合镜耦合进入光纤，再通过光纤进入第二耦合镜后输出耦合光，耦合光经过滤光片形成过滤光，过滤光经过50/50分光棱镜分成光强相等的两路光，一路光照射标准功率计，标准功率计实时获取该路光的光强，另一路光经过衰减片组形成衰减光，衰减光照射到待校准探测器。

上述星载激光雷达探测器高精度校准系统中，所述校准光源包括脉冲电源和LED，其中，脉冲电源驱动LED产生脉冲信号光；调节脉冲电源的输出电流强度改变衰减光的强度，当衰减光无法被待校准探测器有效探测的开始时刻时，标准功率计测到光强为P₁，根据光强P₁和衰减片组衰减系数η得到待校准探测器的灵敏度。

上述星载激光雷达探测器高精度校准系统中，根据光强P₁和衰减片组衰减系数η得到待校准探测器的灵敏度P的公式如下：P＝ηP₁。

上述星载激光雷达探测器高精度校准系统中，所述校准光源包括激光器和第二分光棱镜，其中，激光器产生窄脉冲光，窄脉冲光经过第二分光棱镜形成衰减窄脉冲光；衰减光照射到待校准探测器，待校准探测器根据衰减光得到渡越时间、上升时间和下降时间。

上述星载激光雷达探测器高精度校准系统中，第二分光棱镜的分光比可为0.1/99.9～50/50。

上述星载激光雷达探测器高精度校准系统中，激光器产生的窄脉冲光为ns级宽度。

上述星载激光雷达探测器高精度校准系统中，第一耦合镜通过光纤与第二耦合镜相连接。