[发明专利]基于最佳孔径滤除噪声的涡旋光测距系统有效
申请号: | 201810084480.2 | 申请日: | 2018-01-29 |
公开(公告)号: | CN108226947B | 公开(公告)日: | 2021-09-24 |
发明(设计)人: | 张子静;赵远;张建东;靳辰飞;宋杰 | 申请(专利权)人: | 哈尔滨工业大学 |
主分类号: | G01S17/08 | 分类号: | G01S17/08;G01S7/481;G01S7/497 |
代理公司: | 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109 | 代理人: | 高倩 |
地址: | 150001 黑龙*** | 国省代码: | 黑龙江;23 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 最佳 孔径 噪声 涡旋 测距 系统 | ||
为了解决现有测距系统无法有效滤除背景噪声的问题,本发明提供一种基于最佳孔径滤除噪声的涡旋光测距系统,属于量子信息技术领域。所述测距系统包括:激光器发射出的激光经过分光棱镜后被分成两束,一束作为触发信号进入PIN型光电二极管,进而触发处理器开始计时;另一束入射至第一螺旋相位板、第一卡塞格林望远镜至目标,经目标后产生回波信号;回波信号经第二卡塞格林望远镜接收,依次经第二螺旋相位板、可调光阑、探测器探测,处理器对探测后电信号后计时结束;根据螺旋相位板的阶数,设计可调光阑的通光孔径,使探测器的输出功率信噪比等于,此时可调光阑的通光孔径为最佳孔径,提高了测量精度。
技术领域
本发明涉及属于量子信息技术领域,特别是一种适合于远距离测距系统中背景噪声的滤除以及接收孔径的设计的系统。
背景技术
利用飞行时间法进行远距离探测是一个探测领域热情不减的研究领域,但是伴随而来的背景噪声是一个不易解决的困扰,这一定程度上限制了该项技术的使用,以往的做法通常是通过滤波片滤出一部分背景噪声,但是与发射信号相同波长的背景噪声依然无法有效滤除。因此急需一种可以实现高效滤除背景噪声的方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有测距系统无法有效滤除背景噪声的问题,本发明提供一种基于最佳孔径滤除噪声的涡旋光测距系统。
本发明的基于最佳孔径滤除噪声的涡旋光测距系统,所述测距系统包括激光器1、分光棱镜2、PIN型光电二极管3、第一螺旋相位板4-1、第二螺旋相位板4-2、第一望远镜系统5-1、第二望远镜系统5-2、可调光阑7、探测器8和处理器9;
激光器1发射出的激光经过分光棱镜2后被分成两束,一束作为触发信号进入PIN型光电二极管3,进而触发处理器9开始计时;另一束入射至第一螺旋相位板4-1,该第一螺旋相位板4-1发射出涡旋光束至第一望远镜系统5-1,经第一望远镜系统5-1扩束后发射至目标10,经目标10后产生回波信号;
所述回波信号经第二望远镜系统5-2接收,第二望远镜系统5-2接收的光信号经第二螺旋相位板4-2进行解调后,经可调光阑7将解调后的光信号中的背景噪声滤除,滤除噪声后的光信号通过光纤耦合进探测器8探测,探测后电信号发送至处理器9,此时处理器9计时结束;
所述第一螺旋相位板4-1和第二螺旋相位板4-2的阶数相反;
根据第一螺旋相位板4-1的阶数,设计可调光阑7的通光孔径,使探测器8的输出功率信噪比等于1,此时可调光阑7的通光孔径为最佳孔径。
优选的是,所述测距系统还包括凸透镜6;
凸透镜6设置在可调光阑7和第二螺旋相位板4-2之间,第二螺旋相位板4-2解调后的光信号经过凸透镜6后入射至可调光阑7。
优选的是,探测器8的输出功率信噪比等于1的条件为:
W0表示背景噪声光信号经过可调光阑7通光孔径的通光量;
Ws表示涡旋光信号经过可调光阑7通光孔径的通光量。
优选的是,所述第一望远镜系统5-1和第二望远镜系统5-2均采用卡塞格林望远镜实现。
优选的是,所述激光器1为单模激光源。
上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代,只要能够达到本发明的目的。
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