[发明专利]一种混合式多普勒激光雷达及其使用方法

权利要求书

1.一种混合式多普勒激光雷达，其特征在于，包括：激光光源(1)，光学分束器(2)，光学调制器(3)，光学放大器(4)，环形器(5)，光学收发单元(6)，探测器(7)，信号采集装置(8)和计算机(9)；激光光源(1)发出连续激光，经光学分束器(2)分为两束，其中一束光作为信号光依次经过光学调制器(3)、光学放大器(4)、环形器(5)、光学收发单元(6)后发射至探测空间，其回波信号通过光学收发单元(6)接收，再次通过环形器(5)后进入探测器(7)；另一束光作为本振光进入探测器(7)，与回波信号一起进行相干探测；探测结果经信号采集装置(8)采集并处理；

其中所述光学收发单元(6)包括光学切换元件(61)、光学收发镜头(62)和聚焦透镜(64)；所述光学切换元件(61)用于将入射的信号光交替切换至脉冲光路或连续光路，在所述脉冲光路中，信号光以不同方位角经光学收发镜头(62)出射至探测空间；在所述连续光路中，信号光经聚焦透镜(64)后出射至探测空间的某一高度处；所述光学调制器(3)在脉冲光工作模式下，通过斩波将信号光调制为脉冲光；在连续光工作模式下，所述光学调制器不斩波；所述信号采集装置(8)在脉冲光或连续光的工作模式下具备不同的积分时间和信号处理方式；

所述光学调制器(3)和信号采集装置(8)受计算机(9)控制，均交替执行脉冲光或连续光的工作模式。

2.如权利要求1所述的混合式多普勒激光雷达，其特征在于，所述光学收发单元(6)中的脉冲光路中还包括光分配元件(63)，光束以时分复用的形式被所述光分配元件(63)分配为若干束，再经光学收发镜头(62)发射到探测空间；所述光分配元件(63)分配后的光束在探测空间同一高度上圆对称。

3.如权利要求2所述的混合式多普勒激光雷达，其特征在于，所述光分配元件(63)将光束分配为2束，或3束，或4束，或6束。

4.如权利要求2或3所述的混合式多普勒激光雷达，其特征在于，所述光分配元件(63)为光开关或扫描镜。

5.如权利要求4所述的混合式多普勒激光雷达，其特征在于，当所述光分配元件(63)为光开关时，所述光分配元件(63)与所述光学切换元件(61)为同一器件，受计算机(9)控制而在时序上完成切换和分配。

6.如权利要求1所述的混合式多普勒激光雷达，其特征在于，所述光学收发镜头(62)和所述聚焦透镜(64)在结构上由同一框架固定，或为同一器件。

7.如权利要求1所述的混合式多普勒激光雷达，其特征在于，光学收发单元(6)的连续光路中还包括光偏折元件(65)，以及驱动电机(66)，所述驱动电机(66)带动所述光偏折元件(65)旋转，经过所述聚焦透镜(64)的光束透过光偏折元件(65)后出射到探测空间，聚焦光束在探测空间的焦平面形成连续圆环。

8.如权利要求7所述的混合式多普勒激光雷达，其特征在于，所述光偏折元件(65)为楔形镜。

9.如权利要求7所述的混合式多普勒激光雷达，其特征在于，所述光偏折元件(65)为棱镜。

10.如权利要求7所述的混合式多普勒激光雷达，其特征在于，所述光偏折元件(65)为反射镜，或mems镜。