[发明专利]双波长自适应距离门激光雷达

权利要求书

1.一种双波长自适应距离门激光雷达，其特征在于，包括双波长激光光源(1)、光学延时器(2)、收发光学系统(3)、分束器(4)、线性探测器(5)、双模信号处理模块(6)、门控电路(7)、单光子面阵探测器(8)，三维图像处理模块(9)；双波长激光光源(1)发射双波长激光，其中一路为基频光，另一路为倍频光；基频光传送至收发光学系统(3)，倍频光经过光学延时器(2)后传送至收发光学系统(3)；收发光学系统(3)对基频光和光学延时后的倍频光进行双波长激光发射和回波接收；收发光学系统(3)将回波激光传送至分束器(4)，分束器(4)将回波激光按波长进行分离，分离后的基频光的回波激光传送至线性探测器(5)，探测的模拟信号经双模信号处理模块(6)进行信号处理后，获取动态目标的距离信息，传送至门控电路(7)作为开门信号，单光子面阵探测器(8)在门控电路(7)设定的距离门内工作，倍频光的回波信号进入单光子面阵探测器(8)，单光子面阵探测器(8)输出的数字信号；双模信号处理模块(6)处理后的基频光的回波信号和倍频光的回波信号传送至三维图像处理模块(9)进行双波长数据融合，获取三维图像。

2.如权利要求1所述的双波长自适应距离门激光雷达，其特征在于，所述双波长激光光源(1)采用Nd:YAG固体激光器。

3.如权利要求2所述的双波长自适应距离门激光雷达，其特征在于，所述双波长激光光源(1)产生的基频光波长为λ₁＝1.06μm；双波长激光光源(1)内设置倍频晶体，通过倍频晶体获取倍频光，其波长为λ₂＝0.53μm。

4.如权利要求3所述的双波长自适应距离门激光雷达，其特征在于，所述光学延时器(2)采用保偏光纤，针对0.53um激光，其材料折射率为n＝1.46，光速c＝3*10^(8)m/s。

5.如权利要求4所述的双波长自适应距离门激光雷达，其特征在于，所述分束器(4)采用短波通二向色镜，截止波长0.75μm，波长0.53μm形成透射光束，波长1.06μm形成反射光束。

6.如权利要求5所述的双波长自适应距离门激光雷达，其特征在于，所述线性探测器(5)采用InGaAs雪崩光电二极管探测器。

7.如权利要求6所述的双波长自适应距离门激光雷达，其特征在于，所述双模信号处理模块(6)首先处理线性探测器(5)输出的λ₁＝1.06μm激光模拟回波信号，获取目标距离信息((T₁-T₀)×c)、发出门控电路(7)距离门开关触发信号(T₁+Δt)；在门控信号作用下，单光子面阵探测器(8)开始工作，λ₂＝0.53μm激光回波信号正好位于距离门开门位置(T₁+Δt)，然后处理0.53μm激光数字回波信号，完成一定景深条件下的目标单光子面阵探测；c为光速，T₀为基频光发射时间，T1为基频光回波时间，Δt为倍频光相对基频光的延时时间。

8.如权利要求7所述的双波长自适应距离门激光雷达，其特征在于，所述单光子面阵探测器(8)选择32×32Si-SPAD探测器。