[发明专利]一种调频连续波激光雷达非线性校正装置及方法

权利要求书

1.一种调频连续波激光雷达非线性校正装置，其特征在于，所述装置包括激光器、波长检测模块、信号控制模块、差分器和积分器，所述激光器、波长检测模块、差分器和积分器构成负反馈环路，其中；

所述激光器，接收一外部输入电流，输出当前检测光至所述波长检测模块；所述波长检测模块，接收所述当前检测光信号，并输出交流电流信号至所述差分器，以及输出直流电流信号至所述信号控制模块；

所述信号控制模块，根据获取的直流电流信号获取到所述当前检测光的波长，并在预先设置的波长与标定电流特性关系中，查找到所述当前检测光的波长所对应的标定电流，并将标定电流信号输出至所述差分器；

所述差分器，将所述交流电流信号与所述标定电流信号进行差值运算，并将差值电流信号发送至所述积分器；

所述积分器，将所述差值电流信号进行运算，输出校正电流信号至所述激光器进行波长反馈调整，并当所述校正电流信号为零时，停止波长调节。

2.如权利要求1所述的调频连续波激光雷达非线性校正装置，其特征在于，所述波长检测模块包括分光器、马赫曾德干涉仪和平衡探测器；

所述激光器输出光信号经过分光器分出一部分作为当前检测光输出至所述马赫曾德干涉仪，另一部分出射到自由空间进行反射回传，所述马赫曾德干涉仪将当前检测光形成相干光，并在所述平衡探测器测得干涉光的拍频信号，并将其转化为电信号。

3.如权利要求2所述的调频连续波激光雷达非线性校正装置，其特征在于，所述马赫曾德干涉仪包括第一耦合器、延时光纤和第二耦合器，所述当前检测光信号经所述第一耦合器分成两路，一路经所述延时光纤，另一路作用于本振光，然后两束光经过所述第二耦合器耦合，所述两束光在所述平衡探测器中相干涉。

4.如权利要求3所述的调频连续波激光雷达非线性校正装置，其特征在于，所述马赫曾德干涉仪用衰减的线性啁啾光栅代替。

5.如权利要求3所述的调频连续波激光雷达非线性校正装置，其特征在于，所述马赫曾德干涉仪用环形谐振器代替。

6.如权利要求3所述的调频连续波激光雷达非线性校正装置，其特征在于，所述平衡探测器包括两个串联的单光电探测器，并输出交流电流信号至所述差分器，以及输出直流电流信号至所述信号控制模块。

7.如权利要求3所述的调频连续波激光雷达非线性校正装置，其特征在于，所述装置还包括标定模块，搭建激光器调频特性实验测量系统，测量得到所述激光器的输入标定电流与输出波长的特性关系。

8.如权利要求7所述的调频连续波激光雷达非线性校正装置，其特征在于，所述信号控制模块包括设置单元、处理单元和查找单元，

所述设置单元，设置并存储将所述激光器的输入标定电流与输出波长的特性关系，建立标定电流与输出波长的对应关系；

所述处理单元，根据接收的直流电流信号，经过模数转换后采样得到当前检测光的光功率，计算得到所述当前检测光的波长；

所述查找单元根据获取的所述当前检测光的波长，在所述特性关系中，查找所述当前检测光的波长所对应的标定电流，并将所述标定电流输出至所述差分器。

9.一种如权利要求1-8任一所述的调频连续波激光雷达非线性校正装置的校正方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、激光器接收一外部输入电流，输出当前检测光至波长检测模块；

S2、所述波长检测模块接收所述当前检测光信号，并输出交流电流信号至所述差分器，以及输出直流电流信号至信号控制模块；

S3、所述信号控制模块根据获取的直流电流信号获取到所述当前检测光的波长，并在预先设置的波长与标定电流特性关系中，查找到所述当前检测光的波长所对应的标定电流，并将标定电流信号输出至差分器；

S4、所述差分器将所述交流电流信号与所述标定电流信号进行差值运算，并将差值电流信号发送至所述积分器；

S5、所述积分器将所述差值电流信号进行运算，输出校正电流信号至所述激光器进行波长反馈调整，并当所述校正电流信号为零时，停止波长调节。

10.如权利要求9所述的调频连续波激光雷达非线性校正方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

根据接收的直流电流信号，经过模数转换后采样得到当前检测光的光功率，计算得到所述当前检测光的波长；

根据获取的所述当前检测光的波长，在所述特性关系中，查找所述当前检测光的波长所对应的标定电流，并将所述标定电流输出至所述差分器。