[发明专利]一种激光雷达光学收发系统及其反馈调节方法

说明书

本发明提供了一种激光雷达光学收发系统及其反馈调节方法，通过在激光雷达接收端(即激光接收模块)增加基于压电陶瓷的反馈调节系统(即基于压电陶瓷的PID位移台以及温度探测器)，结合相应的反馈调节算法，完成对机械和光路变化的自适应修正，实现了激光雷达光学收发系统的稳定运行，进而极大程度的降低了激光雷达光学收发系统的维护成本，也提高了激光雷达的数据有效性和探测距离。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，更具体地说，涉及一种激光雷达光学收发系统及其反馈调节方法。

背景技术

随着目前环境污染的不断加重，气象要素和污染物的探测就变得尤为重要。

基于高时间和空间分辨率的特性，激光雷达在对于风向、风速以及污染物传输方面的探测大有裨益；具体的，通过改变激光雷达出射激光的种类，比如对激光采用频域和时域上的调制，以改变与大气的作用特性，进而使激光雷达具有探测多种大气参数的能力，例如温度、气压、湿度和风速等大气参数的探测，以及失踪目标包括气溶胶、云和大气分子。

其中，光学收发系统是激光雷达的必备组件之一，其可以直接影响激光雷达的性能；对于光学收发系统而言，其发射模块和接收模块的光轴间距、光束准直性和视场角重叠因子会分别影响激光雷达的近场盲区大小、探测距离远近和数据的有效性。

但是，光学收发系统易受到温度和机械振动的影响，使得空间光耦合率和空间光到光纤系统耦合率降低，从而导致激光雷达信号衰减和盲区变大，严重影响激光雷达的稳定性。

因此，在激光雷达光学收发系统每次运行之间都需要对其进行调节，这就大大提高了激光雷达光学收发系统的维护成本。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种激光雷达光学收发系统及其反馈调节方法，技术方案如下：

一种激光雷达光学收发系统，所述激光雷达光学收发系统包括：

激光发射模块和激光接收模块；所述激光接收模块至少包括数据处理器；

设置在所述激光接收模块上的基于压电陶瓷的PID位移台以及温度探测器；

其中，所述数据处理器基于所述激光接收模块接收的雷达回波信号以及所述温度探测器探测的温度信息，控制所述PID位移台的工作状态，以调节所述雷达回波信号的线性度。

优选的，在上述激光雷达光学收发系统中，所述激光接收模块还包括：

接收望远镜、滤波器以及探测器；

所述接收望远镜、所述滤波器、所述探测器以及所述数据处理器依次连接。

优选的，在上述激光雷达光学收发系统中，所述激光发射模块包括：

激光器以及发射望远镜；

所述激光器用于输出532nm的激光信号至所述发射望远镜。

优选的，在上述激光雷达光学收发系统中，所述激光发射模块包括：

种子激光器、光电调制器、脉冲光纤放大器、大模场光纤以及发射望远镜；

所述种子激光器、所述光电调制器、所述脉冲光纤放大器、所述大模场光纤以及所述发射望远镜依次连接。

一种激光雷达光学收发系统的反馈调节方法，应用于上述任一项所述的激光雷达光学收发系统，所述反馈调节方法包括：

判断是否对所述激光雷达光学收发系统进行修正；

若是，则依据所述温度探测器探测的温度信息确定修正方向；

进行修正操作，以使所述雷达回波信号的线性度满足预设线性度要求。