[发明专利]光纤激光器和雷达系统

说明书

本发明涉及一种光纤激光器和雷达系统，光纤激光器包括种子源、光纤耦合器、光纤放大器和补偿光纤，补偿光纤与光纤放大器中的光纤设置于相同环境；光纤耦合器的输入端连接种子源，光纤耦合器的输出端连接光纤放大器的输入端和补偿光纤一端；光纤放大器的输出端发射探测激光，补偿光纤另一端发射参考激光。通过加入补偿光纤，补偿光纤与光纤放大器中的光纤设置于相同环境，由环境温度变化引起的光纤折射率变化同时发生在补偿光纤和光纤放大器的光纤中，降低因为环境温度变化引入额外的测量误差的概率，提高激光测距的准确度。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别是涉及一种光纤激光器和雷达系统。

背景技术

光纤激光器可以应用于雷达系统，通过向被测物体发射激光，根据激光的发射时间、返回时间和光速即可计算得到被测物体与雷达系统之间的距离。

传统的光纤激光器通常由种子源和光纤放大器构成，种子源发射的激光分为两路，其中一路经过光纤放大器后输出，另一路直接输出，两路激光的输出有时延。当使用传统的光纤激光器进行雷达系统的距离测量时，一路激光作为探测激光向被测物体发射，另一路激光作为参考激光向接收端发射，雷达系统根据光速、输出时延和测量得到的接收端接收探测激光与参考激光的时差计算到被测物体的距离。然而，两路激光的输出时延受温度影响较大，采用传统的光纤激光器进行距离测量时易受环境温度变化影响，误差较大，导致激光测距准确度低。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种激光测距准确度高的光纤激光器和雷达系统。

一种光纤激光器，包括种子源、光纤耦合器、光纤放大器和补偿光纤，所述补偿光纤与所述光纤放大器中的光纤设置于相同环境；

所述光纤耦合器的输入端连接所述种子源，所述光纤耦合器的输出端连接所述光纤放大器的输入端和所述补偿光纤一端；

所述种子源输出激光至所述光纤耦合器，所述光纤耦合器将所述激光分成两路光束后分别输送至所述光纤放大器和所述补偿光纤，所述光纤放大器对接收的光束进行放大并由所述光纤放大器的输出端发射探测激光，所述补偿光纤另一端输出参考激光。

上述光纤激光器，种子源用于输出激光到光纤耦合器，光纤耦合器对激光进行耦合分光后输出两路，一路经过光纤放大器进行功率放大后输出探测激光，另一路经过补偿光纤后输出参考激光。通过加入补偿光纤，补偿光纤与光纤放大器中的光纤放置于相同环境，由环境温度变化引起的光纤折射率变化同时发生在补偿光纤和光纤放大器的光纤中，降低因为环境温度变化引入额外的测量误差的概率，提高了激光测距的准确度。

一种雷达系统，包括处理器、激光接收器和上述的光纤激光器，所述处理器连接所述激光接收器；

所述激光接收器接收补偿光纤输出的参考激光，以及接收被测物体反射光纤放大器输出的探测激光得到的反射激光，所述处理器获取所述激光接收器接收所述参考激光的时刻和接收所述反射激光的时刻并计算得到时差，以及根据所述时差、光速和预设输出时延获取所述被测物体与雷达系统的距离。

上述雷达系统，由于采用了上述光纤激光器，同理可提高激光测距的准确度。

附图说明

图1为一实施例中光纤激光器的结构框图；

图2为另一实施例中光纤激光器的结构框图；

图3为一实施例中雷达系统的结构框图。

具体实施方式

光纤激光器通常由种子源提供激光，光纤放大器进行功率放大，其中光纤放大器可能有多级。传统的光纤激光器中种子源发射的激光经耦合分光后分两路输出，一路作为参考激光，另一路经光纤放大器放大后输出探测激光。探测激光与参考激光经过的光路不同，最终的输出时间不同，存在输出时延，输出时延由光纤放大器光路引起。若光纤放大器光路长度为l，光纤纤芯折射率为n，则: