[发明专利]一种新型LRCS测试系统的激光发射装置

说明书

技术领域

本发明涉及光电领域，尤其涉及一种新型LRCS测试系统的激光发射装置。

背景技术

激光散射特性是目标光学特性之一，是激光测量系统探测、识别目标的依据，对激光测量系统的论证设计、试验鉴定有重要意义。描述目标激光散射特性最重要的特征量是激光雷达散射截面(LRCS)，它能够全面反映激光波长、目标表面材料及其粗糙度、目标几何结构形状等因素对目标激光散射特性的影响。准确测量激光雷达散射截面是目标激光散射特性研究的基础。

通常LRCS的测量采用比对法。此方法不仅简单，而且消除了大气传输条件和设备本身对测量结果的影响，但必须保证两次测量有相同的入射和探测条件。通常情况下，测量所用的发射激光束是非均匀的，为基模或低阶模高斯光束，待测目标和标准目标大小形状不同，从而导致两次测量入射到目标表面的光强分布不同，即测量入射和探测条件已发生了变化，因此，不能在简单利用比对公式计算目标LRCS，而必须考虑前述条件的变化对测量方程及比对计算公式进行校正，以保证测量精度。

因此，亟需一种用于LRCS测试系统的激光发射装置，以简化测试方法与后期数据处理。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明提供一种新型LRCS测试系统的激光发射装置，可实现LRCS测试系统照射激光光斑的能量均匀分布，从而简化测试方法和后期数据处理，而且照射激光的发散角精确可控。

本发明提供一种新型LRCS测试系统的激光发射装置，包括激光器、扩束镜组、透镜阵列；其中，激光器用于发射激光；扩束镜组用于将所述激光扩束并准直；透镜阵列用于将经过扩束镜组的激光分割及发散，并使发散后的激光子光束在远场叠加，形成能量均匀分布的激光光斑。

优选地，按照激光的发射方向，扩束镜组依次包括第一凹透镜与第一凸透镜。

优选地，所述扩束镜组的物面位于所述激光器发射的激光的束腰处。

优选地，所述扩束镜组的扩束倍率根据所述激光器发射的激光的束散角与束腰直径确定。

优选地，所述扩束镜组与所述激光器发射的激光同轴。

优选地，所述透镜阵列与所述扩束镜组同轴设置。

优选地，所述透镜阵列位于所述扩束镜组扩束并准直的光路后。

优选地，所述透镜阵列由形状相同的多个凹透镜组成。

优选地，所述透镜阵列的发散角等于LRCS测试系统要求的照射激光的发散角。

优选地，所述扩束镜组与所述透镜阵列固定安装于同一镜筒。

根据本发明提出的激光发射装置，能够产生均匀的照射光斑，从而简化了LRCS测试过程和后期的数据处理，提高了测试精度。

附图说明

图1是本发明实施例的新型LRCS测试系统的激光发射装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

本发明的发明人考虑到，目前的LRCS的测量通常采用比对法。一般情况下，LRCS测量所用的发射激光束是非均匀的，为基模或低阶模高斯光束。正如文献《激光雷达散射截面的比对测量法及其精度检测》(红外与激光工程，Vol 40，2011)一文所述，由于照射激光光斑的能量分布是非均匀的，导致照射到标准靶板和被测目标的激光平均能量密度会有差别，为保证测试精度，必须采取更加复杂的测试方法和数据处理方法。基于上述考虑，本发明的发明人提出下列方案。

以下详细介绍本发明的技术方案。

图1示出了本发明的新型LRCS测试系统的激光发射装置，参见图1，所述激光发射装置包括激光器1、扩束镜组2、透镜阵列4。

具体而言，激光器1、扩束镜组2、透镜阵列4在激光发射光路上依次排列，扩束镜组2、透镜阵列4与激光器1发射的激光同轴。其中，激光器1用于发射激光，扩束镜组2的物面位于激光器1发射的激光的束腰处，其扩束倍率根据激光器1发射的激光的束散角与束腰直径确定，所述扩束镜组2用于将所述激光扩束并准直。一般地，按照激光的发射方向，扩束镜组2依次包括第一凹透镜与第一凸透镜，即倒置的伽利略望远镜。因为用于LRCS测试的激光器功率通常很大，这样设置可使光路中的光线没有聚焦，以避免能量集中击穿空气。

实际应用中，扩束镜组2应使扩束后的光束具较高的准直度和较大的光斑直径。