[发明专利]一种无扫描的单光子成像探测激光雷达

权利要求书

1.一种无扫描的单光子成像探测激光雷达，其特征在于，包括：

宽谱脉冲模块，所述宽谱脉冲模块用于输出宽谱脉冲光；

二维色散光收发模块，所述二维色散光收发模块用于将所述宽谱脉冲光在预设光路中进行二维色散，产生二维点阵探测光后输出，且在对探测目标进行探测后接收所述二维点阵探测光，且反向经过所述预设光路后输出反馈探测光；

以及，信号探测模块，所述信号探测模块用于对所述反馈探测光进行色散后，进行单光子计数成像且分析处理得到所述探测目标的信息。

2.根据权利要求1所述的无扫描的单光子成像探测激光雷达，其特征在于，所述二维色散光收发模块包括：

环形器，所述环形器的输入端连接所述宽谱脉冲模块；

设置于所述环形器的第一端口的光路上的第一准直镜，所述环形器的第一端口用于输出所述宽谱脉冲光；

设置于所述第一准直镜的光路上的第一柱面镜；

设置于所述第一柱面镜的光路上的第一色散器件，所述第一色散器件用于将其接收的光在y方向上进行色散；

设置于所述第一色散器件的光路上的第二色散器件，所述第二色散器件用于将其接收的光在x方向上进行色散而得到所述二维点阵探测光；

以及，设置于所述第二色散器件的光路上的收发望远镜，所述收发望远镜用于将所述二维点阵探测光输出，且在对探测目标进行探测后接收所述二维点阵探测光，且反向依次经过所述第二色散器件、所述第一色散器件、所述第一柱面镜和所述第一准直镜后，由所述环形器的第二端口输出所述反馈探测光。

3.根据权利要求2所述的无扫描的单光子成像探测激光雷达，其特征在于，所述信号探测模块包括：

设置于所述反馈探测光的光路上的第二准直镜；

设置于所述第二准直镜的光路上第三色散器件；

设置于所述第三色散器件的光路上的聚焦透镜；

设置于所述聚焦透镜的光路上的单光子计数相机，所述单光子计数相机用于单光子计数成像；

与所述单光子计数相机相连的采集卡，所述采集卡用于采集所述单光子计数相机输出的图像数据；

以及，与所述采集卡相连的计算机，所述计算机用于根据所述图像数据进行分析处理得到所述探测目标的信息。

4.根据权利要求3所述的无扫描的单光子成像探测激光雷达，其特征在于，所述信号探测模块还包括：

第一输入端口接收所述反馈探测光的波分复用器，所述波分复用器的第二输入端口接收泵浦光；

以及，与所述波分复用器的输出端口连接的频率上转换器，所述第二准直镜设置于所述频率上转换器的光路上。

5.根据权利要求3或4所述的无扫描的单光子成像探测激光雷达，其特征在于，所述信号探测模块还包括：

设置于所述第二准直镜和所述第三色散器件之间的第二柱面镜和第四色散器件，所述第四色散器件用于将其接收的光在y方向上进行色散，所述第三色散器件用于将其接收的光在x方向上进行色散；

其中，所述第二柱面镜设置于所述第二准直镜的光路上，所述第四色散器件设置于所述第二柱面镜的光路上，所述第三色散器件设置于所述第四色散器件的光路上。

6.根据权利要求5所述的无扫描的单光子成像探测激光雷达，其特征在于，所述第一色散器件和所述四色散器件为虚像相位阵列、中阶梯光栅和阵列波导光栅中任意一种；

以及，所述第二色散器件和所述第三色散器件为衍射光栅。

7.根据权利要求1所述的无扫描的单光子成像探测激光雷达，其特征在于，所述宽谱脉冲模块包括宽谱脉冲光源；

其中，所述宽谱脉冲光源为飞秒激光光源或放大自发辐射光源。

8.根据权利要求7所述的无扫描的单光子成像探测激光雷达，其特征在于，所述宽谱脉冲模块还包括：

与所述宽谱脉冲光源的输出端相连的色散补偿光纤；

以及，与所述色散补偿光纤的输出端相连的光纤放大器。