[发明专利]一种三波段机载激光雷达系统

权利要求书

1.一种三波段机载激光雷达系统，其特征在于：包括激光光源、发射系统、扫描系统、接收光路系统、激光探测系统以及计时系统；

激光光源同步发射出不同波长的三束激光脉冲，并同时向所述计时系统发送一个初始触发信号，计时系统开始计时；

三束激光脉冲经过所述发射系统扩束准直后进入所述扫描系统；

扫描系统控制激光脉冲对待测目标表面进行扫描，激光脉冲经过待测目标表面反射后回到所述扫描系统，所述扫描系统将回波光信号反射至所述接收光路系统；

所述接收光路系统收集目标反射的回波光信号，再将回波光信号反射至激光探测系统；

激光探测系统接收回波光信号，并将回波光信号转化为光电流信号输出；

所述计时系统接收所述光电流信号后结束计时，从而得到待测目标表面到扫描系统的距离信息。

2.根据权利要求1所述的三波段机载激光雷达系统，其特征在于：激光光源包括激光器控制器以及第一光纤激光器、第二光纤激光器、第三光纤激光器；

所述激光器控制器同步控制三个光纤激光器出光并同步发送初始触发信号至计时系统；

所述第一光纤激光器的波长为532nm；所述第二光纤激光器的波长为1064nm；所述第三光纤激光器的波长为1550nm。

3.根据权利要求2所述的三波段机载激光雷达系统，其特征在于：所述发射系统包括同光轴设置的第一扩束准直透镜组、第二扩束准直透镜组以及第三扩束准直透镜组；

所述第一扩束准直透镜组对所述第一光纤激光器输出的光束进行扩束准直；所述第二扩束准直透镜组对所述第二光纤激光器输出的光束进行扩束准直；所述第三扩束准直透镜组对所述第三光纤激光器输出的光束进行扩束准直。

4.根据权利要求3所述的三波段机载激光雷达系统，其特征在于：所述扫描系统包括第一反射镜、第二反射镜、摆镜和与摆镜控制器；

所述第一反射镜的镜面与所述发射系统的光轴成45°角，且所述发射系统的光轴通过所述第一反射镜的中心；所述第二反射镜和所述第一反射镜的镜面平行；所述摆镜与所述第二反射镜的镜面、所述第一反射镜的镜面均平行，并且均与发射系统、接收光路系统的光轴成45°角；

所述摆镜控制器与摆镜连接，控制摆镜以光轴为中心一个维度转动。

5.根据权利要求4所述的三波段机载激光雷达系统，其特征在于：所述接收光路系统包括接收反射主镜和接收反射次镜；所述接收反射主镜的中心开设有一个通光口；

所述扫描系统将待测目标表面反射的回波光信号反射到接收反射主镜，所述接收反射主镜再将回波光信号反射汇聚至所述接收反射次镜，接收反射次镜对回波光信号进行二次反射，并使回波光信号汇聚后穿过所述通光口后被激光探测系统接收。

6.根据权利要求5所述的三波段机载激光雷达系统，其特征在于：所述接收反射主镜和接收反射次镜均为曼金反射镜，反射波段涵盖532nm、1064nm和1550nm。

7.根据权利要求6所述的三波段机载激光雷达系统，其特征在于：所述激光探测系统包括第一分光镜、第二分光镜、第一光电探测器、第二光电探测器以及第三光电探测器；

所述第一分光镜和所述第二分光镜均与所述接收光路系统的光轴成45°角；所述第一分光镜将回波光信号中波长为532nm的信号光以第一分量反射到所述第一光电探测器，并将其余回波光信号透射到所述第二分光镜；

所述第二分光镜将回波光信号中波长为1064nm的信号光以第二分量反射到所述第二光电探测器，并将回波光信号中波长为1550nm的信号光以第三分量透射到所述第三光电探测器。

8.根据权利要求7所述的三波段机载激光雷达系统，其特征在于：所述计时系统包括触发电路和计时电路，所述激光光源发射激光脉冲的同时发送一个初始触发信号到所述触发电路，触发电路触发所述计时电路开始计时；

所述触发电路接收到所述激光探测系统的光电流信号后触发所述计时电路停止计时；计时电路输出开始计时时刻和结束计时时刻的时间差。