[发明专利]真空低温下激光雷达收发光轴匹配性测试装置

说明书

本发明提供了一种真空低温下激光雷达收发光轴匹配性测试装置，包括真空罐(1)、焦面光束质量分析器(2)、大口径真空低温平行光管(3)、标准平面镜(4)、光轴平移反射镜组(5)、标定车(6)、激光雷达(7)。本发明特点在于大口径真空低温平行光管的光轴与激光雷达接收系统光轴保持一致，且两个发射激光孔径均在大口径真空低温平行光管的有效口径范围内，两个发射系统分别发射激光通过光轴平移反射镜组及大口径真空低温平行光管成像至焦面光束质量分析器上，本发明特别适用于低温条件下激光雷达进行收发光轴匹配性测试，具有测试精度高、真空低温适应性强的特点。

技术领域

本发明涉及激光雷达收发光轴匹配性测试领域，具体涉及真空低温下激光雷达收发光轴匹配性测试装置，尤其是涉及一种真空低温下高精度光轴匹配性测试装置，应用于大气探测激光雷达在真空低温条件下进行性能参数测试。

背景技术

激光雷达是传统雷达技术、现代激光技术及先进的信息数据处理技术耦合的产物，基本原理就是利用激光发射系统发射的光源收集被探测物的散射光特性，通过比较收发光波的相位、频率及偏振特性差异性来获取被测物体的相关物理信息。在大气探测方面，可以精确测量大气中的云、气溶胶和痕量气体特性，具有“主动式”探测手段实现对大气全天候监测、气象观测。

激光雷达作为“主动式”探测设备，其在大气层外发射已知参数的激光源到达云、气溶胶等表面反射至激光雷达接收系统。为了确保激光雷达发射光源能被接收系统探测，需要探测设备的收发光轴严格一致，所以激光雷达在发射前利用光轴平行性检测设备进行收发光轴匹配性测试，亟需开展激光雷达真空低温下收发光轴匹配性测试方法的研究，实现正常工作运行情况下，进行激光雷达性能测试，这些技术的解决和应用，对于实现激光雷达在大气探测方面的应用具有决定性的作用。

与本申请相关的现有技术是专利文献CN108983199A，公开了一种激光雷达的性能验证方法，包括如下步骤：S1：进行产品的安全验证，S2：对符合对应的安全等级要求的激光雷达进行性能验证，性能验证包括空间分辨率验证、不同天气条件下的检测范围验证、走航监控功能验证、高低温工况验证和环境可靠性验证。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种真空低温下激光雷达收发光轴匹配性测试装置。

根据本发明提供的一种真空低温下激光雷达收发光轴匹配性测试装置，包括真空罐、焦面光束质量分析器、大口径真空低温平行光管、标准平面镜、光轴平移反射镜组、标定车、激光雷达；

所述焦面光束质量分析器、大口径真空低温平行光管、标准平面镜、光轴平移反射镜组、激光雷达均布局在真空罐内；

焦面光束质量分析器位于大口径真空低温平行光管焦平面处；

焦面光束质量分析器、大口径真空低温平行光管、标准平面镜、光轴平移反射镜组、激光雷达按测试流程安装至标定车上。

优选地，激光雷达的两个发射光孔均在大口径真空低温平行光管(3)的口径范围内，且雷达接收系统口径与大口径真空低温平行光管的通光口径有重叠。

优选地，大口径真空低温平行光管的口径为D1，谱段为δ，焦距为f，后截距Lf，波像差为RMS，则有D1≥Φ600mm，δ∈[400nm～1700nm]，f≥10000mm，Lf≥300mm，RMS≤1/10λ，λ＝0.6328μm，且大口径真空低温平行光管能够主动控温，工作温度T∈[20℃，25℃]。

优选地，标准平面镜的口径为D2，波像差为RMS’，则有D2≥Φ600mm，光学波前RMS’≤λ/15。

优选地，在测试前，借助标准平面镜完成雷达接收系统光轴和大口径真空低温平行光管系统光轴一致性校准。

优选地，在测试前，借助标准平面镜完成大口径真空低温平行光管系统焦平面标定，并将焦面光束质量分析器定位安装至该标定位置。