[发明专利]一种基于单片集成线性调频双频DFB激光器的测速与测距系统

说明书

本发明提供一种基于单片集成线性调频双频DFB激光器的测速与测距系统，包括注入锁定双频DFB激光器、线性调频微波信号产生器、光分束器、掺铒光纤放大器、光纤环形器、光学收发天线、延迟光纤、光电探测器、混频器、低通滤波器和信号采集与处理模块；本发明使用单片集成线性调频双频DFB激光器作为光源，利用边带注入锁定技术实现两个激光器的相位相关，系统的测量精度等参数指标直接与注入的微波信号的质量相关，降低了系统对激光器光源的要求；信号提取部分由两个个光电探测器和一个混频器组成，降低了信号采集系统对采集带宽的要求。

技术领域

本发明涉及激光测量技术领域，尤其涉及一种基于单片集成线性调频双频DFB激光器的测速与测距系统。

背景技术

调频连续波(FMCW)激光雷达是一种相干探测雷达，它将线性扫频激光作为发射信号，通过提取分析回波信号与发射信号干涉产生的拍频信号进行测量。相比于传统的直接探测雷达，它既可以测距也可以测速，并且具有测量精度高、空间分辨率好、响应速度快、不需要接触测量等优点，应用非常广泛。

线性调频激光雷达的光源主要包括外腔式激光器和电流调谐式半导体激光器两种。外腔式激光器通过改变腔长线性调频，调谐范围大、分辨率高，但是由分立器件构成，难以集成；电流调谐式半导体激光器通过注入三角波电流线性调频，操作简单方便、调谐速度快、体积小、易于集成，但是存在严重的调频非线性问题，会导致线性调频激光雷达的测量精度降低。

现有技术通常采用单频半导体激光器作为线性调频激光雷达的光源，通过注入三角波电流调制激光器输出频率，并采用软件算法或搭建光电锁相环对激光器的调频非线性进行校正，通过提取分析反射光与发射光拍频的相位或频率得到被测物体的距离或速度信息。这种测量方法的系统结构复杂，不易实现，难以维护，而且调频线性度一般，影响测量精度。

综上所述，现有基于线性调频激光器的测速和测距装置具有结构复杂、硬件要求高、难以维护、稳定性差、成本高等问题亟需解决。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种基于单片集成线性调频双频DFB激光器的测速与测距系统，具备结构简单、集成度高、体积小、硬件要求低、便于维护、测量精度高的优势。