[发明专利]一种用于高光谱激光雷达的共焦激光鉴频器

权利要求书

1.一种用于高光谱激光雷达的共焦激光鉴频器，其特征在于：包括共焦腔镜(1)，连接在所述共焦腔镜(1)一侧的压电陶瓷(2)，设置在所述共焦腔镜(1)另一侧的光电探测器(3)和与所述压电陶瓷(2)、所述光电探测器(3)均电连接的综控电路(4)；

所述共焦腔镜(1)包括平行放置的第一共焦腔镜(11)和第二共焦腔镜(12)，所述第一共焦腔镜(11)、所述第二共焦腔镜(12)为曲率相同并镀有相同激光透过率介质膜的凹面镜，所述第一共焦腔镜(11)、所述第二共焦腔镜(12)均放置在镜片焦平面处并且与所述压电陶瓷(2)组成使激光自再现的共焦腔；

所述压电陶瓷(2)用于在所述综控电路(4)的控制下进行第一模式激光扫描和第二模式激光扫描，所述第二模式激光扫描的扫描范围小于所述第一模式扫描的扫描范围；

所述光电探测器(3)用于监测通过所述共焦腔的锁频激光并将产生的谐振信号反馈给所述综控电路(4)；

所述综控电路(4)用于通过控制所述压电陶瓷(2)步长控制所述共焦腔腔长，所述综控电路(4)用于接收所述光电探测器(3)反馈的所述谐振信号并通过所述第一模式激光扫描和所述第二模式激光扫描双重结合控制所述共焦腔腔长以对雷达探测到的回波光进行鉴频。

2.根据权利要求1所述的一种用于高光谱激光雷达的共焦激光鉴频器，其特征在于：所述锁频激光为单频激光且沿垂直于所述共焦腔镜(1)方向入射，穿过所述压电陶瓷(2)和所述共焦腔，入射到所述光电探测器(3)；

所述回波光沿垂直于所述共焦腔镜(1)方向入射，在所述综控电路(4)控制下，穿过所述压电陶瓷(2)和所述共焦腔，入射到所述光电探测器(3)。

3.根据权利要求1所述的一种用于高光谱激光雷达的共焦激光鉴频器，其特征在于：鉴频器使用方法包括如下步骤：

S1、共焦腔粗扫描：所述综控电路(4)设置在粗扫描状态，所述综控电路(4)控制所述压电陶瓷(2)进行第一模式激光扫描，当所述锁频激光沿垂直所述共焦腔的方向入射时，所述锁频激光穿过所述共焦腔后射向所述光电探测器(3)，所述光电探测器(3)探测到所述锁频激光并产生所述谐振信号反馈给所述综控电路(4)；

S2、共焦腔细扫描：所述综控电路(4)接到所述谐振信号后进入细扫描状态，所述综控电路(4)控制所述压电陶瓷(2)进行第二模式激光扫描，所述锁频激光穿过所述共焦腔后射向所述光电探测器(3)，所述光电探测器(3)探测到所述锁频激光并产生精确谐振信号反馈给所述综控电路(4)；

S3、修正及鉴频：所述综控电路(4)根据所述精确谐振信号，通过算法修正532nm谐振峰和1064nm谐振峰位置，保持所述共焦腔腔长不变，探测雷达532nm回波信号完成鉴频。

4.根据权利要求3所述的一种用于高光谱激光雷达的共焦激光鉴频器，其特征在于：步骤S1中，所述粗扫描状态为等分扫描，对应所述共焦腔腔长等间隔连续变化，寻找所述谐振主峰，所述谐振信号是根据比较算法判断谐振峰满足所述谐振主峰条件后发出的信号。

5.根据权利要求4所述的一种用于高光谱激光雷达的共焦激光鉴频器，其特征在于：步骤S2中，所述细扫描状态为根据所述谐振主峰对应的所述压电陶瓷(2)驱动电压，将所述压电陶瓷(2)扫描电压范围压缩到全范围的四分之一并且根据算法进行的等分不变。

6.根据权利要求1所述的一种用于高光谱激光雷达的共焦激光鉴频器，其特征在于：所述第一共焦腔镜(11)、所述第二共焦腔镜(12)材质为JGS1、ZF6、K9玻璃中的一种；

所述光电探测器(3)使用高速Si光电探测器。

7.根据权利要求1所述的一种用于高光谱激光雷达的共焦激光鉴频器，其特征在于：所述压电陶瓷(2)为多芯片粘合而成的分离式环形促动器，所述压电陶瓷(2)两端装有陶瓷端板并采用金属封装。

8.根据权利要求1所述的一种用于高光谱激光雷达的共焦激光鉴频器，其特征在于：所述压电陶瓷(2)步进精度为0.1nm，所述压电陶瓷(2)行程为5～10μm。