[发明专利]一种用于空间交会对接的大动态激光发射装置

说明书

本发明涉及一种用于空间交会对接的大动态激光发射装置。该装置包括：光纤激光器、半导体激光器、半导体驱动电路、准直系统、分光棱镜、调光系统和控制器，所述半导体驱动电路用于驱动所述半导体激光器发射能量可调的激光，经所述光纤激光器发射的激光或所述半导体激光器发出的激光分别通过所述准直系统准直后进入所述分光棱镜，通过所述分光棱镜将透射的激光传播至所述调光系统，经所述调光系统调光后发射出去，所述调光系统在所述控制器的控制下转动。本发明能够满足不同激光测距和激光三维成像的要求，保证激光回波信号在可靠的范围内。

技术领域

本发明涉及激光发射探测技术领域，特别是涉及一种用于空间交会对接的大动态激光发射装置。

背景技术

在激光探测和测量中，影响其识别能力、测距精度及抗干扰能力的首要因素是激光发射装置的激光脉冲质量，可以说激光发射装置是整个测量和探测的关键部分。在交会对接激光测量中，又对激光发射装置有着不同于激光测距和激光三维成像的要求。在激光测距中，远至几千米量级近至几米的测距需求，其发射的激光能量是根据测量距离设定的，在很小的范围内调整，同时不需要实时调整；在激光三维成像领域，一般成像距离在固定小距离范围，如机载lidar，在几千米高度进行探测，而车载的激光三维成像雷达则在几十米范围内成像。

在交会对接激光测量中，需要在几十千米至对接的一米以内，都要完成测量。在整个测量范围内，激光回波的能量变化10¹²倍，为此如何保证激光回波信号在可靠的范围内，是确保系统功能、性能、指标的关键，也是一个难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于空间交会对接的大动态激光发射装置，能够满足不同激光测距和激光三维成像的要求，保证激光回波信号在可靠的范围内。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种用于空间交会对接的大动态激光发射装置，包括：光纤激光器、半导体激光器、半导体驱动电路、准直系统、分光棱镜、调光系统和控制器，所述半导体驱动电路用于驱动所述半导体激光器发射能量可调的激光，经所述光纤激光器发射的激光或所述半导体激光器发出的激光分别通过所述准直系统准直后进入所述分光棱镜，通过所述分光棱镜将透射的激光传播至所述调光系统，经所述调光系统调光后发射出去，所述调光系统在所述控制器的控制下转动。

可选地，所述准直系统包括光纤准直镜和半导体准直镜，所述光纤准直镜设置在所述光纤激光器的出射光路上，所述分光棱镜设置在所述光纤准直镜的出射光路上；所述半导体准直镜设置在所述半导体激光器的出射光路上，所述分光棱镜设置在所述半导体准直镜的出射光路上。

可选地，所述调光系统包括调光盘、调光电机和调光编码器，所述调光盘设置在所述分光棱镜的出射光路上，所述调光电机分别与所述调光盘和所述调光编码器连接。

可选地，所述调光电机为步进电机。

可选地，所述半导体驱动电路包括高压模块H_v、充电限流电阻R₁、脉冲电流限流电阻R₂、储能电容C₁、保护二极管D₁和控制开关K，所述高压模块H_v、所述充电限流电阻R₁、所述储能电容C₁和所述脉冲电流限流电阻R₂依次连接，所述控制开关K位于所述充电限流电阻R₁和所述储能电容C₁之间，所述保护二极管D₁和所述半导体激光器分别与所述脉冲电流限流电阻R₂连接。

可选地，所述控制开关K采用高压MOS管、雪崩晶体管或快速三极管。

可选地，所述光纤激光器的中心波长为1064nm。

可选地，所述半导体激光器的中心波长为905nm。