[发明专利]一种基于量子光场的量子激光雷达系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于量子光场的量子激光雷达系统，包括激光器，激光器分别射出信号光和泵浦光，信号光经过第一全反镜和第一双色镜的反射后进入第一偏振分光镜，第一偏振分光镜将信号光分为两束，第一束信号光经过第四全反镜的反射后进入光学发射系统，光学接受系统将接收到的目标反射后的第一束信号光发射至第三全反镜后进入第三偏振分光镜，第二束信号光经过第五全反镜、第二双色镜和第二透镜进入PPKTP晶体，探测模块将光信号转换为电信号后发送至信号滤波模块，信号滤波模块将经过处理的信号发送至量子图像处理模块，量子图像处理模块将处理后的图像数据发送至数字图像处理模块。本发明能够改进现有技术的不足，提高激光雷达的信噪比和分辨率。

技术领域

本发明涉及遥感技术领域，尤其是一种基于量子光场的量子激光雷达系统及其控制方法。

背景技术

激光雷达是通过向目标发射激光并接受从目标反射回来的激光回波对其进行分析后得到目标信息的远距离探测系统，激光雷达技术改变了传统的遥感方式，扩展了遥感手段，丰富了遥感信息。而激光雷达在遥感领域的发展所面临的最关键的问题是在满足应用的技术要求下，如何尽可能地获得更远的作用距离和更高的测量精度，但是，影响激光雷达的作用距离和测量精度的一个核心指标是系统的信噪比，高信噪比对应着更远的作用距离和更高的测量精度。因此激光雷达设计的最终目标就是在应用背景的需求下，获取最大的信噪比。信噪比与整个系统的发射和接收过程都有密切联系，既可以随着激光雷达信号强度的增强而增加，又可以随着系统噪声的降低而增加。从工程应用角度考虑，为提高激光雷达的作用距离和整体性能，采用抑制系统噪声的技术途径，要比采用提高发射机输出功率的技术途径更为合理、有效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于量子光场的量子激光雷达系统及其控制方法，能够解决现有技术的不足，提高激光雷达的信噪比和分辨率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种基于量子光场的量子激光雷达系统，包括激光器，激光器分别射出信号光和泵浦光，信号光经过第一全反镜和第一双色镜的反射后进入第一偏振分光镜，第一偏振分光镜将信号光分为两束，第一束信号光经过第四全反镜的反射后进入光学发射系统，光学发射系统将第一束信号光射向目标，光学接受系统将接收到的目标反射后的第一束信号光发射至第三全反镜后进入第三偏振分光镜，第二束信号光经过第五全反镜、第二双色镜和第二透镜进入PPKTP晶体，泵浦光经过第一双色镜和第二全反镜后进入第二偏振分光镜，第二偏振分光镜将泵浦光分为两束，第一束泵浦光经过第二双色镜和第二透镜进入PPKTP晶体，第二透镜用来调节激光腰斑模式和谐振腔本振模腰斑模式相匹配，以便保证输出的是纯基膜，通过PPKTP晶体发生参量下转换产生压缩光，压缩光和第一束信号光经过第三偏振分光镜合并为信号光，第二束泵浦光经过延迟系统后与第三偏振分光镜发出的信号光经过第三双色镜，然后同时通过BBO晶体进行无噪相位敏感放大，产生的无噪放大信号光经过第一透镜入射到探测模块，探测模块将光信号转换为电信号，然后将电信号发送至信号滤波模块，信号滤波模块将经过处理的信号发送至量子图像处理模块，量子图像处理模块将处理后的图像数据发送至数字图像处理模块，信号注入模块与信号滤波模块连接。

作为优选，所述信号光的波长为1064nm，泵浦光的波长为532nm。