[发明专利]一种用于激光雷达的激光器

说明书

本发明提供了一种用于激光雷达的激光器，包括连续激光器、激光脉冲调制模块和放大模块。放大模块包括光学耦合隔离模块和N个光学放大器，第N级光学放大器用于将输入的信号放大后输出，并将接收到的反向回波信号进行放大。光学耦合隔离模块设置在第N个光学放大器之前；光学耦合隔离模块使来自连续激光器出射方向的发射信号传输到第N个光学放大器，并将从第N个光学放大器返回的反向回波信号隔离并输出。本发明在不提高现有成本的情况下将回反光放大了指数倍量级后再进行探测和信号提取，能大大提高回波信号的强度，从而提取更微弱的光学信号，从而大大提高激光雷达的探测范围。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种用于激光雷达的激光器。

背景技术

激光雷达是一种主动的现代光学遥感技术，是传统雷达技术与现代激光技术相结合的产物。激光具有高亮度、高方向性、高相干性、高峰值功率的特点。因此，激光雷达具有高角分辨率、高的距离分辨率、高时间分辨率、高测量精度、远探测距离、多目标探测、强抗干扰的优点。通过以激光为信息载体，激光雷达可以用振幅、频率、相位、偏振来搭载信息。因此，其不仅可以精确测距，还可以精确测量频移、角度、姿态、退偏振。继微波雷达之后，激光雷达将辐射源的频率提高到了光频率，比毫米波高出四个数量级，这使之能够探测微小自然目标，如大气中的气溶胶和分子。随着激光技术和光电子学技术的发展，激光雷达已成为重要遥感探测手段。

然而，本发明的发明人经过研究发现，当使用激光雷达进行大气探测时，由于大气粒子的后向散射信号非常微弱，对激光雷达的发射功率要求很高，而微弱的后向散射信号又导致激光雷达的信噪比偏低，为信号有效提取带来了一系列问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于激光雷达的激光器。

本发明是这样实现的：

一种用于激光雷达的激光器，包括连续激光器、激光脉冲调制模块和放大模块；其中：

连续激光器用于输出预定波长的连续的激光信号；所述连续激光器的输出端与激光脉冲调制模块的输入端连接；

激光脉冲调制模块用于将输入的连续激光信号调制为脉冲信号；

放大模块用于将激光脉冲调制模块输出的信号进行放大；

所述放大模块包括光学耦合隔离模块和N个光学放大器；

每个光学放大器均用于对输入的信号进行放大；第N级光学放大器用于将输入的信号放大后输出，并将接收到的反向回波信号进行放大；其中，N为整数，N≥1；

所述光学耦合隔离模块设置在激光脉冲调制模块与第N个光学放大器之间；所述N个光学放大器和所述光学耦合隔离模块通过光纤依次连接；所述光学耦合隔离模块用于使来自连续激光器出射方向的发射信号传输到第N个光学放大器，并将从第N个光学放大器返回的反向回波信号隔离并输出。

进一步的，还包括第一光纤耦合器，所述第一光纤耦合器包括输入端和两个输出端，所述第一光纤耦合器用于将输入的信号按照预设的比例分束并通过两个输出端分别输出；所述第一光纤耦合器的输入端与连续激光器的输出端连接，其中一个输出端与激光脉冲调制模块的输入端连接。

激光器模块用于相干激光雷达，所述第一光纤耦合器的另一输出端用于作为信号光与光学耦合隔离模块输出的回波信号拍频；第N级光学放大器用于与激光雷达的望远镜连接。

光纤耦合器（coupler）又称为光纤分束器（splitter），有多个输入端和输出端，能够实现光束的分束和耦合。

进一步的，N≥2；所述光学耦合隔离模块设置在第N级光学放大器和第N-1级光学放大器之间。