[发明专利]基于双平行MZM的超宽带梯状FM/CW激光雷达测距系统

摘要

基于双平行MZM的超宽带梯状FM/CW激光雷达测距系统，属于激光测距领域。解决了传统的FM/CW激光雷达调制带宽有限，难于提高测距精度的问题。本发明调制端采用单频连续激光器、双平行MZM和光纤激光放大器构成的光纤回路与可调F‑P光纤滤波器共同构成信号调制系统来产生梯状频率调制信号光，信号调制带宽可达几十GHz到百GHz；接收端采用质心算法对目标回波进行解算，并利用双平衡探测的原理抑制梯状频率调制信号带来的原理误差，进一步提高系统测距精度。本发明主要用于对被测目标进行测距。

主权项

1.基于双平行MZM的超宽带梯状FM/CW激光雷达测距系统，其特征在于，它包括单频连续激光器(1)、3个2×1耦合器、4个1×2分束器、双平行MZM(3)、光纤激光放大器(5)、可调F‑P滤波器(6)、光环形器(7)、光纤自聚焦准直器(8)、1号光电探测器(9)、2号光电探测器(10)、模数转换器(11)和数字信号处理器(12)；3个2×1耦合器分别定义为1号2×1耦合器(2‑1)、2号2×1耦合器(2‑2)和3号2×1耦合器(2‑3)；4个1×2分束器分别定义为1号1×2分束器(4‑1)、2号1×2分束器(4‑2)、3号1×2分束器(4‑3)和4号1×2分束器(4‑4)，且1号1×2分束器(4‑1)、2号1×2分束器(4‑2)和3号1×2分束器(4‑3)均输出光强相同的两束光；单频连续激光器(1)输出的连续光和光纤激光放大器(5)输出的光，经1号2×1耦合器(2‑1)耦合后，入射至双平行MZM(3)，双平行MZM(3)对接收的耦合光的频率进行平移后，又经1号1×2分束器(4‑1)进行分束，获得两束光；其中，一束光经光纤激光放大器(5)进行功率放大后，入射至1号2×1耦合器(2‑1)；另一束光入射至可调F‑P滤波器(6)进行滤波后，又经4号1×2分束器(4‑4)进行分束后，获得两束光，该两束光分别为信号光和本振光，且信号光的光强大于本振光的光强；信号光依次经过光环形器(7)和光纤自聚焦准直器(8)后，入射至被测目标，被测目标反射的回波信号光经光环形器(7)入射至3号1×2分束器(4‑3)，3号1×2分束器(4‑3)对接收的回波信号光进行分束，获得的两束回波信号光分别入射至2号2×1耦合器(2‑2)和3号2×1耦合器(2‑3)；本振光经2号1×2分束器(4‑2)分束后，获得两束本振光，其中，一束本振光通过可调光纤延时线(13)延时后，入射至2号2×1耦合器(2‑2)，另一束本振光入射至3号2×1耦合器(2‑3)；2号2×1耦合器(2‑2)对接收的延时后的本振光和一束回波信号光进行耦合后，入射至1号光电探测器(9)进行光电转化，3号2×1耦合器(2‑3)对接收的本振光和另一束回波信号光进行耦合后，入射至2号光电探测器(10)进行光电转化，1号光电探测器(9)和2号光电探测器(10)输出的电信号经模数转换器(11)进行模数转化后，获得的数据信号输入至数字信号处理器(12)，数字信号处理器(12)对接收的数据信号进行处理，从而获得被测目标的距离。