论文部分内容阅读
当前激光测距系统的发展方向是小型化、多功能化、对人眼安全。高精度小型化激光测距技术,特别是对人眼安全波段的激光测距技术,能使系统在使用时不损伤操作人员视力、对烟雾的穿透能力强、目标反射率较高。本文通过研究脉冲半导体激光测距原理、人眼安全激光器构型、激光驱动电源方法、弱信号接收及数字信号处理技术、光学发射接收天线设计以及整机小型化设计等,全面阐述了人眼安全半导体小型化激光测距系统的设计方法。采用多种先进技术设计的小型化激光测距系统具有结构紧凑、重量轻、测程远、人眼安全、精度高等特点,从根本上减小能量的损耗并大大提高激光测距系统的测程和测量精度,为中远程小型化激光测距产品设计提供了系统的解决方案。本文的主要工作和创新点如下: 1.阐述了激光测距系统技术,并对人眼安全波段激光测距优势和前沿进展进行了分析。 2.在保证结构强度的前提下,采用结构一体化设计、激光器谐振腔模块化设计、激光电源小型化设计、接收与信号处理与综合化设计等新理念,使整套产品结构小巧紧凑,成功研制重量小于4kg的激光测距机。 3.研究半导体泵浦波长温度漂移补偿技术、角锥光束匀化散热技术、工作物质串接热畸变修复技术、TEC温控技术等一系列散热技术,并通过散热模型仿真计算,有效地对系统进行优化设计,在有限的体积下保证换热能力。 4.采用OPO激光器设计人眼安全波段激光辐射器,实现了在较宽温度范围内输出能量≥10mJ,优于国内其他产品。 5.利用探测器接收放大技术、增益控制、恒虚警等技术、激光回波数字化处理技术等措施,实现了人眼安全波段激光测距的高灵敏探测。