一種sal視場(chǎng)信號(hào)的收入光纖裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及激光雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種SAL(Synthetic Aperture Lidar， 合成孔徑激光雷達(dá))視場(chǎng)信號(hào)的收入光纖裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光雷達(dá)的接收視場(chǎng)，主要由接收望遠(yuǎn)鏡口徑，探測(cè)器/探測(cè)器組光敏面尺寸、接 收口徑D與焦距f比決定。口徑焦距比越大，光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度越大，按照目前光學(xué)接收系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力，要實(shí)現(xiàn)D/f = l的光學(xué)系統(tǒng)，即口徑為焦距的1倍，設(shè)計(jì)難度較??；要實(shí)現(xiàn)D/f =2的光學(xué)系統(tǒng)，即口徑為焦距的2倍，設(shè)計(jì)難度較大。
[0003] 在此基礎(chǔ)上，激光雷達(dá)的接收視場(chǎng)，就轉(zhuǎn)化為由接收望遠(yuǎn)鏡口徑和探測(cè)器/探測(cè)器 組光敏面尺寸決定，接收視場(chǎng)與探測(cè)器光敏面尺寸成正比，與接收口徑成反比。
[0004] 為保證激光雷達(dá)具有較遠(yuǎn)的作用距離，一般需將接收望遠(yuǎn)鏡的尺寸設(shè)計(jì)得較大， 以獲得較多的回波信號(hào)能量，此時(shí)激光雷達(dá)的視場(chǎng)主要決定于探測(cè)器光敏面的尺寸。由于 目前常用的探測(cè)器光敏面尺寸一般較小，激光雷達(dá)的接收視場(chǎng)也較小，目前基于一個(gè)探測(cè) 器的激光雷達(dá)的接收視場(chǎng)通常約為lmrad。
[0005] 為解決激光信號(hào)寬視場(chǎng)接收問(wèn)題，現(xiàn)階段激光雷達(dá)多采用面陣或線陣探測(cè)器的接 收方式擴(kuò)大接收視場(chǎng)，這種接收方式具備高的空間角分辨率，但由于需使用光電探測(cè)器陣 列和多個(gè)通道信號(hào)處理，數(shù)據(jù)量較大，技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，成本較高。
[0006] 以側(cè)視工作模式為主的合成孔徑激光雷達(dá)，其獲得觀測(cè)的圖像在斜距離和運(yùn)動(dòng)速 度方向，為形成較大的幅寬，需要雷達(dá)能實(shí)現(xiàn)寬視場(chǎng)接收，但不要求具有高的空間角分辨 率，具備采用一個(gè)光電探測(cè)器或少量探測(cè)器實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)寬視場(chǎng)接收的使用條件。
[0007] 若接收激光信號(hào)能收入光纖，則合成孔徑激光雷達(dá)相干探測(cè)所需的混頻及后續(xù)信 號(hào)處理在結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上就較為簡(jiǎn)單。由于光纖的數(shù)值孔徑較小，在寬視場(chǎng)條件下將激光收入 光纖比較困難。對(duì)合成孔徑激光雷達(dá)，其相干探測(cè)所需的混頻需利用單模保偏光纖實(shí)現(xiàn)，單 模保偏光纖的數(shù)值孔徑更小，其在寬視場(chǎng)條件下將激光收入光纖難度更大。
[0008] 由此可見(jiàn)，本領(lǐng)域亟需研究一種在大接收口徑條件下合成孔徑激光雷達(dá)寬視場(chǎng)信 號(hào)收入光纖的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] (一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0010] 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種SAL視場(chǎng)信號(hào)的收入光纖裝置。
[0011] (二)技術(shù)方案
[0012] 本發(fā)明提供了一種SAL視場(chǎng)信號(hào)的收入光纖裝置，其特征在于，包括:接收主鏡、光 纖收入裝置和目標(biāo)光纖;其中，激光視場(chǎng)信號(hào)經(jīng)所述接收主鏡透射后入射至所述光纖收入 裝置，所述光纖收入裝置將所述激光視場(chǎng)信號(hào)全部收入所述目標(biāo)光纖。
[0013] 優(yōu)選地，所述光纖收入裝置包括微透鏡陣列21和NXM個(gè)光纖準(zhǔn)直器組成的N行Μ列 準(zhǔn)直器陣列，所述微透鏡陣列21位于所述接收主鏡的像面處，所述N行Μ列準(zhǔn)直器陣列中的 每一個(gè)光纖準(zhǔn)直器均對(duì)應(yīng)一根目標(biāo)光纖，光纖準(zhǔn)直器與其對(duì)應(yīng)的目標(biāo)光纖位置匹配，其中， Ν、Μ為自然數(shù)。
[0014] 優(yōu)選地，所述激光視場(chǎng)信號(hào)經(jīng)所述接收主鏡11透射后入射至所述微透鏡陣列表 面，經(jīng)所述微透鏡陣列21后變?yōu)榻破叫泄獠⑷肷渲了靓笑袦?zhǔn)直器陣列，所述Ν行Μ列 準(zhǔn)直器陣列中的每一個(gè)光纖準(zhǔn)直器將入射至其中的光線匯聚至其對(duì)應(yīng)的目標(biāo)光纖，實(shí)現(xiàn)激 光視場(chǎng)信號(hào)的光纖收入。
[0015] 優(yōu)選地，在所述微透鏡陣列21和Ν行Μ列準(zhǔn)直器陣列之間設(shè)置一光闌。
[0016] 優(yōu)選地，所述光纖準(zhǔn)直器的形狀為矩形、橢圓或者1/4圓形。
[0017] 優(yōu)選地，所述微透鏡陣列21與Ν行Μ列準(zhǔn)直器陣列為一體化集成光學(xué)器件
[0018] 優(yōu)選地，所述光纖收入裝置包括微透鏡陣列21、光纖陣列26和ΝΧΜ個(gè)合束器組成 的Ν行Μ列合束器陣列，所述光纖陣列的光纖抽頭連接合束器陣列，每個(gè)合束器耦合至其對(duì) 應(yīng)的目標(biāo)光纖，其中，Ν、Μ為自然數(shù)。
[0019] 優(yōu)選地，所述激光視場(chǎng)信號(hào)經(jīng)所述接收主鏡11透射后入射至微透鏡陣列表面，經(jīng) 微透鏡陣列21后變?yōu)榻破叫泄獠⑷肷渲凉饫w陣列26,光線經(jīng)光纖陣列26后進(jìn)入合束器， 合束器將光線耦合至其對(duì)應(yīng)的目標(biāo)光纖，實(shí)現(xiàn)激光視場(chǎng)信號(hào)的光纖收入。
[0020] 優(yōu)選地，SAL接收系統(tǒng)采用像方遠(yuǎn)心光路，光纖收入裝置包括:Ν X Μ個(gè)光纖準(zhǔn)直器 組成的Ν行Μ列準(zhǔn)直器陣列；其中，所述準(zhǔn)直器陣列中的每一個(gè)光纖準(zhǔn)直器均對(duì)應(yīng)一根目標(biāo) 光纖，光纖準(zhǔn)直器與其對(duì)應(yīng)的目標(biāo)光纖位置匹配，激光視場(chǎng)信號(hào)經(jīng)接收主鏡透射后入射至 準(zhǔn)直器陣列，所述準(zhǔn)直器陣列中的每一個(gè)光纖準(zhǔn)直器將入射至其中的光線匯聚至其對(duì)應(yīng)的 目標(biāo)光纖，實(shí)現(xiàn)激光視場(chǎng)信號(hào)的光纖收入。
[0021 ]優(yōu)選地，SAL接收系統(tǒng)采用像方遠(yuǎn)心光路，光纖收入裝置包括:光纖陣列和Ν X Μ個(gè) 合束器組成的Ν行Μ列合束器陣列;其中，所述光纖陣列的光纖抽頭連接合束器陣列，每個(gè)合 束器耦合至其對(duì)應(yīng)的目標(biāo)光纖，激光視場(chǎng)信號(hào)經(jīng)接收主鏡透射后入射至光纖陣列，光線經(jīng) 光纖陣列后進(jìn)入合束器，合束器將光線耦合至其對(duì)應(yīng)的目標(biāo)光纖，實(shí)現(xiàn)激光視場(chǎng)信號(hào)的光 纖收入。
[0022](三)有益效果
[0023] 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的SAL視場(chǎng)信號(hào)的收入光纖裝置具有以下有益 效果：
[0024] (1)通過(guò)微透鏡陣列與準(zhǔn)直器陣列，或者微透鏡陣列與光纖陣列和合束器陣列的 組合，可使接收系統(tǒng)在大口徑條件下實(shí)現(xiàn)寬視場(chǎng)激光信號(hào)全部收入光纖，其無(wú)需大量的探 測(cè)器，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性；
[0025] (2)在實(shí)現(xiàn)寬視場(chǎng)激光信號(hào)收入光纖的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了激光視場(chǎng)信號(hào)的分割，通過(guò) 設(shè)置準(zhǔn)直器陣列的結(jié)構(gòu)、或者光纖陣列的合束抽頭和合束器陣列的結(jié)構(gòu)可靈活實(shí)現(xiàn)視場(chǎng)信 號(hào)分割。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的SAL視場(chǎng)信號(hào)的收入光纖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為微透鏡陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的SAL視場(chǎng)信號(hào)的收入光纖裝置的另一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例的SAL視場(chǎng)信號(hào)的收入光纖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例的SAL視場(chǎng)信號(hào)的收入光纖裝置的另一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例的SAL視場(chǎng)信號(hào)的收入光纖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖7為本發(fā)明第三實(shí)施例的SAL視場(chǎng)信號(hào)的收入光纖裝置的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]【符號(hào)說(shuō)明】
[0034] 11-接收主鏡；12-像方遠(yuǎn)心光路接收主鏡;21-微透鏡陣列；22-微透鏡;23-光纖準(zhǔn) 直器;24-第一光纖準(zhǔn)直器;25-第二光纖準(zhǔn)直器;26-光纖陣列；27-合束器;28-第一合束器； 29-第二合束器;31-目標(biāo)光纖;32-第一目標(biāo)光纖;33-第二目標(biāo)光纖;D2-微透鏡陣列尺寸。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0036] 參見(jiàn)圖1至圖3,本發(fā)明第一實(shí)施例的一種SAL視場(chǎng)信號(hào)的收入光纖裝置，其包括： 接收主鏡11、光纖收入裝置和目標(biāo)光纖，其中，該光纖收入裝置包括微透鏡陣列21和NXM個(gè) 光纖準(zhǔn)直器組成的N行Μ列準(zhǔn)直器陣列，該微透鏡陣列21位于接收主鏡的像面處，該準(zhǔn)直器 陣列中的每一個(gè)光纖準(zhǔn)直器均對(duì)應(yīng)一根目標(biāo)光纖，光纖準(zhǔn)直器與其對(duì)應(yīng)的目標(biāo)光纖位置匹 配，其中，Ν、Μ為自然數(shù)，在圖1中，所述Ν、Μ