小视场高重频激光雷达光机系统设计、装调及性能测试

• 作者: 李路 谢晨波 邢昆明 王邦新 赵明 程亮亮
• 来源期刊: 红外与激光工程
• 学科: 工学
• 关键词: 小视场高重频激光雷达 光机系统设计 装校 性能测试
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 激光器与激光光学|Lasers & Laser optics
• 页码范围: 219-227
• 页数: 9页
• 分类号: TN958.98
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/IRLA20210046

摘要

为了后期研制星载高重频激光雷达提供数据校正及仿真,设计研制了一套小视场高重频激光雷达验证系统.对该激光雷达进行详细的光机系统结构设计,利用Zemax软件模拟发射、接收与后继单元光路图.精确计算出出射光束发散角为0.106 mrad,设计新型的光束转向结构确保正入射到扩束器中.在0.4 mm小孔光阑下,接收单元视场角0.25 mrad,在系统焦平面上的小孔光阑偏心不得超过29 μm,选择高精度三维调整结构对小孔光阑精确定位.整机结构设计采用模块化设计方法,以方形框架为基准,不同单元模块安装在其不同位置,高度集成在尺寸为390mm×390mm×550mm以内.对发射单元进行装校,并检测出发散角为0.11 mrad,与仿真结果相比,相对误差为4.1％;对接收与后继单元进行装校,采用平行光管出射的平行光正入射到接收望远镜,获得系统焦点精确位置,完成高精度的装校.通过对系统增益比进行标定实验,得到系统增益比为1.15,并对系统进行探测实验,探测结果:系统在夜晚气溶胶探测距离可达22 km,退偏振比可达10km.在白天探测距离可达10km,退偏振比可达6km,并与太阳光度计比较,光学厚度相对误差为7.1％.整机性能满足设计要求,为后期做飞行实验打好基础.