文档介绍：四川大学
硕士学位论文
脉冲半导体激光测距的研究
姓名:王秀芳
申请学位级别:硕士
专业:原子与分子物理
指导教师:杨向东
20060601
脉冲半导体激光测距研究激光测距误差主要来源,以及影响飞行时间测量精度的各种因素,总结了提高提高单脉冲激光测距精度,要求激光发射脉冲宽度窄、能量高、测量脉冲的转光脉冲作为测距信号;在光信号接收方面,使用对特殊波长响应度极高的低噪原子与分子物理专业研究生王秀芳指导教师杨向东本文主要介绍了脉冲半导体激光测距技术,在非合作目标情况下,测量距离从几米到几公里,测量精度为±难芯坑敕⒄棺纯觥Mü岣叻尚惺奔测量的精度,以达到提高距离测量精度的目的。在理论上,分析了脉冲半导体测距精度的几种主要方法。脉冲半导体激光测距主要包括发射系统、接收系统及时间测量单元。为了换速率侠、接收系统的带宽宽。在激光发射方面,使用专用的激光二极管和高性能驱动芯片产生高质量的声的雪崩二极管作为接收器件,利用高带宽放大芯片提取有用信号。在计数部分利用低频率时钟信号源作为基准,使用倍频器咂德实腅平时钟信号,意在解决高频晶体振荡器作为时钟信号源稳定度不够的问题;研究利用大规模可编程逻辑器件结合时钟电路实现高时间分辨率的计数器;运用计算机串口进行高速数掘采集。对实验装置进行了实验验证,在能见度为的情况下,最远测程可达到ɡ铮饩嗑ǘ扔庞.,测距的重复频率以稳定输出,并且有良好的抗干扰能力。关键词;激光测距,飞行时间,雪崩二极管,测距精度
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,兰,变换、传输、探测及其与物质的相互作用等内容。激光测距是激光技术应用领域中最早和最成熟的技术之一。,激光优异的单色性、方向性和高亮度性就引起了人们的普遍关注А昝拦统晒Φ难兄了世界上第一台红宝石激光测距机,年美国又首次将激光测距机用于坦克火控系统。从此,激光测距技术发展迅猛,广泛的应用于战场上,国内外均大脉冲半导体激光测距机的研究起始于世纪年代未,到年代中期陆续解决了激光器件、光学系统及信号处理电路中的关键技术,年代后期转入应断出现,预计近期将是其应用产品大发展的阶段,在中、近程激光测距应用方面机载脉冲激光测距机可以装备武装直升机上,用于对地、对空攻击和防御,典型应用如对反坦克导弹进行指令制导。击毁坦克等地面目标,对飞行物的攻击和拦截。这些典型应用一般采用近红外激光波长如技术性能:测程远、测距精度高、重复频率高、束散角小,同时机载设备必须主要肓芬兰的奥鲁大学、美国的疚<怨沂蛑行难兄屏思す夂@瞬饬孔爸茫传感系统,用于车辆速度和高度的测黾,从而提高了交通效率:还为军方研制了,直升机机激光防撞告警装霄。狙兄屏寺龀灏氲嘉鞍凉饨嵌染嗬氩庹力开展了激光测距系统的研制工作。.谕夥⒄棺纯用研究阶段,并研制出了各种不同用途的样机,年代中期,各种成熟的产品不有取代す獾那魇啤⒌龋⒕哂屑す獠饩嗪湍勘甘镜乃毓δ堋;芈觯恢屑す獠饩嗷闹饕要求体积小,重量轻并要与航空指示器共用。国外有许多大学、研究机构和公司都丌展了脉冲半导体激光测距机的研究。荆珽公司等。用丝词氐暮@瞬饬空荆何C拦0钫咚俟饭芾砦兄屏思す庾远时川人学颂宦畚、.
坐叁兰丝妓勘だ系统,用于海上石油勘测。年美国亚特兰大激光公司为警方专门设计的手持式人眼安全激光二极管测距机,用于对车辆的测距和测速。年下半年,美国公司推出了测距能力的蚅す獠饩嗷鶼测距机。年美国狙兄瞥霾饩嗄芰纳阆窕蚅年以来,国际上对人眼安全的半导体激光测距技术发展十分迅速,已开展了波长在范围内、峰值功率为⒙龀蹇矶⒅馗雌德~⒉饬烤嗬雔~藓献髂勘甑募す獠饩嗷芯俊品。航天科工集团八三五八所研制出测程,精度激光测距机。中科院上海光机所研制出便携式激光测距机,对漫反射水泥墙的测距达,采用计数方式,测距精度馗雌德蔿。中国计量学院信息工程系光电子所与国外合作开发了低价、便携式半导体激光测距机,作用测距ǘ。采用晶振,线性时『日糯蠹际酢3V堇橙狙兄屏作用距离、测距精度制的半导体激光高度表,其工作波长为馗雌德饰猯,测程辏拦鶨公司研制了一种脉冲半导体激光角度距离测量系统,到年,已有夜窘溆τ糜诶氚逗Q笫涂碧剑渲杏心鞲绾M搴托在船尾。激光束在水平方向进行扫描,扫描范围达#笸献诺母”曜坝后向反射镜,它将激光束反射到接收机探测器七,实现距离测量。每于到一个浮标即测出一个距离值,每个浮标的角位霄是由轴角编码器确定的。系统测距范围饩嗑ǘ取.,角位霄精度!被评为世界钪匾?萍汲晒唬暧滞瞥隽瞬饩嗄芰型激光激光测距机。美国菊钩隽耸涤玫男⌒蚅礗嗷饬烤嗬.。国内样机的研究始于世纪年代,是在原固体、气体激光测距机基础上发展起来的。目粄『,基础技术已具备,主