文档介绍：光电雷达技术
课程论文
题目激光雷达技术应用现状及应用前景
专业光学工程
姓名白学武
学号220227
学院光电学院
2月28日
摘要：激光雷达无论在军用领域还是民用领域日益得到广泛应用。简介了激光雷达工作原理、工作特点及分类，简介了它们研究进展和发呈现状，以及应用现状和发展前景。
引言
激光雷达是工作在光频波段雷达。与微波雷达T作原理相似，它运用光频波段电磁波先向目的发射探测信号，然后将其接受到同波信号与发射信号相比较，从而获得目的位置(距离、方位和高度)、运动状态(速度、姿态)等信息，实现对飞机、导弹等目的探测、跟踪和辨认。
激光雷达可以按照不同办法分类。如按照发射波形和数据解决方式，可分为脉冲激光雷达、持续波激光雷达、脉冲压缩激光雷达、动目的显示激光雷达、脉冲多普勒激光雷达和成像激光雷达等：依照安装平台划分，可分为地面激光雷达、机载激光雷达、舰载激光雷达和航天激光雷达；依照完毕任务不同，可分为火控激光雷达、靶场测量激光雷达、导弹制导激光雷达、障碍物回避激光雷达以及飞机着舰引导激光雷达等。
在详细应用时，激光雷达既可单独使用，也可以同微波雷达，可见光电视、红外电视或微光电视等成像设备组合使用，使得系统既能搜索到远距离目的，又能实现对目的精密跟踪，是当前较为先进战术应用方式。
一、激光雷达技术发展状况

激光雷达空间扫描办法可分为非扫描体制和扫描体制，其中扫描体制可以选取机械扫描、电学扫描和二元光学扫描等方式。非扫描成像体制采用多元探测器，作用距离较远，探测体制上同扫描成像单元探测有所不同，可以减小设备体积、重量，但在国内多元传感器，特别是面阵探测器很难获得，因而国内激光雷达多采用扫描工作体制。
机械扫描可以进行大视场扫描，也可以达到很高扫描速率，不同机械构造可以获得不同扫描图样，是当前应用较多一种扫描方式。声光扫描器采用声光晶体对入射光偏转实现扫描，扫描速度可以很高，扫描偏转精度能达到微弧度量级。但声光扫描器扫描角度很小，光束质量较差，耗电量大，声光晶体必要采用冷却解决，实际工程应用中将增长设备量。
二元光学是光学技术中一种新兴重要分支，它是建立在衍射理论、计算机辅助设计和细微加工技术基本上光学领域前沿学科之一。运用二元光学可制造出微透镜阵列机灵扫描器。普通这种扫描器由一对间距只有几微米微透镜阵列构成，一组为正透镜，另一组为负透镜，准直光通过正透镜后开始聚焦，然后通过负透镜后变为准直光。当正负透镜阵列横向相对运动时，准直光方向就会发生偏转。这种透镜阵列只需要很小相对移动输出光束就会产生很大偏转，透镜阵列越小，达到相似偏转所需相对移动就越小。因而，这种扫描器扫描速率能达到很高。二元光学扫描器缺陷是扫描角度较小(几度)，透过率低，当前工程应用中还不够成熟。

当前，激光雷达发射机光源选取土要有半导体激光器、半导体泵浦固体激光器和气体激光器等。
半导体激光器是以直接带隙半导体材料构成Pn结或Pin结为工作物质一种小型化激光器。半导体激光器工作物质有几十种，当前已制成激光器半导体材料有***化镓(GaAs)、***化铟(InAs)、锑化钢(InSb)、硫化镉(Cds)、碲化镉(cdTe)、硒化铅(PbSe)、碲化铅(PbTe)等。半导体激光器勉励方式重要有电注入式、光泵式和高能电子束勉励式。绝大多数半导体激光器勉励方式是电注入，即给Pn结加正向电压，以使在结平面区域产生受激发射，也就是说是个正向偏置二极管，因而半导体激光器又称为半导体激光器_极管。自世界上第一只半导体激光器在
1962年问世以来，通过几十年来研究，半导体激光器得到了惊人发展，它波长从红外到蓝绿光，覆盖范畴逐渐扩大，各项性能参数不断提高，输出功率由几毫瓦提高到千瓦级(阵列器件)。在某些重要应用领域，过去惯用其她激光器已逐渐为半导体激光器所取代。
半导体泵浦固体激光器综合了半导体激光器与固体激光器长处，具备体积小、重量轻、量子效率高特点。通过泵浦激光T作物质，输出光束质量好、时间相干性和空间相干性好泵浦光，摒弃了半导体激光器光束质量差、模式特性荠缺陷，与氙灯泵浦同体激光器相比具备泵浦效率高、T作寿命长、稳定可靠长处。激光工作物质可以选取钕(Nd)、铥(Tm)、钬(Ho)、铒(Er)、镱(Yb)、锂(Li)、铬(Cr)等，获得从1．047～2．8μm各种波。当前，半导体泵浦固体激光器许多工程应用问题已经得到解决，是应用前景最佳、发展最快一种激光器。
气体激光器是当前种类较多、输出激光波长最丰富、应用最广一种激光器。其特点是激光输出波长范畴较宽；气体光学均匀性较好，因而输出光束质量好，其单***、相干性和光束稳