本發(fā)明涉及激光雷達(dá)領(lǐng)域，特別是涉及一種多發(fā)單收望遠(yuǎn)鏡陣列的全光纖激光雷達(dá)。

背景技術(shù)：

隨著光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光雷達(dá)由于其方向性好、時(shí)間分辨率和空間分辨率高、精度高、非接觸測(cè)量等優(yōu)勢(shì)逐漸取代了傳統(tǒng)雷達(dá)，廣泛應(yīng)用于測(cè)風(fēng)、測(cè)速、成像、污染物監(jiān)測(cè)、測(cè)溫、氣溶膠光學(xué)特性探測(cè)等領(lǐng)域，成為雷達(dá)領(lǐng)域的翹楚。

激光雷達(dá)是以發(fā)射激光束探測(cè)目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)，主要由激光發(fā)射機(jī)、光學(xué)接收機(jī)、轉(zhuǎn)臺(tái)和信息處理系統(tǒng)等組成。通過(guò)向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)(激光束)，然后將接收到的從目標(biāo)反射回來(lái)的信號(hào)(目標(biāo)回波)與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行比較，作適當(dāng)處理后，就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息，如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)，從而對(duì)飛機(jī)、導(dǎo)彈等目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、跟蹤和識(shí)別。

多普勒激光雷達(dá)以其高分辨率、高精度、大探測(cè)范圍、能提供晴空條件下的三維風(fēng)場(chǎng)信息能力被著重應(yīng)用于天氣預(yù)報(bào)、氣候研究模型和提高軍事環(huán)境預(yù)報(bào)領(lǐng)域，用于測(cè)量大氣風(fēng)速。多普勒激光雷達(dá)利用光的多普勒效應(yīng)，測(cè)量激光光束在大氣中傳輸?shù)幕夭ㄐ盘?hào)的多普勒頻移來(lái)反演空間風(fēng)速的分布。多普勒激光雷達(dá)的探測(cè)方式主要有相干(外差)探測(cè)以及非相干(直接)探測(cè)。相干探測(cè)測(cè)量的是回波信號(hào)與本振光(發(fā)射激光光束信號(hào))之間的差頻信號(hào)，而直接探測(cè)是通過(guò)接收信號(hào)與發(fā)射激光能量信號(hào)的相對(duì)能量變化。

由于直接探測(cè)主要針對(duì)兩束光信號(hào)的能量進(jìn)行檢測(cè)，可見光束能量對(duì)于探測(cè)精度是非常重要的?，F(xiàn)有技術(shù)中，由于受到非線性效應(yīng)(例如受激布里淵散射)的影響，激光器出射的功率有限，商用的激光器的平均功率僅為十幾瓦量級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)現(xiàn)大氣探測(cè)的高精度的要求下的發(fā)射功率需求?？梢?，如何提高激光的發(fā)射功率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種全光纖雷達(dá)，提高了激光發(fā)射功率，進(jìn)而提高了激光雷達(dá)的時(shí)間分辨率、空間分辨率，加大了探測(cè)距離范圍，提高了激光雷達(dá)的探測(cè)精度。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多發(fā)單收望遠(yuǎn)鏡陣列的全光纖激光雷達(dá)，包括：

光源模塊、分光模塊、發(fā)射接收望遠(yuǎn)鏡模塊以及采集模塊；

其中，所述光源模塊用于出射預(yù)設(shè)波長(zhǎng)的激光光束；

所述分光模塊用于將所述激光光束分為第一激光光束以及第二激光光束，所述第一激光光束入射至所述發(fā)射接收望遠(yuǎn)鏡模塊，所述第二激光光束作為參考標(biāo)定光束；

所述發(fā)射接收望遠(yuǎn)鏡模塊用于將所述第一激光光束經(jīng)發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列出射，并由接收望遠(yuǎn)鏡接收與大氣相互作用后的大氣回波信號(hào)；所述發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列為由至少兩個(gè)發(fā)射望遠(yuǎn)鏡組成的陣列；

所述采集模塊用于對(duì)所述大氣回波信號(hào)以及所述參考標(biāo)定光束進(jìn)行采集。

優(yōu)選的，所述光源模塊為波長(zhǎng)為1.5μm、單頻、窄脈寬激光光源。

優(yōu)選的，所述發(fā)射接收望遠(yuǎn)鏡模塊包括：分光器、EDFA陣列、發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列以及接收望遠(yuǎn)鏡；

其中，所述分光器用于將所述第一激光光束分為多束，入射至所述EDFA陣列中，經(jīng)所述EDFA陣列出射的多束激光光束一一對(duì)應(yīng)入射至所述發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列中，出射激光光束與大氣相互作用后，由所述接收望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行接收。

優(yōu)選的，所述EDFA陣列中各個(gè)EDFA采用的種子光源為同一光源。

優(yōu)選的，所述接收望遠(yuǎn)鏡為單個(gè)，所述發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列中的各發(fā)射望遠(yuǎn)鏡圍繞所述接收望遠(yuǎn)鏡分布。

優(yōu)選的，還包括：

衰減器，用于對(duì)所述第二激光光束進(jìn)行衰減，衰減后的光束作為所述參考標(biāo)定光束。

優(yōu)選的，還包括：

窄帶光纖布拉格光柵，用于對(duì)接收到的所述大氣回波信號(hào)中的背景噪聲進(jìn)行濾除。

優(yōu)選的，所述采集模塊包括：

光纖合束器、光信息提取單元、單光子探測(cè)器以及采集卡；

其中，所述光纖合束器用于將所述參考標(biāo)定光束以及大氣回波信號(hào)進(jìn)行合并；所述光信息提取單元用于對(duì)光信息進(jìn)行提??；所述單光子探測(cè)器用于對(duì)提取信號(hào)進(jìn)行單光子探測(cè)，由所述采集卡進(jìn)行采集。

優(yōu)選的，所述單光子探測(cè)器為InGaAs探測(cè)器、上轉(zhuǎn)換單光子探測(cè)器或超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器。

優(yōu)選的，還包括：

計(jì)算機(jī)，用于接收所述采集模塊采集到的大氣回波信號(hào)，并根據(jù)所述參考標(biāo)定光束對(duì)所述大氣回波信號(hào)進(jìn)行反演及顯示。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多發(fā)單收望遠(yuǎn)鏡陣列的全光纖激光雷達(dá)，包括光源模塊、分光模塊、發(fā)射接收望遠(yuǎn)鏡模塊以及采集模塊；通過(guò)將激光光束分為兩束，其中一束光作為參考標(biāo)定光束，另一束光用于與大氣相互作用的信號(hào)光；將該信號(hào)光發(fā)射至望遠(yuǎn)鏡陣列出射，由接收望遠(yuǎn)鏡接收與大氣相互作用后的大氣回波信號(hào)；并對(duì)大氣回波信號(hào)以及參考標(biāo)定光束進(jìn)行采集。

本申請(qǐng)技術(shù)方案提供的激光雷達(dá)系統(tǒng)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、全光纖鏈接，由于采用主振蕩功率放大結(jié)構(gòu)，即采用激光發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列，從而提高了激光出射功率；由于可對(duì)各望遠(yuǎn)鏡的束腰位置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而提高了探測(cè)的信噪比，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離探測(cè)；此外，由于提高了激光器的發(fā)射功率，故可提高激光雷達(dá)的時(shí)間分辨率、空間分辨率，而且提高了激光雷達(dá)的探測(cè)精度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚的說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的多發(fā)單收望遠(yuǎn)鏡陣列的全光纖激光雷達(dá)在一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的多發(fā)單收望遠(yuǎn)鏡陣列的全光纖激光雷達(dá)在另一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一個(gè)示例性應(yīng)用場(chǎng)景的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本申請(qǐng)的說(shuō)明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于區(qū)別不同的對(duì)象，而不是用于描述特定的順序。此外術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”以及他們?nèi)魏巫冃?，意圖在于覆蓋不排他的包含。例如包含了一系列步驟或單元的過(guò)程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備沒(méi)有限定于已列出的步驟或單元，而是可包括沒(méi)有列出的步驟或單元。

請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種具體實(shí)施方式下多發(fā)單收望遠(yuǎn)鏡陣列的全光纖激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)框圖。

多發(fā)單收望遠(yuǎn)鏡陣列的全光纖激光雷達(dá)可包括光源模塊1、分光模塊2、發(fā)射接收望遠(yuǎn)鏡模塊3以及采集模塊4。

光源模塊1用于出射預(yù)設(shè)波長(zhǎng)的激光光束。優(yōu)選的，激光光束的波長(zhǎng)為1.5μm，相比采用355nm、532nm和1064nm波段的激光雷達(dá)，1.5μm波段的激光雷達(dá)具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.5μm為光通訊波段，由于目前光通訊技術(shù)的發(fā)展較為成熟，故光通訊器件成熟、穩(wěn)定和成本低；從300nm至10μm波段，1.5μm激光的人眼允許曝光功率最大，對(duì)人眼危害較??；光纖在1.5μm波段衰減小(＜0.3dB/km)，可實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)的集成化；波長(zhǎng)越長(zhǎng)對(duì)鏡片平整度的要求越低，受大氣湍流影響越小；隨著探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，各種探測(cè)器在1.5μm波段的性能逐步提高，尤其是超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器，其在1.5μm波段可實(shí)現(xiàn)量子效率＞90％，暗計(jì)數(shù)＜1Hz，計(jì)數(shù)率100MHz的探測(cè)。當(dāng)然，也可采用其他波長(zhǎng)段的激光光束，這均不影響本申請(qǐng)技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)。

在一種具體的實(shí)施方式中，光源模塊1為波長(zhǎng)為1.5μm、單頻、窄脈寬激光光源。當(dāng)然，也可根據(jù)用戶或?qū)嶒?yàn)人員的需求進(jìn)行選擇其他類型的光源，本發(fā)明對(duì)此不做任何限定。

分光模塊2用于將激光光束分為兩束，即第一激光光束以及第二激光光束，第一激光光束入射至發(fā)射接收望遠(yuǎn)鏡模塊，用于與大氣發(fā)生作用，第二激光光束作為參考標(biāo)定光束。

分光模塊2可采用分光器件進(jìn)行實(shí)現(xiàn)將光束分離使其各自按照預(yù)設(shè)的光路進(jìn)行傳輸，分光器件與激光器相連，優(yōu)選的，分光模塊可為光纖分束器，當(dāng)然，也可采用其他分光器件，例如光分束器、偏振分束器等，具體采用哪一種類型，相關(guān)技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求做選擇，本發(fā)明并對(duì)此做任何限定。

發(fā)射接收望遠(yuǎn)鏡模塊3用于將第一激光光束經(jīng)發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列出射，并由接收望遠(yuǎn)鏡接收與大氣相互作用后的大氣回波信號(hào)；發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列為由至少兩個(gè)發(fā)射望遠(yuǎn)鏡組成的陣列。

具體的，發(fā)射接收望遠(yuǎn)鏡模塊3可包括：

分光器31、EDFA陣列(摻鉺光纖放大器)32、發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列33以及接收望遠(yuǎn)鏡34。

分光器31與上述分光器件相連，用于將第一激光光束分為多束，然后入射至EDFA陣列中。優(yōu)選的，分光模塊可為光纖分束器，當(dāng)然，也可采用其他分光器件，例如光分束器、偏振分束器等，具體采用哪一種類型，相關(guān)技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求做選擇，本發(fā)明并對(duì)此做任何限定。

EDFA是對(duì)信號(hào)光放大的一種有源光器件，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、大容量、高速率的光纖通信。EDFA陣列32與上述分光器相連，用于將分為多束的第一激光光束經(jīng)EDFA陣列出射的每一束一一對(duì)應(yīng)入射至發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列中。為了保證各出射激光光束的中心頻率一樣，EDFA陣列中各個(gè)EDFA采用的種子光源為同一光源。

需要說(shuō)明的是，EDFA陣列與發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列相對(duì)應(yīng)，EDFA陣列的數(shù)量使用者或?qū)嶒?yàn)人員可根據(jù)需要出射的激光功率和探測(cè)目標(biāo)來(lái)確定。

發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列33與EDFA陣列32相連，用于一一接收與EDFA陣列32對(duì)應(yīng)出射的激光光束。通過(guò)采用發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列，可實(shí)現(xiàn)高的距離分辨率、高時(shí)間分辨率、長(zhǎng)探測(cè)距離和高測(cè)量精度的風(fēng)場(chǎng)探測(cè)。

接收望遠(yuǎn)鏡34用于接收發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列33出射激光光束與大氣相互作用后的回波信號(hào)，該回波信號(hào)攜帶多普勒頻移信息。接收望遠(yuǎn)鏡34可為單個(gè)，也可為多個(gè)組合，但是多個(gè)組合接收到的信息最終還需量化為一個(gè)信息，這無(wú)疑會(huì)增大數(shù)據(jù)處理量與工作量，故優(yōu)選的，接收望遠(yuǎn)鏡34為單個(gè)。

需要說(shuō)明的是，發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列33中的各發(fā)射望遠(yuǎn)鏡圍繞接收望遠(yuǎn)鏡34分布，可通過(guò)對(duì)各發(fā)射望遠(yuǎn)鏡的束腰位置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，獲得高的信噪比，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離(遠(yuǎn)距離)探測(cè)。

可選的，在本實(shí)施例的一些實(shí)施方式中，發(fā)射接收望遠(yuǎn)鏡模塊3例如還可以包括：

延時(shí)光纖35，分別與發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列33以及環(huán)形器36相連，用于對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行延時(shí)，為了使回波信號(hào)可以被后續(xù)操作中采集裝置或預(yù)處理機(jī)接收，需要識(shí)別回波信號(hào)的頻率，并調(diào)諧振蕩器，將要輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)化為適用本系統(tǒng)的頻率，在這段識(shí)別轉(zhuǎn)化時(shí)間內(nèi)就需要將回波信息進(jìn)行保存，延時(shí)光纖36可實(shí)現(xiàn)回波信號(hào)的短暫保存，有利于將回波信號(hào)全部采集，有利于提高探測(cè)精度。

需要說(shuō)明的是，如果系統(tǒng)中沒(méi)有環(huán)形器36，延時(shí)光纖35可直接與后續(xù)器件相連。

在本實(shí)施例的另一些實(shí)施方式中，發(fā)射接收望遠(yuǎn)鏡模塊3例如可包括：

環(huán)形器36，分別與發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列33、接收望遠(yuǎn)鏡34以及延時(shí)光纖35相連，主要用于對(duì)多路信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，優(yōu)選的，可采用光纖環(huán)形器，當(dāng)然也可采用其他器件，只要可以起到環(huán)形器的作用即可，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此并不做任何限定。

還可包括：

濾波器37，濾波器37與環(huán)形器36相連，用于對(duì)接收到的所述大氣回波信號(hào)中的背景噪聲進(jìn)行濾除。由于在激光器發(fā)射激光難免會(huì)摻有非預(yù)設(shè)波長(zhǎng)的激光光束的雜光、在激光束傳輸過(guò)程或在進(jìn)行光放大時(shí)，系統(tǒng)不可避免也會(huì)混有其他與有用信號(hào)無(wú)關(guān)的一切干擾，故需要進(jìn)行濾除，以獲得較為純凈的光束，有利于提高探測(cè)精度。

優(yōu)選的，濾波器37可為窄帶光纖布拉格光柵，窄帶光纖布拉格光柵的中心波長(zhǎng)和種子光源(光源模塊的光源)的中心波長(zhǎng)可一致。當(dāng)然，也可采用其他類型的濾波器，例如高通濾波器、低通濾波器、數(shù)字濾波器，具體采用哪一種類型，相關(guān)技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求做選擇，這均不影響本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)。

需要說(shuō)明的是，如果系統(tǒng)中沒(méi)有環(huán)形器36，濾波器37可直接與延時(shí)光纖35相連；如果沒(méi)有延時(shí)光纖35，則直接與發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列33或接收望遠(yuǎn)鏡34相連。

采集模塊4用于對(duì)大氣回波信號(hào)以及參考標(biāo)定光束進(jìn)行采集，可包括：

光纖合束器41、光信息提取單元42、單光子探測(cè)器43以及采集卡44。

合束器41，分別與分光模塊2、環(huán)形器36或延時(shí)光纖35或發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列33或接收望遠(yuǎn)鏡34相連，將所述參考標(biāo)定光束以及大氣回波信號(hào)進(jìn)行合并。

優(yōu)選的，合束器41可為光纖合束器，當(dāng)然，也可為其他任何類型的合束器件，這均不影響本申請(qǐng)技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)。

需要說(shuō)明的是，若環(huán)形器36或延時(shí)光纖35在系統(tǒng)中存在，則合束器38與其相連；若不存在，則與發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列33或接收望遠(yuǎn)鏡34相連。

光信息提取單元42與合束器41相連，用于對(duì)光信息進(jìn)行提取。例如對(duì)大氣風(fēng)速、溫度、密度、氣體成分和偏振特性的提取。當(dāng)然，也可對(duì)其他信號(hào)進(jìn)行提取。

單光子探測(cè)器43與光信息提取單元42相連，用于對(duì)光信息提取單元出射的信息進(jìn)行提取，并進(jìn)行單光子探測(cè)。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，單光子探測(cè)器可為InGaAs探測(cè)器、上轉(zhuǎn)換單光子探測(cè)器或超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器。由于本發(fā)明實(shí)施例采用高出射功率的激光，因此單光子探測(cè)器優(yōu)選為高計(jì)數(shù)率、高量子效率和低暗計(jì)數(shù)的超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器。當(dāng)然，也可采用其他探測(cè)器，例如光電探測(cè)器，本發(fā)明并不對(duì)此做任何的限定。

采集卡44與單光子探測(cè)器43相連，用于對(duì)單光子探測(cè)器探測(cè)的信號(hào)進(jìn)行采集。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，采集卡44可選擇A/D采集卡，當(dāng)然，也可采用其他類型的采集卡，具體采用哪一種類型，相關(guān)技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求做選擇，本發(fā)明并對(duì)此不做任何限定。

由上可知，本發(fā)明實(shí)施例提供的雷達(dá)系統(tǒng)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、全光纖鏈接，由于采用主振蕩功率放大結(jié)構(gòu)，即采用激光發(fā)射望遠(yuǎn)鏡陣列，從而提高了激光出射功率；由于可對(duì)各望遠(yuǎn)鏡的束腰位置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而提高了探測(cè)的信噪比，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離探測(cè)；此外，由于提高了激光器的發(fā)射功率，故可提高激光雷達(dá)的時(shí)間分辨率、空間分辨率，而且提高了激光雷達(dá)的探測(cè)精度。

可選的，在本實(shí)施例的一些實(shí)施方式中，請(qǐng)參閱圖2，例如還可以包括：

衰減器5，分別與分光模塊2、合束器38相連，用于對(duì)第二激光光束進(jìn)行衰減，衰減后的光束作為參考標(biāo)定光束。

衰減器5用于通過(guò)模擬光束在大氣中的衰減過(guò)程對(duì)第二激光光束(參考標(biāo)定光束)進(jìn)行衰減。通過(guò)對(duì)參考標(biāo)定光束的衰減處理，使得參考標(biāo)定光束與回波信號(hào)的傳輸過(guò)程經(jīng)歷的衰減相類似，有利于兩束光的相干，有利于獲得更加準(zhǔn)確的多普勒頻移信息，從而有利于提高探測(cè)精度。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，衰減器5可選擇連續(xù)可調(diào)衰減器。當(dāng)然，也可采用其他類型的衰減器，具體采用哪一種類型，相關(guān)技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求做選擇，本發(fā)明并對(duì)此不做任何限定。

需要說(shuō)明的是，如果沒(méi)有合束器41，可與光信息提取單元42相連。在沒(méi)有衰減器的情況下，第二激光光束將經(jīng)分光模塊2發(fā)射到采集模塊4或合束器41；但是在有衰減器5時(shí)，第二激光光束將經(jīng)分光模塊2發(fā)射到衰減器5，經(jīng)過(guò)衰減器5進(jìn)行衰減后發(fā)射至采集模塊4或合束器41。

可選的，在本實(shí)施例的一些實(shí)施方式中，請(qǐng)參閱圖2，例如還可以包括：

計(jì)算模塊6，用于接收采集模塊采集到的大氣回波信號(hào)，并根據(jù)參考標(biāo)定光束對(duì)大氣回波信號(hào)進(jìn)行反演及顯示。

計(jì)算模塊可為計(jì)算機(jī)，由采集卡采集到的信號(hào)發(fā)送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，例如以大氣氣溶膠作為探測(cè)物，用所述激光雷達(dá)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣風(fēng)速的測(cè)量。

需要說(shuō)明的是，除了對(duì)探測(cè)目標(biāo)的速度進(jìn)行計(jì)算外，還可以對(duì)其他關(guān)于探測(cè)目標(biāo)的信息進(jìn)行處理，例如成像、測(cè)溫等等。

通過(guò)增加計(jì)算模塊，可實(shí)現(xiàn)根據(jù)采集信號(hào)進(jìn)行反演與顯示，輸出或獲得探測(cè)目標(biāo)的相關(guān)信息，使整體系統(tǒng)更具有實(shí)際意義。

為了更好的理解本申請(qǐng)技術(shù)方案的思想與原理，以下以具體的一種應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行闡述，請(qǐng)參閱圖3，圖3為該示意性例子的系統(tǒng)框圖。

由圖3可知，該多發(fā)單收望遠(yuǎn)鏡陣列的全光纖激光雷達(dá)系統(tǒng)可包括1.5μm脈沖的種子光源1、第一光纖分束器2、衰減器3、第二光纖分束器4、EDFA陣列5、多發(fā)單收望遠(yuǎn)鏡陣列6、延時(shí)光纖7、第一光纖環(huán)形器8、窄帶光纖布拉格光柵9、光纖合束器10、光信息提取單元11、單光子探測(cè)器12、采集卡13、計(jì)算機(jī)14。

1.5μm脈沖種子光源1被第一光纖分束器2分成兩束光束，一束光束被衰減器3衰減到單光子水平后接入光纖合束器10，用作參考標(biāo)定光束，另外一束光束被第二光纖分束器分成N束光束后接入EDFA陣列5。EDFA陣列5出射的N束激光光束接入多發(fā)單收望遠(yuǎn)鏡陣列6，當(dāng)激光與大氣相互作用后，攜帶有多普勒頻移信息的大氣回波信號(hào)經(jīng)多發(fā)單收望遠(yuǎn)鏡陣列6的接收望遠(yuǎn)鏡接收，回波信號(hào)先經(jīng)延時(shí)光纖7后再經(jīng)過(guò)第一光纖環(huán)形器8和窄帶光纖布拉格光柵9。從第一光纖環(huán)形器8出射的回波信號(hào)接入光纖合束器10。參考標(biāo)定光束和大氣回波信號(hào)先后進(jìn)入光信息提取單元11進(jìn)行光學(xué)信息提取。從光信息提取單元11出射的信號(hào)由單光子探測(cè)器12探測(cè)后，再由采集卡13采集，最后計(jì)算機(jī)14負(fù)責(zé)各器件的協(xié)同工作以及反演和顯示。

本發(fā)明實(shí)施例經(jīng)過(guò)望遠(yuǎn)鏡陣列實(shí)現(xiàn)了1.5μm脈沖種子光源的功率放大，系統(tǒng)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、全光纖鏈接，提高了激光雷達(dá)的時(shí)間分辨率、空間分辨率，提高了激光雷達(dá)的探測(cè)精度，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離探測(cè)。

本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其它實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同或相似部分互相參見即可。對(duì)于實(shí)施例公開的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法部分說(shuō)明即可。

專業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說(shuō)明硬件和軟件的可互換性，在上述說(shuō)明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來(lái)執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來(lái)使用不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。

結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來(lái)實(shí)施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動(dòng)磁盤、CD-ROM、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種多發(fā)單收望遠(yuǎn)鏡陣列的全光纖激光雷達(dá)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。