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基于窄脉冲大功率半导体激光器的激光测距系统的研究

赵凯  
【摘要】:脉冲激光测距技术是利用脉冲激光作为光源的一种测距技术,该技术的关键是精确确定激光脉冲的往返飞行时间,而激光脉冲的脉冲宽度是影响测量分辨率的一大因素,因此,如何压缩脉冲宽度是提高测距系统测量分辨率的关键。在压缩脉冲宽度的同时,保证脉冲有高的输出能量是提高作用距离的关键。目前的脉冲激光测距系统成本较高,而性能优异、成本低廉的脉冲激光测距系统是民用领域急需的产品。 本文主要研究了脉冲激光测距系统的相关理论和关键性技术。首先设计并研制了窄脉冲大功率半导体激光测距系统的ns级半导体激光器驱动源,以缩短激光脉冲的脉冲宽度,提高激光脉冲的峰值功率,并利用该驱动源和性能优良的脉冲半导体激光器及相应的光学系统组成了本测距系统的脉冲激光发射部分。其次,根据脉冲发射部分的性能及脉冲特点,设计了与发射激光脉冲相匹配的回波信号接收及信号处理单元,有效地接收载有目标距离信息的回波脉冲信号,并将此回波信号进行处理,最终将目标距离显示出来。最后利用设计的脉冲激光测距系统进行了模拟实验,对整个测距系统的实际应用做了试验,验证本系统设计的可行性。


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