合成孔径激光雷达中激光外差探测技术研究

论文摘要

合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Ladar,简称SAL)是一种采用合成孔径技术的高分辨率成像激光雷达,只需要较小的光学孔径就可以实现高分辨率成像,具有远高于合成孔径雷达(SAR)的分辨力、能够进行远距离、大面积成像等多种优点,已成为国内外的研究热点。本文对SAL中激光外差探测技术进行了研究。设计了二极管泵浦固体激光外差探测实验,实现了平面镜反射微弱信号回波时的激光外差探测。此外,对若干表面粗糙的静态漫反射目标进行了外差探测,均得到了清晰的探测结果。通过对激光外差探测光场分布的研究,以及实验中不同静态目标探测时遇到的困难和现象,总结了影响光外差探测效率的四种主要因素。给出了信号光与本振光发生各种失配情况下的外差效率与最佳匹配下的外差效率的比较,通过实验数据的验证,提出了相应的改善方案。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 合成孔径激光雷达
• 1.1.1 合成孔径激光雷达
• 1.1.2 国内外研究现状及发展方向
• 1.2 合成孔径激光雷达走向工程的关键技术
• 1.3 本论文的主要工作
• 第二章 激光外差探测技术
• 2.1 激光外差探测原理
• 2.1.1 激光外差探测基本原理
• 2.1.2 激光外差探测的特点
• 2.2 激光外差探测技术的应用前景
• 2.2.1 光外差探测技术在通信上的应用
• 2.2.2 光外差探测技术在传感领域的应用
• 2.2.3 光外差探测技术在信号分析方面的应用
• 2.2.4 光外差探测技术在合成孔径激光雷达方面的应用
• 2.3 激光外外差探测实现条件
• 2.4 激光外差探测目标实验
• 2.4.1 激光外差探测实验设计
• 2.4.2 激光外差探测灵敏度测量实验
• 2.4.3 激光外差探测表面漫反射目标
• 2.5 总结
• 第三章 影响激光外差探测效率的因素
• 3.1 光学外差探测信噪比和探测效率
• 3.2 激光外差探测光场分析
• 3.2.1 接收光场分析
• 3.2.2 本振光场分布
• 3.3 最佳匹配下的外差效率分析
• 3.4 准直失配对激光外差探测效率的影响
• 3.4.1 理论分析
• 3.4.2 实验结果与提高方案
• 3.5 偏移失配对激光外差探测效率的影响
• 3.5.1 理论分析
• 3.5.2 实验结果与提高方案
• 3.6 波前失配对激光外差探测效率的影响
• 3.6.1 理论分析
• 3.6.2 实验结果与提高方案
• 3.7 固体激光器输出强度噪声对激光外差探测效率的影响
• 3.7.1 理论分析
• 3.7.2 实验结果与提高方案
• 第四章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究生在读期间研究成果