多脉冲激光的微弱信号探测能力分析研究

发布时间：2021-02-22 12:29

　　激光测距雷达方程分析表明,多脉冲的包络总能量与脉冲能量相等单脉冲具有相同的测距能力。由偏振分束,增加两路光的光程,再由偏振合束的方法以及根据再生放大的特性,实现单个脉冲、双脉冲、四脉冲的2 kHz重复频率及等功率的532 nm皮秒多脉冲输出,以上海天文台千赫兹卫星激光测距系统为平台,实现各多脉冲下的卫星激光测距。分析卫星回波的有效点数,以及各脉冲的回波叠加后的精度,结果表明各输出方式的有效回波点数基本接近,精度与单脉冲的误差小于1 mm,验证了多脉冲总能量与脉冲能量相等单脉冲具有相同的测距能力。多脉冲相对单脉冲能够更好地提高整个脉冲包络的能量,增大激光测距的脉冲发射能量,有利用微弱信号激光的探测。 

【文章来源】：激光与红外. 2020,50(05)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

偏振分光合束的双脉冲生成方法

其中,C为光速。通过调节距离差ΔL,可以实现脉冲之间的间距改变。皮秒激光输出的双脉冲激光,偏振态是一样的,脉冲之间的间距为腔长,经偏振分光合束的双脉冲中的单个脉冲生成双脉冲,从而可以实现四个脉冲的输出。其中各脉冲之间的间距如图2所示。图2中,腔长周期双脉冲的间距不可变,ΔL的改变,可以实现第二,第四根脉冲与第一根,第三根脉冲的间距变化。

采用由45°的偏振片,按图1的光路搭建光路,保证经TPF1反射与透射的两路光,在TPF2处完全的重合。测得的单脉冲,双脉冲,四脉冲如图3所示。通过二分之一波片及皮秒再生放大的时序调节,再生放大建立的周期[6,9],可实现脉冲强度的调节。图3中各脉冲的强度依次递减,即第一根脉冲的强度强于第二根,第二根强于第三根,第三根的强于第四根。其中图3(a)为单脉冲,图3(b)为偏振法实现的双脉冲,脉冲之间的间距为距离差ΔL/c,间距测量ΔL=66 cm,即为2.2 ns。图3(c)为再生放大实现的双脉冲,脉冲之间的间距为再生腔周期,约12 ns。图3(d)为偏振法与再生放大实现的四脉冲,第一根脉冲与第二根脉冲、第三根脉冲与第四根脉冲的间距为偏振法间距,第一根脉冲与第三根脉冲、第二根脉冲与第四根脉冲的间距为再生放大中再生腔的间距。

【参考文献】：
期刊论文
[1]距离千米级双望远镜的空间碎片激光测距[J]. 龙明亮,张海峰,邓华荣,汤凯,张忠萍,张阿丽.  光学学报. 2020(02)
[2]4 kHz重复频率卫星激光测距系统及其应用[J]. 邓华荣,张海峰,龙明亮,吴志波,汤凯,张忠萍.  光学学报. 2019(03)
[3]云台1.2m望远镜共光路千赫兹卫星激光测距系统[J]. 郑向明,李祝莲,伏红林,何少辉,李荣旺,李语强,翟东升,熊耀恒.  光学学报. 2011(05)



本文编号：3045998