激光外差探测收发共用光学系统的研究

摘要

合成孔径激光雷达(SAL)作为合成孔径雷达(SAR)技术与激光雷达(Ladar)技术的结合体，能够获得比微波合成孔径雷达高得多的空间分辨率，能够进行远距离，大面积成像等诸多优点。SAL作为一个崭新的研究领域是目前国内外研究的热点。
　　本文首先对合成孔径激光雷达中光外差探测技术进行了讨论。介绍了光外差探测原理、优点，分析了要得到理想的外差信号需要满足的偏振、空间角准直和波前曲率匹配等条件。
　　针对实际工程的需求，研究了收发共用光学系统外差探测的性能，从透镜的共轴调节到各光学元件的微小移动对该收发合置装置的稳定性的影响分析，与收发分离的外差装置相比，具有光路简单，稳定性好，使用方便等优点，但能量利用率较低。
　　最后介绍了外差效率的定义和意义，利用MATLAB数值计算并模拟了收发共用光学系统情况下本振光与信号光存在空间角误差时对外差效率的影响，从理论上分析了由于在信号接收端使用光学系统将目标成像至光电探测器光敏面上而引起的信号光与本振光波前曲率不匹配对外差效率的影响，并提出了一种可行的改善方案。