脉冲半导体激光测距发射系统的研制

摘要

脉冲半导体激光测距发射系统是半导体激光测距仪的重要组成部分，主要包括脉冲半导体激光器驱动电源和发射光学准直系统。本文通过对驱动电源电路数学模型的分析，设计了适用于中短距离测距的半导体激光发射电路系统方案，基本实现了具有重复频率高、脉冲上升沿时间短、脉冲宽度窄、峰值电流大等特点的半导体激光器驱动电路。另外，本文结合了几何光学的分析方法，借助ZEMAX光学设计软件，仿真出两个母线互相垂直、焦距不等、间距适当的椭圆柱透镜光学准直系统，同时对半导体激光器在快慢轴两个方向上的远场发散角进行压缩，准直后远场发散角均小于3mrad，为整个系统后续半导体激光束准直的研制奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 序言

1.2 课题来源及意义

1.3 脉冲半导体激光测距机及光源的发展

1.4 本文主要研究内容

第二章 半导体激光器基础

2.1 基本原理与器件结构

2.2 高斯光束

2.3 空间模式

2.3.1 半导体激光器的光束发散角

2.3.2 半导体激光器的像散

2.4 小结

第三章 半导体激光器准直技术

3.1 几何光学理论

3.1.1 几何光学基本定律

3.1.2 马吕斯定律

3.1.3 费马原理

3.2 光束准直技术方法

3.2.1 单透镜准直法

3.2.2 圆柱透镜准直法

3.2.3 组合透镜法

3.2.4 非球面柱透镜准直方法

3.3 小结

第四章 脉冲式半导体激光器驱动电源设计

4.1 半导体激光器的输出特性及其驱动要求

4.2 驱动电源电路模型

4.2.1 模型建立与分析

4.2.2 工作原理

4.3 驱动电源方案设计

4.3.1 半导体激光器选型

4.3.2 电路系统方案设计

4.4 驱动电源电路实验与分析

4.5 小结

第五章 半导体激光器光束准直系统设计

5.1 二次曲面光束准直

5.1.1 二次曲线方程推导

5.1.2 入射面为椭圆面

5.1.3 入射面为双曲面

5.2 光束准直系统仿真设计

5.2.1 半导体激光光束分析及仿真

5.2.2 双椭圆柱透镜准直原理

5.2.3 光束准直系统详细设计

5.3 小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献