一种sal视场信号的收入光纤装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种SAL(Synthetic Aperture Lidar， 合成孔径激光雷达)视场信号的收入光纤装置。
【背景技术】
[0002] 激光雷达的接收视场，主要由接收望远镜口径，探测器/探测器组光敏面尺寸、接 收口径D与焦距f比决定。口径焦距比越大，光学系统的设计难度越大，按照目前光学接收系 统的设计能力，要实现D/f = l的光学系统，即口径为焦距的1倍，设计难度较小；要实现D/f =2的光学系统，即口径为焦距的2倍，设计难度较大。
[0003] 在此基础上，激光雷达的接收视场，就转化为由接收望远镜口径和探测器/探测器 组光敏面尺寸决定，接收视场与探测器光敏面尺寸成正比，与接收口径成反比。
[0004] 为保证激光雷达具有较远的作用距离，一般需将接收望远镜的尺寸设计得较大， 以获得较多的回波信号能量，此时激光雷达的视场主要决定于探测器光敏面的尺寸。由于 目前常用的探测器光敏面尺寸一般较小，激光雷达的接收视场也较小，目前基于一个探测 器的激光雷达的接收视场通常约为lmrad。
[0005] 为解决激光信号宽视场接收问题，现阶段激光雷达多采用面阵或线阵探测器的接 收方式扩大接收视场，这种接收方式具备高的空间角分辨率，但由于需使用光电探测器阵 列和多个通道信号处理，数据量较大，技术实现复杂，成本较高。
[0006] 以侧视工作模式为主的合成孔径激光雷达，其获得观测的图像在斜距离和运动速 度方向，为形成较大的幅宽，需要雷达能实现宽视场接收，但不要求具有高的空间角分辨 率，具备采用一个光电探测器或少量探测器实现激光雷达宽视场接收的使用条件。
[0007] 若接收激光信号能收入光纤，则合成孔径激光雷达相干探测所需的混频及后续信 号处理在结构实现上就较为简单。由于光纤的数值孔径较小，在宽视场条件下将激光收入 光纤比较困难。对合成孔径激光雷达，其相干探测所需的混频需利用单模保偏光纤实现，单 模保偏光纤的数值孔径更小，其在宽视场条件下将激光收入光纤难度更大。
[0008] 由此可见，本领域亟需研究一种在大接收口径条件下合成孔径激光雷达宽视场信 号收入光纤的装置。
【发明内容】
[0009] (一)要解决的技术问题
[0010] 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种SAL视场信号的收入光纤装置。
[0011] (二)技术方案
[0012] 本发明提供了一种SAL视场信号的收入光纤装置，其特征在于，包括:接收主镜、光 纤收入装置和目标光纤;其中，激光视场信号经所述接收主镜透射后入射至所述光纤收入 装置，所述光纤收入装置将所述激光视场信号全部收入所述目标光纤。
[0013] 优选地，所述光纤收入装置包括微透镜阵列21和NXM个光纤准直器组成的N行Μ列 准直器阵列，所述微透镜阵列21位于所述接收主镜的像面处，所述N行Μ列准直器阵列中的 每一个光纤准直器均对应一根目标光纤，光纤准直器与其对应的目标光纤位置匹配，其中， Ν、Μ为自然数。
[0014] 优选地，所述激光视场信号经所述接收主镜11透射后入射至所述微透镜阵列表 面，经所述微透镜阵列21后变为近似平行光并入射至所述Ν行Μ列准直器阵列，所述Ν行Μ列 准直器阵列中的每一个光纤准直器将入射至其中的光线汇聚至其对应的目标光纤，实现激 光视场信号的光纤收入。
[0015] 优选地，在所述微透镜阵列21和Ν行Μ列准直器阵列之间设置一光阑。
[0016] 优选地，所述光纤准直器的形状为矩形、椭圆或者1/4圆形。
[0017] 优选地，所述微透镜阵列21与Ν行Μ列准直器阵列为一体化集成光学器件
[0018] 优选地，所述光纤收入装置包括微透镜阵列21、光纤阵列26和ΝΧΜ个合束器组成 的Ν行Μ列合束器阵列，所述光纤阵列的光纤抽头连接合束器阵列，每个合束器耦合至其对 应的目标光纤，其中，Ν、Μ为自然数。
[0019] 优选地，所述激光视场信号经所述接收主镜11透射后入射至微透镜阵列表面，经 微透镜阵列21后变为近似平行光并入射至光纤阵列26,光线经光纤阵列26后进入合束器， 合束器将光线耦合至其对应的目标光纤，实现激光视场信号的光纤收入。
[0020] 优选地，SAL接收系统采用像方远心光路，光纤收入装置包括:Ν X Μ个光纤准直器 组成的Ν行Μ列准直器阵列；其中，所述准直器阵列中的每一个光纤准直器均对应一根目标 光纤，光纤准直器与其对应的目标光纤位置匹配，激光视场信号经接收主镜透射后入射至 准直器阵列，所述准直器阵列中的每一个光纤准直器将入射至其中的光线汇聚至其对应的 目标光纤，实现激光视场信号的光纤收入。
[0021 ]优选地，SAL接收系统采用像方远心光路，光纤收入装置包括:光纤阵列和Ν X Μ个 合束器组成的Ν行Μ列合束器阵列;其中，所述光纤阵列的光纤抽头连接合束器阵列，每个合 束器耦合至其对应的目标光纤，激光视场信号经接收主镜透射后入射至光纤阵列，光线经 光纤阵列后进入合束器，合束器将光线耦合至其对应的目标光纤，实现激光视场信号的光 纤收入。
[0022](三)有益效果
[0023] 从上述技术方案可以看出，本发明的SAL视场信号的收入光纤装置具有以下有益 效果：
[0024] (1)通过微透镜阵列与准直器阵列，或者微透镜阵列与光纤阵列和合束器阵列的 组合，可使接收系统在大口径条件下实现宽视场激光信号全部收入光纤，其无需大量的探 测器，降低了系统的复杂性；
[0025] (2)在实现宽视场激光信号收入光纤的同时，还实现了激光视场信号的分割，通过 设置准直器阵列的结构、或者光纤阵列的合束抽头和合束器阵列的结构可灵活实现视场信 号分割。
【附图说明】
[0026] 图1为本发明第一实施例的SAL视场信号的收入光纤装置的结构示意图；
[0027]图2为微透镜阵列的结构示意图；
[0028] 图3为本发明第一实施例的SAL视场信号的收入光纤装置的另一结构示意图；
[0029] 图4为本发明第二实施例的SAL视场信号的收入光纤装置的结构示意图；
[0030] 图5为本发明第二实施例的SAL视场信号的收入光纤装置的另一结构示意图；
[0031]图6为本发明第三实施例的SAL视场信号的收入光纤装置的结构示意图；
[0032]图7为本发明第三实施例的SAL视场信号的收入光纤装置的另一结构示意图。
[0033]【符号说明】
[0034] 11-接收主镜；12-像方远心光路接收主镜;21-微透镜阵列；22-微透镜;23-光纤准 直器;24-第一光纤准直器;25-第二光纤准直器;26-光纤阵列；27-合束器;28-第一合束器； 29-第二合束器;31-目标光纤;32-第一目标光纤;33-第二目标光纤;D2-微透镜阵列尺寸。
【具体实施方式】
[0035] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明进一步详细说明。
[0036] 参见图1至图3,本发明第一实施例的一种SAL视场信号的收入光纤装置，其包括： 接收主镜11、光纤收入装置和目标光纤，其中，该光纤收入装置包括微透镜阵列21和NXM个 光纤准直器组成的N行Μ列准直器阵列，该微透镜阵列21位于接收主镜的像面处，该准直器 阵列中的每一个光纤准直器均对应一根目标光纤，光纤准直器与其对应的目标光纤位置匹 配，其中，Ν、Μ为自然数，在图1中，所述Ν、Μ