一种离轴三反推帚式激光三维成像发射系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于扫帚式激光三维成像领域，具体涉及一种新型的离轴三反推帚式激光 三维成像发射系统，本发明的实施例在51元光纤阵列时能实现单元激光20urad的较小发 散角并行发射，在地面上形成大小相等、间隔均匀的足印光斑分布，它也适用于其它波束、 更小发散角的系统需要。
【背景技术】
[0002] 自问世以来，激光三维成像一般都采用平面摆镜或者圆锥扫描镜的扫描方式，随 着激光探测技术尤其是阵列探测技术的发展，人们开始关注非扫描的机载激光成像工作模 式，采用具有较高激光功率、脉冲重复频率不太高的激光器，通过激光束分束、扩束发射和 阵列探测的方式，实现一行多点的瞬时信息获取，达到推帚式激光三维成像的目的。
[0003] 推帚型激光三维成像技术是一种概念较新的机载遥感技术，它借鉴推帚式光谱成 像技术的特点，结合激光直接测距并获取灰度信息的优势，以高度紧凑的结构和主动遥感 进行信息获取的方式，获得地物目标的三维灰度像。此外，推帚式成像技术只由飞机飞行带 动激光束发射装置进行一维扫描，相对扫描成像而言减去了扫描工作方式时的机械磨损、 震动，提高了定位准确度，同时还减轻了成像系统重量、体积、能耗，这给机载、星载测高技 术带来了福音。这种技术将是下一代激光三维成像技术的发展方向。当前已有的推帚式激 光三维成像系统有中国的863推帚式系统，美国的MAPLA系统，美国的S0E系统等。其特性 如表1所示。
[0004] 表1、MAPLA和S0E系统特征
[0005]
【主权项】
1. 一种离轴三反推帚式激光三维成像发射系统，它包括发射光纤阵列（I)、平面折转 镜（2)和离轴三反望远镜（3)，其特征在于： 光纤阵列（1)置于离轴三反望远镜（3)的焦面上，其出射的多元激光，经过平面折转镜 (2)反射、以及离轴三反望远镜（3)扩束后并行出射。
2. 根据权利要求1所述的一种离轴三反推帚式激光三维成像发射系统，其特征在于： 所述的离轴三反望远镜（3)为像方远心望远镜系统，系统参数确定方法如下： 焦距f f = d/α (1)式中：d为发射光纤的芯径，α为发射光纤单元的发散角； 相对孔径F
(2)式中：NA为光纤的数值孔 径； 系统视场角Θ :
式中：L为发射光纤阵列（1)的总长度。
【专利摘要】本发明公开了一种离轴三反推帚式激光三维成像发射系统，根据发射光纤芯径、单元发散角和激光发射的总视场设计离轴三反扩束望远镜，实现多元激光的并行扩束发射。该激光发射光学系统由发射光纤阵列、平面折转镜以及离轴三反望远镜组成，平面折转镜的作用是减小系统光路的总长度。本发明的特点在于使用一个离轴三反系统实现多元激光的并行扩束发射，各元激光以大小相等的发散角发射，并且能实现很小的发散角，在地面上形成大小相等、间隔均匀的足印光斑。本发明可用于航空航天的多波束推帚式激光三维成像领域。
【IPC分类】G02B27-00, G02B17-06
【公开号】CN104749774
【申请号】CN201510145359
【发明人】侯佳, 何志平, 舒嵘
【申请人】中国科学院上海技术物理研究所
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月31日