一种激光远场参数测量系统及方法与流程

本发明涉及激光参数测量，具体涉及一种激光远场参数测量系统及方法。

背景技术：

1、在激光空间通信、激光主动探测等外场激光实验中，需要在日光干扰下进行光功率的测量，使用市场上常用光功率计测量结果为该波长激光和环境光中此波长光功率的叠加。故常规激光功率计无法满足外场激光实验的需求，对实验数据造成较大的误差。

2、在日光环境下测量微弱激光功率项目难点分为两方面：一方面，实现微弱激光信号探测；另一方面，将被测信号与日光背景相分离。微弱激光信号包含两个方面含义，其一为激光信号光功率较弱，激光在大气中经长距离传输（km级）到达靶面时，会因发散角和大气吸收的共同作用，使光斑的功率密度下降若干个数量级。

技术实现思路

1、（一）发明目的

2、本发明的目的是提供一种提高测量的激光参数的准确性，并且简单快捷的激光远场参数测量系统及方法。

3、（二）技术方案

4、为解决上述问题，本发明的提供了一种一种激光远场参数测量系统，包括：

5、光源调制组件、反射探测组件、数据采集组件、解调组件与信号处理组件；

6、所述光源调制组件对激光进行调制；

7、所述反射探测组件对调制后的激光进行反射探测；

8、所述数据采集组件采集经过反射探测的光斑信息；

9、所述解调组件对调制的激光进行解调，获得解调后的激光信号；

10、所述信号处理组件对所述获得解调后的激光信号和光斑信息进行分析处理，获取激光远场参数。

11、本发明的另一方面，优选地，所述光源调制组件包括：数据连通的待测激光器和gps同步电路，所述gps同步电路接收gps卫星时间同步信号，待测激光器依据gps卫星信号对激光进行调制。

12、本发明的另一方面，优选地，所述反射探测组件包括漫反射靶和探测器；

13、所述漫反射靶设置有通孔，所述探测器设置于所述漫反射靶远离光源调制组件的面，所述探测器与所述通孔相对应，使所述调制的激光通过所述通孔到达所述探测器。

14、本发明的另一方面，优选地，所述数据采集组件包括图像采集部件和探测器数据采集部件；所述光斑信息包括第一光斑信息和第二光斑信息；

15、所述图像采集部件采集所述漫反射靶的第一光斑信息，并发送至信号处理组件；

16、所述探测器数据采集部件采集所述探测器的第二光斑信息，并发送至信号处理组件。

17、本发明的另一方面，优选地，所述解调组件包括高速同步采集电路和gps接收器；

18、所述探测器将接收到的调制的激光的光信号转化为电信号；

19、所述高速同步采集电路接收所述电信号和所述gps接收器接收的gps卫星时间同步信号对调制的激光进行解调，获得解调后的激光信号。

20、本发明的另一方面，优选地，所述信号处理组件信号处理组件包括上位机，所述上位机接收并对所述解调后的激光信号和光斑信息进行分析处理，获取激光远场参数。

21、本发明的另一方面，优选地，所述信号处理组件信号处理组件包括上位机，所述上位机接收并对所述解调后的激光信号和光斑信息进行分析处理，获取激光远场参数包括：

22、以漫反射靶的正中心为原点，以漫反射靶靶面平行于水平方向为x轴，以漫反射靶靶面垂直于水平方向的方向为y轴建立坐标系；

23、所述图像采集部件采集所述漫反射靶的第一光斑信息，并发送至信号处理组件，获取光斑中心位置信息；

24、根据获取的光斑中心位置信息，调整漫反射靶的位置，使光斑中心位于漫反射靶的正中心；

25、当所述光斑中心位于漫反射靶的正中心后，分别获取整个光斑的信息点在所述坐标系中的位置信息；

26、基于解调后的激光信号，根据所述探测器在所述漫反射靶的位置和所述探测器数据采集部件采集所述探测器的第二光斑信息，将所述第二光斑信息与整个光斑的信息点在所述坐标系中的位置信息对应，获取激光远场参数。

27、本发明的另一方面，优选地，包括利用以下公式获取整个光斑的信息点：

28、f(x,y)-t<0，即为背景，设定此处f(x,y)=0；

29、f(x,y)-t>0，即为目标，则此处f(x,y)值保存不变；

30、；

31、其中，t为激光图像中背景区域与目标区域的阈值，h(z)为激光图像的灰度直方图的曲线函数，曲线函数的极小值点对应的灰度值即为t，大于t的像素点为图像中光斑的信息点。

32、本发明的另一方面，优选地，包括利用以下公式获取光斑中心位置信息：

33、 ；；

34、其中，xc表示光斑中心位置的横坐标，yc表示光斑中心位置的横坐标i(x,y)代表位置为（x,y）的信息点的灰度值，x表示位置为（x,y）的信息点的横坐标，y表示位置为（x,y）的信息点的纵坐标。

35、本发明的另一方面，优选地，一种采用如上所述的激光远场参数测量系统进行测量的方法，包括：

36、调制激光；

37、对所述调制后的激光进行反射探测；

38、采集经过反射探测的光斑信息；

39、对调制的激光进行解调，获得解调后的激光信号；

40、对所述获得解调后的激光信号和光斑信息进行分析处理，获取激光远场参数。

41、（三）有益效果

42、本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

43、本发明通过先设置光源调制组件和解调组件对激光进行调制和解调，达到抗干扰的目的，通过反射探测组件对激光进行反射探测，数据采集组件采集光斑信息；通过信号处理组件对解调后的激光信号和光斑信息进行分析处理，获取激光远场参数，实现在日光干扰下进行光功率的测量，并且能提高测量结果的准确性。

技术特征：

1.一种激光远场参数测量系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光源调制组件包括：数据连通的待测激光器（1）和gps同步电路（2），所述gps同步电路（2）接收gps卫星时间同步信号，待测激光器（1）依据gps卫星信号对激光进行调制。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反射探测组件包括漫反射靶（3）和探测器（4）；

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述数据采集组件包括图像采集部件（7）和探测器数据采集部件；所述光斑信息包括第一光斑信息和第二光斑信息；

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述解调组件包括高速同步采集电路（5）和gps接收器（6）；

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述信号处理组件信号处理组件包括上位机（8），所述上位机（8）接收并对所述解调后的激光信号和光斑信息进行分析处理，获取激光远场参数。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述信号处理组件信号处理组件包括上位机（8），所述上位机（8）接收并对所述解调后的激光信号和光斑信息进行分析处理，获取激光远场参数包括：

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，包括利用以下公式获取整个光斑的信息点：

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，包括利用以下公式获取光斑中心位置信息：

10.一种采用如权利要求1-9中任意一项所述的激光远场参数测量系统进行测量的方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及激光参数测量技术领域，具体涉及一种激光远场参数测量系统及方法，包括：光源调制组件对激光进行调制；反射探测组件对所述调制后的激光进行反射探测；数据采集组件采集经过反射探测的光斑信息；解调组件对调制的激光进行解调，获得解调后的激光信号；信号处理组件对所述获得解调后的激光信号和光斑信息进行分析处理，获取激光远场参数。本发明通过先设置光源调制组件和解调组件对激光进行调制和解调，达到抗干扰的目的，通过反射探测组件对激光进行反射探测，数据采集组件采集光斑信息；通过信号处理组件对解调后的激光信号和光斑信息进行分析处理，获取激光远场参数，实现在日光干扰下进行光功率的测量，并且能提高测量结果的准确性。

技术研发人员：孔凡辉,陆君,肖立亮
受保护的技术使用者：安徽瑞控信光电技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31