，所述的垂直轴系连接垂直扫描驱动电机8，所述的垂直扫描仓上部具有窗口 9。本实施例的水平扫描驱动电机和垂直扫描驱动电机上可以分别安装轴角编码器，用来测量水平轴系或者垂直轴系的旋转角度。本实施例的扫描系统的设计可以保证具有良好的刚性防止运载车行进过程中颠簸产生的损坏。又能够保证回转精度，使测量出的污染分布具有准确的空间位置精度。窗口是水平方向放置。整个扫描系统放置在接收系统的前面，位置是固定不动的，水平扫描仓在水平扫描驱动电机的驱动下可以绕主光轴水平旋转，垂直扫描仓在垂直扫描电机的驱动下可以绕主光轴垂直旋转。
[0022]所述的中红外激光雷达光学系统，所述的水平扫描仓里面设置有平面反射镜三10，所述的平面反射镜三与所述的转向镜垂直设置，所述的垂直扫描仓里面设置有平面反射镜二 11，所述的平面反射镜二与所述的平面反射镜三平行设置。
[0023]实施例2:
本实施例中所述的中红外激光雷达光学系统，所述的发射系统包括激光器12，所述的激光器的发射端前部设置有扩束镜13，所述的扩束镜的镜头安装在恒温仓中。扩束镜的主要作用是扩展激光束的直径并压窄光束的发散角，这样发射的激光束才能传播的更远。发射系统的扩束镜设计难点是温度适应性。激光雷达是外场工作设备，野外环境温度变化剧烈。因此，扩束镜头必须进行温度适应性设计。为了使实际使用效果更好，镜头安置在恒温仓中，这样就可以进一步避免温度影响。但是在设备不工作时，恒温仓是不起作用的，这时镜头还必须能够克服高低温贮存环境。这就要求镜头的光学设计和结构设计都要考虑环境温度对设备的影响。为了保证镜头在高低温环境下能够正常使用，扩束镜采用了无热化镜头结构。镜头的工作波段为2?4μπι中红外波段，在这波段设计无热化镜头一般采用“娃”制作正透镜，“锗”制作负透镜，这样就能很好的校正热像差。
[0024]实施例3:
本实施例中所述的中红外激光雷达光学系统，所述的接收系统包括与所述的转向镜设置在同一条主光轴上的平面反射镜一 14以及位于所述的平面反射镜一下方的抛物面反射镜15。
[0025]所述的中红外激光雷达光学系统，所述的抛物面反射镜采用口径为Φ300πιπι的抛物面反射镜，所述的系统的焦距不小于1000mm。
[0026]所述的中红外激光雷达光学系统，所述的瞄准系统包括与所述的平面反射镜一形成45°入射角的相机16，所述的相机前面设置有视场校正镜17，所述的视场校正镜前面设置有分光镜一18。
[0027]所述的中红外激光雷达光学系统，所述的差分光路系统包括与所述的分光镜一设置在同一光路上的分光镜二 19，所述的分光镜二两侧分别依次设置有波段准直镜及滤光片20、感光面21。瞄准系统用来对被测目标进行瞄准，它和接收系统共用一个抛物面反射镜，瞄准系统指向的位置就是接收系统的感光范围。瞄准系统中增加了视场校正镜，校正视场像差。由于抛物面反射镜轴外像差很大，整个系统对轴外成像质量会很差，再设计时增加轴外校正镜组，就可以很好的校正轴外像差。
[0028]工作过程:
如图1-2所示，由激光器和扩束镜组成的发射系统发射一束波长处于中红外波段的激光束，经过转向镜到平面反射镜三，再到平面反射镜二、最后从扫描系统的窗口射出；光束出射后照射到远距离的被测目标上，通过瞄准系统瞄准被测目标;被测目标将激光束反射回来，返回光束通过扫描系统后由接收系统接收，光线由抛物面反射镜汇聚反射到平面反射镜一，再入射到目苗准系统和差分光路系统；只有可见光波段的光线能够通过分光镜一和视场校正镜照射到相机上，而射出的激光束的返回光线可以经过分光镜一反射到差分光路系统，分光镜二将光线分成两个波段，每个波段的光线经过准直镜和滤光片后照射到探测器的感光面上。
[0029]本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征等同替换所组成的技术方案。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。
【主权项】
1.一种中红外激光雷达光学系统，包括发射系统、接收系统、扫描系统、瞄准系统、差分光路系统，其特征是:所述的发射系统发射的激光束经过转向镜照射到所述的扫描系统出射后照射到被测目标上，通过瞄准系统瞄准被测目标;被测目标将激光束反射回来通过扫描系统后由接收系统接收，再入射到瞄准系统和差分光路系统;所述的扫描系统包括安装支座，所述的安装支座里面通过水平轴系安装水平扫描仓，所述的水平轴系连接水平扫描驱动电机，所述的水平扫描仓通过垂直轴系连接垂直扫描仓，所述的垂直轴系连接垂直扫描驱动电机，所述的垂直扫描仓上部具有窗口。2.根据权利要求1所述的中红外激光雷达光学系统，其特征是:所述的水平扫描仓里面设置有平面反射镜三，所述的平面反射镜三与所述的转向镜垂直设置，所述的垂直扫描仓里面设置有平面反射镜二，所述的平面反射镜二与所述的平面反射镜三平行设置。3.根据权利要求1或2所述的中红外激光雷达光学系统，其特征是:所述的发射系统包括激光器，所述的激光器的发射端前部设置有扩束镜，所述的扩束镜的镜头安装在恒温仓中。4.根据权利要求3所述的中红外激光雷达光学系统，其特征是:所述的扩束镜采用无热化镜头结构，其镜头的工作波段为2?4μπι中红外波段，采用硅制作正透镜，锗制作负透镜实现校正热像差。5.根据权利要求1或2所述的中红外激光雷达光学系统，其特征是:所述的接收系统包括与所述的转向镜设置在同一条主光轴上的平面反射镜一以及位于所述的平面反射镜一下方的抛物面反射镜。6.根据权利要求5所述的中红外激光雷达光学系统，其特征是:所述的抛物面反射镜采用口径为Φ 300mm的抛物面反射镜。7.根据权利要求1或2或4或6所述的中红外激光雷达光学系统，其特征是:所述的光学系统的焦距不小于I OOOmm。8.根据权利要求1或2或4或6所述的中红外激光雷达光学系统，其特征是:所述的瞄准系统包括与所述的平面反射镜一形成45°入射角的相机，所述的相机前面设置有视场校正镜，所述的视场校正镜前面设置有分光镜一。9.根据权利要求8所述的中红外激光雷达光学系统，其特征是:所述的差分光路系统包括与所述的分光镜一设置在同一光路上的分光镜二，所述的分光镜二两侧分别依次设置有波段准直镜及滤光片、感光面。
【专利摘要】本发明提供一种中红外激光雷达光学系统。本发明包括发射系统、接收系统、扫描系统、瞄准系统、差分光路系统，其特征是：所述的发射系统发射的激光束经过转向镜照射到所述的扫描系统出射后照射到被测目标上，通过瞄准系统瞄准被测目标；被测目标将激光束反射回来通过扫描系统后由接收系统接收，再入射到瞄准系统和差分光路系统；所述的扫描系统包括安装支座，所述的安装支座里面通过水平轴系安装水平扫描仓，所述的水平轴系连接水平扫描驱动电机，所述的水平扫描仓通过垂直轴系连接垂直扫描仓，所述的垂直轴系连接垂直扫描驱动电机，所述的垂直扫描仓上部具有窗口。本发明光学性能好并且能够克服高低温贮存环境。
【IPC分类】G01S7/481, G02B1/00, G01N21/3504
【公开号】CN105675532
【申请号】CN201610199019
【发明人】丁铂, 朱琳
【申请人】南京英田光学工程股份有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年4月1日