激光測距儀標定系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種激光測距儀標定系統(tǒng)，包括：耦合透鏡、光纖延遲線組、傳輸光纖、光敏元件、激光發(fā)生器及其控制電路、第一2x1光開關、接收透鏡；所述傳輸光纖包括第一傳輸光纖、第二傳輸光纖、第三傳輸光纖。所述光纖延遲線組包括第一1x2光開關、第一2x2光開關、第二2x2光開關、第一延遲光纖、第二延遲光纖、第四傳輸光線、第五傳輸光線。本實用新型可根據所需延遲量的大小，采用兩種工作模式：在產生較小延遲時，延遲主要由光纖延遲線組產生；在產生較大延遲時觸發(fā)內部激光發(fā)生器產生同脈寬激光，此過程等同于加入了電延遲。本實用新型可完成對激光測距儀的標定，標定使用的延遲量程廣、精度高、使用方法簡單。
【專利說明】激光測距儀標定系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種激光測距儀標定系統(tǒng)，用于對激光測距儀測距距離和測距精度的標定。
【背景技術】
[0002]激光測距具有精度高測距范圍廣等優(yōu)點，在地形測繪、軍事等領域有廣泛運用，激光測距儀是最典型的激光測距技術應用實例。
[0003]激光測距儀常用的標定方法有野外測距基線的六段比較法，其基線長度一般為幾千米，且其穩(wěn)定性受環(huán)境影響較大，標定費用也較大；室內標定可通過鏡面反射來延長光路，但使用的反光鏡需要經過精密加工，使用時鏡面定位也相對復雜。
[0004]為了更簡單精準地實現激光測距儀的標定，可以通過延時系統(tǒng)進行激光測距的仿真。目前常用的延遲技術有通過門電路實現的電延遲、微波延遲線和光纖延遲線。這三者相比較，電延遲、微波延遲精度不高，穩(wěn)定性不好；光纖延遲線具有明顯的抗干擾能力強、延遲精度高的優(yōu)點，其不足在于:光纖延遲線的構成是許多組光纖與光路控制器件的組合，通過控制光纖接入的長度產生不同延遲，產生延遲的種類越多就需要相應越多組光纖，多組光纖之間的耦合會帶來比較大的損耗，且整體體積也相對較大，在需要產生較大延遲時，其不足之處更加明顯。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型的目的在于提供一種激光測距儀標定系統(tǒng)，能夠產生特定的激光傳輸延遲，并可以結合光纖延遲線組，完成對激光測距儀的標定。本實用新型采用的技術方案是:
[0006]一種激光測距儀標定系統(tǒng)，包括:耦合透鏡、光纖延遲線組、傳輸光纖、光敏元件、激光發(fā)生器及其控制電路、第一 2x1光開關、接收透鏡；所述傳輸光纖包括第一傳輸光纖、第二傳輸光纖、第三傳輸光纖；
[0007]所述耦合透鏡將激光測距儀發(fā)射的激光光束耦合進入第一傳輸光纖，第一傳輸光纖連接光纖延遲線組的入端，光纖延遲線組具有兩個出端，光纖延遲線組的第一出端通過第三傳輸光纖連接光敏元件，光敏元件連接激光發(fā)生器及其控制電路，激光發(fā)生器及其控制電路連接第一 2x1光開關的第一入端；光纖延遲線組的第二出端通過第二傳輸光纖連接第一 2x1光開關的第二入端；所述接收透鏡將第一 2x1光開關出端出射的激光光束準直并出射至激光測距儀接收端。
[0008]進一步地，所述光纖延遲線組包括第一 1x2光開關、第一 2x2光開關、第二 2x2光開關、第一延遲光纖、第二延遲光纖、第四傳輸光線、第五傳輸光線；所述第一 1x2光開關的入端作為光纖延遲線組的入端。第一 1x2光開關的第一出端連接第一延遲光纖一端,第一延遲光纖另一端接第一 2x2光開關的第一入端,第一 2x2光開關的第一出端連接第二延遲光纖一端，第二延遲光纖另一端接第二 2x2光開關的第一入端，第二 2x2光開關的第一出端作為光纖延遲線組的第一出端。第一 1x2光開關的第二出端通過第四傳輸光線連接第一2x2光開關的第二入端,第一 2x2光開關的第二出端通過第五傳輸光線連接第二 2x2光開關的第二入端，第二 2x2光開關的第二出端作為光纖延遲線組的第二出端。
[0009]進一步地，所述第二延遲光纖的長度是第一延遲光纖長度的兩倍。
[0010]進一步地，所述光敏元件為雪崩二極管，其響應時間小于Ins。
[0011]進一步地，所述激光發(fā)生器及其控制電路能夠產生與激光測距儀同波長同脈寬的激光脈沖，其產生激光響應時間小于Ins。
[0012]進一步地，所述耦合透鏡和接收透鏡為一般的具備聚光和準直特性的透鏡，兩者光軸相互平行。
[0013]本實用新型接收激光測距儀發(fā)射的激光光束，經過設定的延遲后將激光信號傳輸至激光測距儀的接收端，其產生的延遲來自三部分:激光光束在傳輸光纖和光開關內傳輸的固定延遲(PS級)、光纖延遲線組的可調延遲(PS級)、光敏元件和激光發(fā)生器的響應延遲(ns 級)。
[0014]本實用新型在產生較小延遲時，延遲主要由光纖延遲線組產生:激光測距儀發(fā)射的激光光束由耦合透鏡耦合進入傳輸光纖，經過已設定延遲量的光纖延遲線組，經接收透鏡準直后出射至激光測距儀的接收端。
[0015]本實用新型在產生較大延遲時，激光光束在經過光纖延遲線組后，由光敏元件轉化為電信號，觸發(fā)激光發(fā)生器，產生同脈寬的激光，出射至激光測距儀的接收端。所述光纖延遲線組由多組不同長度延遲光纖和光開關組成，可通過控制光開關來控制光纖接入長度，從而控制延遲量。所述傳輸光纖為一般的用于光信號傳輸的低損耗光纖。
[0016]本實用新型的優(yōu)點:與傳統(tǒng)方法中使用野外基線對激光測距儀進行標定相比，使用光纖基線產生延遲受外界環(huán)境影響較小，操作更加簡單，可在室內完成標定；本實用新型在產生較小延遲時，延遲主要由光纖延遲線產生，在產生較大延遲時觸發(fā)內部激光發(fā)生器產生同波長同脈寬的激光，既發(fā)揮了光纖延遲的精度優(yōu)勢，也避免了純粹使用光纖產生較大延遲造成的傳輸損耗過大的問題，同時擴大了延遲的量程范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的結構組成示意圖。
[0018]圖2為本實用新型的光纖延遲線組示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0020]如圖1、圖2所示:
[0021]一種激光測距儀標定系統(tǒng)，包括:耦合透鏡1、光纖延遲線組2、傳輸光纖、光敏元件4、激光發(fā)生器及其控制電路5、第一 2x1光開關12、接收透鏡6 ;所述傳輸光纖包括第一傳輸光纖301、第二傳輸光纖302、第三傳輸光纖303。所述耦合透鏡I將激光測距儀發(fā)射的激光光束耦合進入第一傳輸光纖301，第一傳輸光纖301連接光纖延遲線組2的入端，光纖延遲線組2具有兩個出端，光纖延遲線組2的第一出端通過第三傳輸光纖303連接光敏元件4，光敏元件4連接激光發(fā)生器及其控制電路5，激光發(fā)生器及其控制電路5連接第一 2x1光開關12的第一入端；光纖延遲線組2的第二出端通過第二傳輸光纖302連接第一 2x1光開關12的第二入端。所述接收透鏡6將第一 2x1光開關12出端出射的激光光束準直并出射至激光測距儀接收端。
[0022]所述光纖延遲線組2包括第一 1x2光開關9、第一 2x2光開關10、第二 2x2光開關
11、第一延遲光纖7、第二延遲光纖8、第四傳輸光線304、第五傳輸光線305。所述第一 1x2光開關9的入端作為光纖延遲線組2的入端。第一 1x2光開關9的第一出端連接第一延遲光纖7 —端，第一延遲光纖7另一端接第一 2x2光開關10的第一入端,第一 2x2光開關10的第一出端連接第二延遲光纖8 —端，第二延遲光纖8另一端接第二 2x2光開關11的第一入端，第二 2x2光開關11的第一出端作為光纖延遲線組2的第一出端。第一 1x2光開關9的第二出端通過第四傳輸光線304連接第一 2x2光開關10的第二入端,第一 2x2光開關10的第二出端通過第五傳輸光線305連接第二 2x2光開關11的第二入端，第二 2x2光開關11的第二出端作為光纖延遲線組2的第二出端。
[0023]本實用新型根據所需延遲量的大小，采用兩種工作模式:在產生較小延遲時，延遲主要由光纖延遲線組2產生；在產生較大延遲時觸發(fā)內部激光發(fā)生器產生同脈寬激光,此過程等同于加入了電延遲。下面對兩種工作模式分別描述:
[0024]產生小量程延遲時，激光測距儀發(fā)射的激光光束由耦合透鏡I耦合進入第一傳輸光纖301，激光在光纖中傳播進入光纖延遲線組2，假如設定此時光纖延遲線組2產生2L長度延遲，貝1J光束由第一 1x2光開關9的入端a入射,第二出端c出射,在第四傳輸光線304中傳播至第一 2x2光開關10的第二入端b,在第一 2x2光開關10的第一出端c出射,通過第二延遲光纖8 (長度為2L)，然后由第二 2x2光開關11第一入端a入射，第二出端d出射進入第二傳輸光纖302，此后光束經第一 2x1光開關12選通后到達接收透鏡6，光束準直并出射至激光測距儀接收端。
[0025]產生大量程延遲時，激光測距儀發(fā)射的激光光束由耦合透鏡I耦合進入第一傳輸光纖301，激光在光纖中傳播進入光纖延遲線組2，假如設定此時光纖延遲線組產生3L長度延遲，則光束由第一 1x2光開關9的入端a入射,第一出端b出射,光束通過第一延遲光纖7 (長度為L),傳播至第一 2x2光開關10的第一入端a,在第一 2x2光開關10的第一出端c出射，通過第二延遲光纖8 (長度為2L)，然后由第二 2x2光開關11的第一入端a入射，第一出端c出射進入第三傳輸光纖303，激光光束照射光敏元件4，觸發(fā)激光發(fā)生器及其控制電路5產生同脈寬的激光，此后光束經第一 2x1光開關12選通后到達接收透鏡6，光束準直并出射至激光測距儀接收端。
【權利要求】
1.一種激光測距儀標定系統(tǒng)，其特征在于，包括:耦合透鏡(I)、光纖延遲線組(2)、傳輸光纖、光敏兀件(4)、激光發(fā)生器及其控制電路(5)、第一 2x1光開關(12)、接收透鏡(6)；所述傳輸光纖包括第一傳輸光纖(301)、第二傳輸光纖(302)、第三傳輸光纖(303)； 所述耦合透鏡(I)將激光測距儀發(fā)射的激光光束耦合進入第一傳輸光纖(301)，第一傳輸光纖(301)連接光纖延遲線組(2)的入端，光纖延遲線組(2)具有兩個出端，光纖延遲線組(2)的第一出端通過第三傳輸光纖(303)連接光敏元件(4)，光敏元件(4)連接激光發(fā)生器及其控制電路(5)，激光發(fā)生器及其控制電路(5)連接第一 2x1光開關(12)的第一入端；光纖延遲線組(2)的第二出端通過第二傳輸光纖(302)連接第一 2x1光開關(12)的第二入端； 所述接收透鏡(6)將第一 2x1光開關(12)出端出射的激光光束準直并出射至激光測距儀接收端。
2.如權利要求1所述的激光測距儀標定系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖延遲線組(2)包括第一 1x2光開關(9)、第一 2x2光開關(10)、第二 2x2光開關(11)、第一延遲光纖(7)、第二延遲光纖(8)、第四傳輸光線(304)、第五傳輸光線(305)； 所述第一 1x2光開關(9)的入端作為光纖延遲線組(2)的入端； 第一 1x2光開關(9)的第一出端連接第一延遲光纖(7) —端，第一延遲光纖(7)另一端接第一 2x2光開關(10)的第一入端,第一 2x2光開關(10)的第一出端連接第二延遲光纖(8) —端,第二延遲光纖(8)另一端接第二 2x2光開關(11)的第一入端,第二 2x2光開關(11)的第一出端作為光纖延遲線組(2)的第一出端； 第一 1x2光開關(9)的第二出端通過第四傳輸光線(304)連接第一 2x2光開關(10)的第二入端，第一 2x2光開關(10)的第二出端通過第五傳輸光線(305)連接第二 2x2光開關(11)的第二入端，第二 2x2光開關(11)的第二出端作為光纖延遲線組(2)的第二出端。
3.如權利要求2所述的激光測距儀標定系統(tǒng)，其特征在于:所述第二延遲光纖(8)的長度是第一延遲光纖(7)長度的兩倍。
4.如權利要求1或2所述的激光測距儀標定系統(tǒng)，其特征在于:所述光敏元件(4)為雪崩二極管，其響應時間小于Ins。
5.如權利要求1或2所述的激光測距儀標定系統(tǒng)，其特征在于:所述激光發(fā)生器及其控制電路(5)能夠產生與激光測距儀同波長同脈寬的激光脈沖，其產生激光響應時間小于Ins0
6.如權利要求1或2所述的激光測距儀標定系統(tǒng)，其特征在于:所述耦合透鏡(I)和接收透鏡(6)為具備聚光和準直特性的透鏡，兩者光軸相互平行。
【文檔編號】G01S7/497GK203551774SQ201320661277
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權日:2013年10月24日
【發(fā)明者】蔡實, 林旭, 黃龍清, 趙勇, 劉同現 申請人:無錫市星迪儀器有限公司