连续波全光纤相干多普勒激光测速雷达光学噪声的抑制系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111007526A(43)申请公布日2020.04.14(21)申请号201911265988.3(22)申请日2020.01.15(71)申请人安徽大学地址230000安徽省合肥市经开区九龙路111号(安徽大学新区)(72)发明人涂郭结(74)专利代理机构无锡市汇诚永信专利代理事务所(普通合伙)32260代理人朱晓林(51)Int.Cl.G01S17/58(2006.01)G01S7/481(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称连续波全光纤相干多普勒激光测速雷达光学噪声的抑制系统和方法(57)摘要本发明属于激光测速雷达技术领域，具体涉及连续波全光纤相干多普勒激光测速雷达光学噪声的抑制系统，采用1/4波片和光纤偏振分束器实现回波信号光偏振态的旋转和筛选；光纤环形器或偏振分束器的第二端口的APC端面镀膜降低端面反射，从而减少干扰；采用平衡探测器降低本振光相对强度噪声，本发明还提供了基于上述系统的抑制方法，从而降低连续波全光纤激光相干多普勒测速雷达中光纤端面、环形器端口泄露光引起的附加噪声，从而提高信噪比，保证系统检测精度。CN111007526ACN111007526A权利要求书1/2页1.全光纤连续相干多普勒激光测速雷达光学噪声的抑制系统，其特征在于，包括窄线宽激光器、第一耦合器、偏振分束器，第二耦合器、准直器、1/4波片、扩束系统，探测目标和信号处理单元，所述窄线宽激光器连接所述第一耦合器的输入端，所述第一耦合器的第一输出端通过放大器与所述偏振分束器第一端口相连，所述偏振分束器与所述探测目标之间依次设置所述准直器、所述1/4波片和所述扩束系统，所述偏振分束器的第二端口的APC端面镀有抗反射膜，所述偏振分束器的第三端口与所述第二耦合器相连，所述1/4波片的快轴与偏振方向呈45度夹角设置，所述第一耦合器的第二输出端亦与所述第二耦合器相连，所述第二耦合器通过平衡探测器连接所述信号处理单元。2.根据权利要求1所述的全光纤连续相干多普勒激光测速雷达光学噪声的抑制系统，其特征在于，所述窄线宽激光器为分布式反馈激光器、分布布拉格反射激光器、外腔半导体激光器中的一种。3.根据权利要求1所述的全光纤连续相干多普勒激光测速雷达光学噪声的抑制系统，其特征在于，所述放大器为掺饵光纤放大器，所述第一耦合器为高分比光纤耦合器，所述第二耦合器为3dB光纤耦合器。4.全光纤连续相干多普勒激光测速雷达的光学噪声的抑制方法，基于权利要求1-3任一项所述的装置的抑制方法，其特征在于，具体步骤包括：S1，窄线宽激光器发出窄线宽连续激光被第一耦合器分为本振光和种子光，S2，步骤S1中的种子光经过放大器放大，作为探测光注入经过偏振分束器的第一端口，所述偏振分束器的第二端口的APC端面镀有抗反射膜，S3，经过快轴与偏振方向呈45度夹角的1/4波片转变为圆偏振光，通过扩束系统7射向待测目标后返回，S4，携带有探测目标信息的背向散射光再次经过所述1/4波片转变为线偏振光，所述线偏振光偏振方向将与所述探测光的偏振方向垂直，S5，步骤S4中的线偏振光从所述偏振分束器的第二端口注入，并从所述偏振分束器的第三端口射出，获得信号光，S6，步骤S5中的信号光和本振光混合并送入平衡探测器进行探测，所述平衡探测器输出的差频信号送至信号处理单元进行处理。5.全光纤连续相干多普勒激光测速雷达光学噪声的抑制系统，其特征在于，包括窄线宽激光器、第一耦合器、光纤环形器、偏振分束器，第二耦合器、准直器、1/4波片、扩束系统，探测目标和信号处理单元，所述窄线宽激光器连接所述第一耦合器的输入端，所述第一耦合器的第一输出端通过放大器与所述光纤环形器的第一端口相连，所述光纤环形器与所述探测目标之间依次设置所述准直器、所述1/4波片和所述扩束系统，所述光纤环形器的第二端口的APC端面镀有抗反射膜，所述光纤环形器的第三端口通过所述偏振分束器与所述第二耦合器相连，所述1/4波片的快轴与偏振方向呈45度夹角设置，所述第一耦合器的第二输出端亦与所述第二耦合器相连，所述第二耦合器通过平衡探测器连接所述信号处理单元。6.根据权利要求5所述的全光纤连续相干多普勒激光测速雷达光学噪声的抑制系统，其特征在于，所述窄线宽激光器为分布式反馈激光器、分布布拉格反射激光器、外腔半导体激光器中的一种。7.根据权利要求5所述的全光纤连续相干多普勒激光测速雷达光学噪声的抑制系统，2CN111007526A权利要求书2/2页其特征在于，所述放大器为掺饵光纤放大器，所述第一耦合器为高分比光纤耦合器，所述第二耦合器为3dB光纤耦合器。8.全光纤连续相干多普勒激光测速雷达的光学噪声的抑制方法，基于权利要求5-7任一项所述的装置的抑制方法，其特征