CN105301574A - 避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置 - Google Patents

避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105301574A
CN105301574A CN201510764787.3A CN201510764787A CN105301574A CN 105301574 A CN105301574 A CN 105301574A CN 201510764787 A CN201510764787 A CN 201510764787A CN 105301574 A CN105301574 A CN 105301574A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
window
flashlight
light
sounder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510764787.3A
Other languages
English (en)
Inventor
林学春
刘燕楠
张志研
梁浩
王奕博
高文焱
林康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Semiconductors of CAS
Original Assignee
Institute of Semiconductors of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Semiconductors of CAS filed Critical Institute of Semiconductors of CAS
Priority to CN201510764787.3A priority Critical patent/CN105301574A/zh
Publication of CN105301574A publication Critical patent/CN105301574A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4816—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of receivers alone
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

一种避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置，包括：一调Q器件；一信号光接收窗口，其位于调Q器件的同轴光路上；一信号接收器件，其位于调Q器件和信号光接收窗口的同轴光路上，且在信号光接收窗口之后；一光电分析/控制模块，其位于调Q器件的同轴光路上，位于信号接收器件之后；一探测激光发射窗口，其位于信号光接收窗口同法线方向上，即与信号光接收窗口光轴平行；一脉冲激光源，其位于探测激光发射窗口的同轴光路上；一防水外壳，以上信号接收器件、光电分析/控制模块、和脉冲激光源均容置于防水外壳内。本发明的目的在于，提供了一种避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置，通过光电分析/控制模块与脉冲激光源联动工作，具有价格经济、结构简单和应用灵活的优点。

Description

避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置
技术领域
本发明专利涉及水下激光探测技术领域，尤其涉及一种避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置，能够在水下探测时屏蔽杂散光，有效保护探测器的信号接收器件，具有结构简单、性能稳定的特点。
背景技术
水下激光探测器可以实现对水下目标(如水雷、鱼类等)的准确测距和定位，且在近、浅海海域比声纳探测更具优势，具有广阔的应用前景。因为海水对激光光波具有强衰减性，在进行直接探测时，要求信号接收装置具有较高的灵敏度，以便响应微弱的激光回波光场。但是，由于海洋环境较为复杂，信号接收装置极易收到强度较大的杂散光的干扰，不仅无法得到有效数据，还很容易造成器件永久性损伤、乃至完全失效。
发明内容
本发明的目的在于，提供了一种避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置，通过光电分析/控制模块与脉冲激光源联动工作，具有价格经济、结构简单和应用灵活的优点。
本发明提供一种避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置，包括：
一调Q器件；
一信号光接收窗口，其位于调Q器件的同轴光路上；
一信号接收器件，其位于调Q器件和信号光接收窗口的同轴光路上，且在信号光接收窗口之后；
一光电分析/控制模块，其位于调Q器件的同轴光路上，位于信号接收器件之后；
一探测激光发射窗口，其位于信号光接收窗口同法线方向上，即与信号光接收窗口光轴平行；
一脉冲激光源，其位于探测激光发射窗口的同轴光路上；
一防水外壳，以上信号接收器件、光电分析/控制模块、和脉冲激光源均容置于防水外壳内；
该调Q器件和探测激光发射窗口位于防水外壳的侧壁上。
本发明专利的有益效果是：本发明专利提供的避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置，能够有效地阻断杂散光、保护水下激光测探器的信号接收器件，装调简单，稳定可靠。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明如后，其中：
图1为本发明专利提供的一种避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置的示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明提供一种避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置，包括：
一调Q器件1，所述调Q器件1是声光Q开关或电光Q开关；
一信号光接收窗口2，其位于调Q器件1的同轴光路上，所述信号光接收窗口2和探测激光发射窗口5是平面镜、平凹镜或平凸镜，所述信号光接收窗口2和探测激光发射窗口5是K9材料，或是熔石英材料；
一信号接收器件3，其位于调Q器件1和信号光接收窗口2的同轴光路上，且在信号光接收窗口2之后，所述信号接收器件3是光电二极管、光电三极管、光电倍增管、光电池等光电转换器件；
一光电分析/控制模块4，其位于调Q器件1的同轴光路上，位于信号接收器件3之后；
一探测激光发射窗口5，其位于信号光接收窗口2同法线方向上，即与信号光接收窗口2光轴平行；
一脉冲激光源6，其位于探测激光发射窗口5的同轴光路上，所述脉冲激光源6是可以输出脉冲激光的半导体激光器、固体激光器、气体激光器、染料激光器等各种激光器；
一防水外壳7，以上调Q器件1、信号光接收窗口2、信号接收器件3、光电分析/控制模块4、和脉冲激光源6均容置于防水外壳7内；
该调Q器件1和探测激光发射窗口5位于防水外壳7的侧壁上。
请参阅图1所示，图1为本发明专利提供的一种避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置的示意图，该装置包括调Q器件1、信号光接收窗口2、信号接收器件3、光电分析/控制模块4、探测激光发射窗口5、脉冲激光源6和防水外壳7，其中调Q器件1、信号光接收窗口2、信号接收器件3、光电分析/控制模块4、探测激光发射窗口5和脉冲激光源6全部位于防水外壳7之内；光电分析/控制模块4通过电信号控制调Q器件1和脉冲激光源6，同时接收信号接收器件3收到光信号、转换为电信号，进行分析、反馈和存储。
请参阅图1所示，脉冲激光源6发出的激光束与探测激光发射窗口5光学同轴，调Q器件1与信号光接收窗口2光学同轴，且上述两光轴互相平行。信号接收器件3和调Q器件1分别位于信号光接收窗口2左右两侧，且调Q器件1的通光孔径不小于信号光接收窗口2的通光孔径，信号接收器件3的光信号探测范围不小于信号光接收窗口2的透光范围。
请参阅图1所示，调Q器件1为重复频率0-100kHz连续可调的声光Q开关，一般情况下处于关闭(加电压)状态，即信号接收器件3无法接收到任何信号；信号光接收窗口2和探测激光发射窗口5为镀有532nm高透膜系的石英窗片；脉冲激光源6为输出激光波长为532nm的脉冲激光器。信号接收器件3为高灵敏度激光探测器，测量范围为50nW-50mW。
请参阅图1所示，在探测1.5km范围内的水下物体时，由光电分析/控制模块4控制脉冲激光源6发出激光，透过探测激光发射窗口5射向被测物体；由光在水中的传播速度为2.25×108m/s可知，激光探测回波经信号光接收窗口2返回、并被信号接收器件3探测到需要约1.33×10-5s。因此，由光电分析/控制模块4控制调Q器件1，在脉冲激光源6发出激光后1.0-2.0×10-5s的区间内撤销电压、打开Q开关，既保证有效信号能顺利被信号接收器件3探测到，又有效屏蔽了1.125km内其他物体形成的杂散光可能对信号接收器件3造成的损伤。
请参阅图1所示，在探测5km范围内的水下物体时，由光电分析/控制模块4控制脉冲激光源6发出激光，透过探测激光发射窗口5射向被测物体；由光在水中的传播速度为2.25×108m/s可知，激光探测回波经信号光接收窗口2返回、并被信号接收器件3探测到需要约4.44×10-5s。因此，由光电分析/控制模块4控制调Q器件1，在脉冲激光源6发出激光后4.0-5.0×10-5s的区间内撤销电压、打开Q开关，既保证有效信号能顺利被信号接收器件3探测到，又有效屏蔽了4.5km内其他物体形成的杂散光可能对信号接收器件3造成的损伤。
以上所述的具体实施例，对本发明专利的目的、技术方案和有益效果进行了进一步说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明专利的具体实施例而已，并不用于限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置，包括：
一调Q器件；
一信号光接收窗口，其位于调Q器件的同轴光路上；
一信号接收器件，其位于调Q器件和信号光接收窗口的同轴光路上，且在信号光接收窗口之后；
一光电分析/控制模块，其位于调Q器件的同轴光路上，位于信号接收器件之后；
一探测激光发射窗口，其位于信号光接收窗口同法线方向上，即与信号光接收窗口光轴平行；
一脉冲激光源，其位于探测激光发射窗口的同轴光路上；
一防水外壳，以上信号接收器件、光电分析/控制模块、和脉冲激光源均容置于防水外壳内；
该调Q器件和探测激光发射窗口位于防水外壳的侧壁上。
2.根据权利要求1所述的避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置，其中所述调Q器件是声光Q开关或电光Q开关。
3.根据权利要求1所述的避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置，其中所述信号光接收窗口和探测激光发射窗口是平面镜、平凹镜或平凸镜。
4.根据权利要求3所述的避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置，其中所述信号光接收窗口和探测激光发射窗口是K9材料，或是熔石英材料。
5.根据权利要求1所述的避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置，其中所述信号接收器件是光电二极管、光电三极管、光电倍增管或光电池。
6.根据权利要求1所述的避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置，其中所述脉冲激光源是输出脉冲激光的半导体激光器、固体激光器、气体激光器或染料激光器。
CN201510764787.3A 2015-11-11 2015-11-11 避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置 Pending CN105301574A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510764787.3A CN105301574A (zh) 2015-11-11 2015-11-11 避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510764787.3A CN105301574A (zh) 2015-11-11 2015-11-11 避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105301574A true CN105301574A (zh) 2016-02-03

Family

ID=55199054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510764787.3A Pending CN105301574A (zh) 2015-11-11 2015-11-11 避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105301574A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106885498A (zh) * 2016-12-29 2017-06-23 中国船舶重工集团公司第七0研究所 一种用于水雷反猎的光探测装置
CN111381241A (zh) * 2020-03-31 2020-07-07 深圳市银星智能科技股份有限公司 激光雷达和清洁机器人

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2056053A (en) * 1978-06-19 1981-03-11 Omron Tateisi Electronics Co Photoelectric detection of presence/absence by reflection
JPS60195480A (ja) * 1984-03-16 1985-10-03 Toshiba Corp 距離測定装置
EP0793116A2 (en) * 1996-02-28 1997-09-03 Nec Corporation An apparatus for detecting that a flying object has passed a monitoring space
CN101915755A (zh) * 2010-07-16 2010-12-15 中国海洋大学 水下拉曼-荧光光谱联合探测装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2056053A (en) * 1978-06-19 1981-03-11 Omron Tateisi Electronics Co Photoelectric detection of presence/absence by reflection
JPS60195480A (ja) * 1984-03-16 1985-10-03 Toshiba Corp 距離測定装置
EP0793116A2 (en) * 1996-02-28 1997-09-03 Nec Corporation An apparatus for detecting that a flying object has passed a monitoring space
CN101915755A (zh) * 2010-07-16 2010-12-15 中国海洋大学 水下拉曼-荧光光谱联合探测装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
梅志宇: "相干激光雷达光学系统杂散光分析", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106885498A (zh) * 2016-12-29 2017-06-23 中国船舶重工集团公司第七0研究所 一种用于水雷反猎的光探测装置
CN111381241A (zh) * 2020-03-31 2020-07-07 深圳市银星智能科技股份有限公司 激光雷达和清洁机器人

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109298410B (zh) 一种海洋溢油探测激光雷达
JP6577465B2 (ja) 水面下の物体を探知するためのレーザー探知測距装置
JP6576340B2 (ja) 水面の物体を探知するための探知システム
US9891432B2 (en) Object detection device and sensing apparatus
CN103558604B (zh) 飞行时间原理的调制型漫反射表面反射成像方法与系统
CN104155639A (zh) 收发一体激光雷达装置
CN106597468B (zh) 一种双模激光成像系统及成像方法
NO20083495L (no) System for deteksjon og avbildning av objekter i banen for marine fartoy
CN105372641A (zh) 激光雷达水体回波信号仿真方法
CN106871990A (zh) 一种测量水深的方法及激光雷达系统
CN106546991A (zh) 水下发声目标空中探测装置及方法
Zhou et al. An optical system for suppression of laser echo energy from the water surface on single-band bathymetric LiDAR
CN101308211B (zh) 激光差分扫描探测方法及系统
CN105301574A (zh) 避免水下激光测探器被杂散光损伤的装置
CN104635278A (zh) 非均匀大光场目标图像探测装置及方法
KR101879641B1 (ko) 수심 라이다 파형 분석을 통한 탁도 측정 방법
CN205787179U (zh) 一种水下探测系统
RU2690038C1 (ru) Морской измерительный комплекс для исследования океана
CN107064908A (zh) 一种多波长偏振拉曼激光雷达分光系统
Ishibashi et al. Seabed 3D images created by an underwater laser scanner applied to an AUV
CN219285417U (zh) 一种水下高重频激光测距与libs联合探测系统
Yellaiah et al. Non-contact detection of underwater objects through the laser-induced acoustic source
CN106556380B (zh) 一种水下目标探测装置
CN100570403C (zh) 非均匀照明探测目标图像的方法及装置
CN109239728A (zh) Ld基频/倍频多波长激光复合探测/测距系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160203

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication