CN107504997A - 一种光电探测器的非线性校准系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光电探测器的非线性校准系统及方法，该非线性校准系统包括：收发分离装置，收发分离装置具有光源端口、接收端口以及探测端口；与光源端口连接的光源装置；与接收端口连接的接收光路；与探测端口连接的探测光路；探测光路包括光电探测器；光源装置生成信号光；收发分离装置将至少部分信号光通过接收端口出射，通过接收端口接收出射的信号光在不同距离返回的回波信号，通过探测端口输出回波信号；探测光路通过光电探测器获取回波信号，探测光路获取并记录回波信号；回波信号用于计算光电探测器的校准因子，通过校准因子对光电探测器进行非线性校准。本发明技术方案可以实现对光电探测的非线性响应进行快速、方便以及高精度的校准。

Description

一种光电探测器的非线性校准系统及方法

技术领域

本发明涉及光电探测器校准技术领域，更具体的说，涉及一种光电探测器的非线性校准系统及方法。

背景技术

光电探测器在量子通讯、放射探测、激光雷达遥感等诸多领域具有十分广泛的应用。目前常用的光电探测器主要有雪崩光电二极管单光子探测器、光电倍增管单光子探测器、上转换单光子探测器和超导单光子探测器等。在实际使用过程中光电探测器都面临非线性响应的问题。

当单光子探测器工作在线性范围内时，输出与输入成正比。探测器的非线性响应指当超出探测器的线性工作范围时，输出不再与输入成正比，且输出越大偏差越大，如果不进行修正将直接影响探测器输出结果的准确性。不仅单光子探测器有非线性问题，其他光电探测器也都面临这个问题，他们产生的原因各不相同。即使同是单光子探测器的光电倍增管和雪崩光电二极管，造成非线性的原因也有所区别。

雪崩光电二极管是根据内光电效应制成的探测器，在工作时，当探测器检测到一个光子后，为了给探测下一个光子做准备，需要一定的时间来恢复到光子入射前的状态，这段时间称为死时间。在死时间内即使有光子入射，探测器也不会响应，从而导致死时间入射的光子被漏计。进一步的，计数率越高，被漏计的光子越多。

光电倍增管是根据外光电效应制成的，阴极入射的单个光子会在阳极激发一个有一定宽度的光电脉冲，一般为10ns～15ns。当入射光子比较稀疏时，阳极输出的光电脉冲也比较稀疏，他们彼此分离，计数系统可以分辨；当入射光子密集时，这些光电脉冲中的一部分就会重叠在一起，以至于计数系统无法分辨，把他们当成一个脉冲来计数，从而导致重叠的脉冲被漏计，称为脉冲堆积误差。此外计数系统也存在死时间，也会造成相应的漏计。

通过上述描述可知，在各种光电探测器中，均面临着在非线性区探测精度较低的问题。因此，如何对光电探测的非线性响应进行快速、方便以及高精度的校准，是光电探测器校准技术领域一个亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明技术方案提供了一种光电探测器的非线性校准系统及方法，可以实现对光电探测的非线性响应进行快速、方便以及高精度的校准。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光电探测器的非线性校准系统，所述非线性校准系统包括：

收发分离装置，所述收发分离装置具有光源端口、接收端口以及探测端口；

与所述光源端口连接的光源装置；

与所述接收端口连接的接收光路；

与所述探测端口连接的探测光路；

其中，所述探测光路包括光电探测器；所述光源装置用于生成信号光；所述收发分离装置用于将至少部分所述信号光通过所述接收端口出射，通过所述接收端口接收出射的所述信号光在不同距离返回的回波信号，通过所述探测端口输出所述回波信号；所述探测光路通过所述光电探测器获取所述回波信号，所述探测光路用于获取并记录所述回波信号；所述回波信号用于计算所述光电探测器的校准因子，通过所述校准因子对所述光电探测器进行非线性校准。

优选的，在上述非线性校准系统中，所述收发分离装置包括光纤环形器；

其中，所述光源装置出射的信号光通过所述光源端口入射所述光线环形器，并通过所述接收端口出射，所述回波信号通过所述接收端口入射所述光纤环形器，并通过所述探测端口出射。

优选的，在上述非线性校准系统中，所述接收光路包括光纤。

优选的，在上述非线性校准系统中，所述收发分离装置包括偏振分束器；

其中，所述光源装置出射的信号光通过所述光源端口入射所述偏振分束器；所述偏振分束器将所述信号光分为反射以及透射两束线偏光，透射的线偏光通过所述接收端口出射；回波信号为与透射的线偏光的偏振方向具有90°夹角的线偏光；回波信号经过所述接收端口入射所述偏振分束器后，通过所述探测端口输出。

优选的，在上述非线性校准系统中，所述接收光路包括：四分之一波片以及光学收发装置；

其中，透射的线偏光通过所述接收端口出射后，通过所述四分之一波片转换为圆偏振光，由所述光学收发装置出射到均匀大气中；所述回波信号由所述光学收发装置接收后，经过所述四分之一波片转换为线偏光，通过所述接收端口入射所述偏振分束器。

优选的，在上述非线性校准系统中，所述光源装置包括脉冲激光器。

优选的，在上述非线性校准系统中，所述探测光路还包括：

位于所述光电探测器与所述探测端口之间的干涉滤光片；

与所述光电探测器连接的采集卡；

其中，所述光电探测器用于探测经过所述干涉滤光片滤光后的所述回波信号；所述采集卡用于记录所述光电探测器的探测结果。

优选的，在上述非线性校准系统中，还包括：上位机，所述上位机用于根据所述回波信号计算所述光电探测器的校准因子，通过所述校准因子对所述光电探测器进行非线性校准。

本发明还提供了一种光电探测器的非线性校准方法，用于上述任一项所述的非线性校准系统，所述非线性校准方法包括：

通过收发分离装置将光源装置生成的信号光发送给接收光路；

通过所述接收光路获取所述信号光在不同距离返回的回波信号，将所述回波信号发送给所述收发分离装置；

通过所述收发分离装置将所述回波信号发送给探测光路；

通过所述探测光路的光电探测器探测所述回波信号；

基于所述回波信号计算所述光电探测器的校准因子，通过所述校准因子对所述光电探测器进行非线性校准。

优选的，在上述非线性校准方法中，所述基于所述回波信号计算所述光电探测器的校准因子包括：

在所述光电探测器的线性输出部分，依据所述回波信号的强度与距离平方成反比的关系对线性输出部分拟合得到回波信号的修正曲线；

将所述修正曲线与所述探测器的响应曲线做对比，获取所述校准因子。

通过上述描述可知，本发明技术方案提供的光电探测器的非线性校准系统及方法中利用信号光的回波信号对探测器的非线性响应进行校正。信号光为激光脉冲，光电探测器在一端时间内会接收到不同距离返回的信号光，根据激光雷达方程，回波信号强度与距离成反比，比较远的距离处，回波信号很弱，此时光电探测器的输出具有很好的线性特性；在较近距离处，回波信号很强，光电探测器超出线性工作范围，导致光电探测器输出失真。利用回波信号中探测器的线性响应部分，依据回波信号在线性响应部分的强度与距离成反比关系进行你和得到回波信号的修正曲线，即光电探测器的输入信号。然后与光电探测器的响应曲线(输出曲线)做对比，从而获取所述光电探测器的校准因子，完成对光电探测器的校准，实现方式简单快捷，可以实现对光电探测的非线性响应进行快速、方便以及高精度的校准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种光电探测器的非线性校准系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种光电探测器的非线性校准系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种光电探测器的非线性校准系统的结构示意图；

图4a-图4e为本发明实施例提供的一种数据处理过程的原理示意图；

图5为本发明实施例提供的一种光电探测器的非线性校准方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

脉冲堆积、计数系统死时间等因素都会引起光电探测器的非线性响应问题。为了保证光电探测器在大动态范围内的探测准确度，需要经常对其进行校准。传统的校准方法有光照度平方反比定律法和分束比对法。

光照度平方反比定律法通过改变光源与光电探测器光敏面间的距离来改变探测器接收的光强，实现光电探测器的非线性校准。这种探测方法需要光源与光电探测器保持较远的距离，而间距较大时,杂散光的影响非常明显,误差较大。

分束比对法将光源发出的光经过衰减器衰减后分成两路，一路接待校准光电探测器，另一路接标准光电探测器，假设标准光电探测器是线性响应的。通过改变衰减器衰减系数来改变光强，实现光电探测器的非线性校准。这种方法的误差取决于标准探测器的准确度和分束器的稳定性。

本发明实施例中，基于激光雷达技术的光电探测器的非线性校准系统及方法，利用信号光的回波信号对探测器的非线性响应进行校准。光源装置向光纤或均匀大气中发射一个激光脉冲作为信号光，光电探测器将会在一段时间内接收不同距离返回的回波信号，根据激光雷达方程，回波信号强度与距离平方成反比，在较远的距离处，回波信号很弱，此时光电探测器的输出具有很好的线性；但在较近距离处，回波信号很强，光电探测器超出线性工作范围，导致光电探测器输出失真。利用回波信号中光电探测器的线性响应部分，依据回波信号强度与距离平方成反比关系进行拟合得到回波信号的修正曲线，即光电探测器的输入信号。然后与光电探测器的输出曲线作对比，从而得到光电探测器的校准因子，完成对探测器的校准。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种光电探测器的非线性校准系统的结构示意图，该光电探测器包括：收发分离装置11，所述收发分离装置11具有光源端口A、接收端口B以及探测端口C；与所述光源端口A连接的光源装置12；与所述接收端口B连接的接收光路13；与所述探测端口C连接的探测光路14。

其中，所述探测光路包括光电探测器。所述光源装置12用于生成信号光，所述信号光为激光脉冲。所述信号光通过所述接收端口B入射所述收发分离装置11。所述收发分离装置11用于将至少部分所述信号光通过所述接收端口B出射，通过所述接收端口B接收出射的所述信号光在不同距离返回的回波信号，通过所述探测端口C输出所述回波信号。所述探测光路14通过所述光电探测器获取所述回波信号，所述探测光路14用于获取并记录所述回波信号。所述回波信号用于计算所述光电探测器的校准因子，通过所述校准因子对所述光电探测器进行非线性校准。

参考图2，图2为本发明实施例提供的另一种光电探测器的非线性校准系统的结构示意图，在图2所示实施方式中，所述收发分离装置11包括光纤环形器111。其中，所述光源装置12出射的信号光通过所述光源端口A入射所述光线环形器111，并通过所述接收端口B出射，所述回波信号通过所述接收端口B入射所述光纤环形器111，并通过所述探测端口C出射，入射所述探测光路14。

在图2所示实施方式中，所述接收光路13包括光纤131。所述光源装置12包括脉冲激光器121。所述探测光路14包括电探测器142，还包括位于所述光电探测器142与所述探测端口C之间的干涉滤光片141以及与所述光电探测器142连接的采集卡143。其中，所述光电探测器142用于探测经过所述干涉滤光片滤光141后的所述回波信号；所述采集卡143用于记录所述光电探测器142的探测结果。

具体的，在图2所示实施方式中，脉冲激光器121的输出端与光纤环形器111的A端口连接，光纤环形器111的B端口与光纤131连接，光纤环形器111的C端口与干涉滤光片141的输入端连接，干涉滤光片141的输出端与光电探测器142的输入端连接，光电探测器142的输出端与采集卡143的输入端连接。

在图2所示实施方式中，工作时，脉冲激光器121发出脉冲激光，经光纤环形器111后从B端口出射到光纤131中；从光纤131返回的回波信号经过光纤环形器111的C端口输出，进一步通过干涉滤光片141滤除杂光后，被光电探测器142探测，最后通过采集卡143记录探测结果。

参考图3，图3为本发明实施例提供的又一种光电探测器的非线性校准系统的结构示意图，在图3所示实施方式中，所述收发分离装置11包括偏振分束器112。其中，所述光源装置12出射的信号光通过所述光源端口A入射所述偏振分束器112；所述偏振分束器112将所述信号光分为反射以及透射两束线偏光，透射的线偏光通过所述接收端口B出射；回波信号为与透射的线偏光的偏振方向具有90°夹角的线偏光；回波信号经过所述接收端口B入射所述偏振分束器112后，通过所述探测端口C输出，入射所述探测光路14。

在图3所示实施方式中，所述接收光路13四分之一波片142以及光学收发装置133。其中，透射的线偏光通过所述接收端口B出射后，通过所述四分之一波片132转换为圆偏振光，由所述光学收发装置133出射到均匀大气中；所述回波信号由所述光学收发装置133接收后，经过所述四分之一波片132转换为线偏光，通过所述接收端口B入射所述偏振分束器，通过所述探测端口C输出，入射所述探测光路14。

在图3所示实施中，与图2所示实施方式相同，所述光源装置12包括脉冲激光器121；所述探测光路14包括：干涉滤光片141、光电探测器142以及采集卡143。

具体的，在图3所示实施方式中，脉冲激光器121的输出端与偏振分束器112的A端口连接，偏振分束器112的B端口与四分之一波片132的输入端连接，四分之一波片132的输出端与光学收发装置133连接，偏振分束器112的C端口与干涉滤光片141的输入端连接，干涉滤光片141的输出端与光电探测器142的输入端连接，光电探测器412的输出端与采集卡143的输入端连接。

在图3所示实施方式中，工作时，脉冲激光器121发出脉冲激光，经过偏振分束器112被分成反射和透射的两束线偏光，透射的线偏光从偏振分束器112的B端口输出，经过四分之一波片132编程圆偏振光后，由光学收发装置133出射到均匀大气；返回的回波信号由光学收发装置133接收后，经过四分之一波片132再次变成线偏光，其偏振方向与出射的线偏光具有90°夹角，通过偏振分束器112后由C端口输出，进一步通过干涉滤波片141滤除杂光后，通过光电探测器142进行探测，并通过采集卡143记录探测结果。

其中，所述光学收发装置133的放置方式为水平方式，避免由于高度差导致的大气不均匀，以此来保证光路所穿过大气的均匀性。

为了使得该非线性校准系统能够自动对光电探测器进行非线性校正，所述非线性校准系统还包括：上位机，所述上位机用于根据所述回波信号计算所述光电探测器的校准因子，通过所述校准因子对所述光电探测器进行非线性校准。

所述上位机与所述探测光路14连接。在图1-图3所示实施方式中未示出所述上位机。对于图2以及图3所示实施方式，所述上位机与所述采集卡143连接，以便于获取探测结果。

为了更清楚的说明本申请实施例中利用激光雷达技术，下面，对通过信号光的回拨信号对光电探测器的非线性响应进行校准的原理进行详细说明。

根据脉冲激光雷达方程，一个脉冲发射后，距离R处返回的光子计数率为：

公式(1)中，E₀为脉冲能量，hν为光子能量，c为光速，A为接收回波信号的面积，均为常数；O(R)为几何重叠因子，对于光纤或共轴望远镜，其值为常数1，对于双轴雷达系统需要选取重叠因子等于1的区域的回波信号进行标定；β(R)为后向散射系数，α(r)为小光系数，对于光纤或是均匀大气，β(R)和α(r)都是常数。

故进一步有：

N(R)＝C·R^-2e^-2αR (2)

公式(2)中，C为常数，令：

D(R)＝ln(N·R²)＝lnC-2αR (3)

可知，D(R)为R的一次函数。

设n₀为光电探测器的输出计数率，由于光电探测器的非线性响应，n₀与N不成正比，且有以下关系：

公式(4)中，f为光电探测器的校准因子，与输出计数率有关，当光电探测器工作在线性范围内时等于1；η为光电探测器的量子效率，是已知常数；n_b为光电探测器的噪声计数率，包括背景噪声和光电探测器的本身噪声，以在实验过程中测量得到。

通过实验测出光电探测器的计数率n₀与距离R的数据，把远距离处很小值附近波动的计数率取平均值作为噪声计数率n_b，例如将位于区间[P,Q]内的计数率取平均值作为所述噪声计数率n_b，P和Q可以根据测量精度设定取值，在此不做具体限定。将n₀减去n_b后记为n，取重叠因子等于1的区域对应的数据计算ln(n·R²)，得到其曲线图如图4a所示，远距离处，信噪比低，波动比较大，中间区域线性关系较好，说明光电探测器处于线性技术范围内；近距离处明显偏离线性关系，因为计数率高，超出了光电探测器的线性计数范围。当光电探测器计数率在1MHz以下时处于线性计数范围内，从图4a中选取对应计数率在1MHz以下同时信噪比又比较高的一端范围R1-R2，即图4b所示。

对于R1-R2范围内的数据进行线性拟合，参见图4c所示。将线性拟合曲线与ln(n·R²)曲线画在同一坐标系下，如图4d所示。根据公式(3)和(4)，在不限于R1-R2范围的整个距离范围内都有：

ln(ηNR²)＝a·R+b (5)

公式(5)中，a和b为线性拟合方程的参数。

进一步，得到入射到光电探测器的光子计数率N，即有：

ηN＝R^-2e^a·R+b (6)

进一步，得到光电探测器的校准因子

如图4e所示，计数率较小的地方由于信噪比低，波动比较大，通过曲线拟合可以得到比较好的结果。

通过图4a-图4e所示方式可知，基于脉冲激光雷达的回波信号，通过数据处理计算校准因子，完成对光电探测器非线性响应的校准。

本发明实施例所述光电探测器的非线性校准系统中，基于激光雷达技术，利用信号光的回波信号对光电探测器的非线性响应进行校准。光源装置作为激光雷达向光纤或是均匀大气中发射一个激光脉冲。光电探测器在一端时间内会接收到不同距离返回的信号光，根据激光雷达方程，回波信号强度与距离成反比，比较远的距离处，回波信号很弱，此时光电探测器的输出具有很好的线性特性；在较近距离处，回波信号很强，光电探测器超出线性工作范围，导致光电探测器输出失真。利用回波信号中探测器的线性响应部分，依据回波信号在线性响应部分的强度与距离成反比关系进行你和得到回波信号的修正曲线，即光电探测器的输入信号。然后与光电探测器的响应曲线(输出曲线)做对比，从而获取所述光电探测器的校准因子，完成对光电探测器的校准，实现方式简单快捷，可以实现对光电探测的非线性响应进行快速、方便以及高精度的校准。

本发明实施例所述光电探测器的非线性校准系统中，以脉冲激光雷达(脉冲激光器出射的信号光)的回波信号作为对光电探测器非线性修正的光源，微脉冲激光雷达每秒钟可以发射数千个激光脉中，一组回波信号数据可以在几秒钟内采集完成，相比于传统逐点测量方式，具有速度快，精度高，减小了人为因素造成的误差。本发明技术方案尤其在激光雷达领域具有很好的应用前景，不需要借助其他标准探测器或标准光源，可以直接通过回波信号对光电探测器的非线性响应进行修正。

基于上述实施例，本发明另一实施例还提供了一种光电探测器的非线性校准方法，用于上述实施例所述的非线性校准系统，所述非线性校准方法如图5所示，图5为本发明实施例提供的一种光电探测器的非线性校准方法的流程示意图，该非线性校准方法包括：

步骤S11：通过收发分离装置将光源装置生成的信号光发送给接收光路。

步骤S12：通过所述接收光路获取所述信号光在不同距离返回的回波信号，将所述回波信号发送给所述收发分离装置。

步骤S13：通过所述收发分离装置将所述回波信号发送给探测光路。

步骤S14：通过所述探测光路的光电探测器探测所述回波信号。

步骤S15：基于所述回波信号计算所述光电探测器的校准因子，通过所述校准因子对所述光电探测器进行非线性校准。

可选的，所述基于所述回波信号计算所述光电探测器的校准因子包括：在所述光电探测器的线性输出部分，依据所述回波信号的强度与距离平方成反比的关系对线性输出部分拟合得到回波信号的修正曲线；将所述修正曲线与所述探测器的响应曲线做对比，获取所述校准因子。

本发明实施例所述光电探测器的非线性校准方法，以脉冲激光雷达(脉冲激光器出射的信号光)的回波信号作为对光电探测器非线性修正的光源，微脉冲激光雷达每秒钟可以发射数千个激光脉中，一组回波信号数据可以在几秒钟内采集完成，相比于传统逐点测量方式，具有速度快，精度高，减小了人为因素造成的误差。本发明技术方案尤其在激光雷达领域具有很好的应用前景，不需要借助其他标准探测器或标准光源，可以直接通过回波信号对光电探测器的非线性响应进行修正。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的非线性校准方法而言，由于其与实施例公开的非线性校准系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见非线性校准系统相关部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光电探测器的非线性校准系统，其特征在于，所述非线性校准系统包括：

收发分离装置，所述收发分离装置具有光源端口、接收端口以及探测端口；

与所述光源端口连接的光源装置；

与所述接收端口连接的接收光路；

与所述探测端口连接的探测光路；

其中，所述探测光路包括光电探测器；所述光源装置用于生成信号光；所述收发分离装置用于将至少部分所述信号光通过所述接收端口出射，通过所述接收端口接收出射的所述信号光在不同距离返回的回波信号，通过所述探测端口输出所述回波信号；所述探测光路通过所述光电探测器获取所述回波信号，所述探测光路用于获取并记录所述回波信号；所述回波信号用于计算所述光电探测器的校准因子，通过所述校准因子对所述光电探测器进行非线性校准。

2.根据权利要求1所述的非线性校准系统，其特征在于，所述收发分离装置包括光纤环形器；

其中，所述光源装置出射的信号光通过所述光源端口入射所述光线环形器，并通过所述接收端口出射，所述回波信号通过所述接收端口入射所述光纤环形器，并通过所述探测端口出射。

3.根据权利要求2所述的非线性校准系统，其特征在于，所述接收光路包括光纤。

4.根据权利要求1所述的非线性校准系统，其特征在于，所述收发分离装置包括偏振分束器；

其中，所述光源装置出射的信号光通过所述光源端口入射所述偏振分束器；所述偏振分束器将所述信号光分为反射以及透射两束线偏光，透射的线偏光通过所述接收端口出射；回波信号为与透射的线偏光的偏振方向具有90°夹角的线偏光；回波信号经过所述接收端口入射所述偏振分束器后，通过所述探测端口输出。

5.根据权利要求4所述的非线性校准系统，其特征在于，所述接收光路包括：四分之一波片以及光学收发装置；

其中，透射的线偏光通过所述接收端口出射后，通过所述四分之一波片转换为圆偏振光，由所述光学收发装置出射到均匀大气中；所述回波信号由所述光学收发装置接收后，经过所述四分之一波片转换为线偏光，通过所述接收端口入射所述偏振分束器。

6.根据权利要求1所述的非线性校准系统，其特征在于，所述光源装置包括脉冲激光器。

7.根据权利要求1所述的非线性校准系统，其特征在于，所述探测光路还包括：

位于所述光电探测器与所述探测端口之间的干涉滤光片；

与所述光电探测器连接的采集卡；

其中，所述光电探测器用于探测经过所述干涉滤光片滤光后的所述回波信号；所述采集卡用于记录所述光电探测器的探测结果。

8.根据权利要求1-7任一项所述的非线性校准系统，其特征在于，还包括：上位机，所述上位机用于根据所述回波信号计算所述光电探测器的校准因子，通过所述校准因子对所述光电探测器进行非线性校准。

9.一种光电探测器的非线性校准方法，用于如权利要求1-8任一项所述的非线性校准系统，其特征在于，所述非线性校准方法包括：

通过收发分离装置将光源装置生成的信号光发送给接收光路；

通过所述接收光路获取所述信号光在不同距离返回的回波信号，将所述回波信号发送给所述收发分离装置；

通过所述收发分离装置将所述回波信号发送给探测光路；

通过所述探测光路的光电探测器探测所述回波信号；

基于所述回波信号计算所述光电探测器的校准因子，通过所述校准因子对所述光电探测器进行非线性校准。

10.根据权利要求9所述的非线性校准方法，其特征在于，所述基于所述回波信号计算所述光电探测器的校准因子包括：

在所述光电探测器的线性输出部分，依据所述回波信号的强度与距离平方成反比的关系对线性输出部分拟合得到回波信号的修正曲线；

将所述修正曲线与所述探测器的响应曲线做对比，获取所述校准因子。