CN115420697A - 一种激光遥测收发装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种激光遥测收发装置，包括望远光学系统、同轴激光出射系统和状态监测系统，在望远光学系统中后光路子系统中的负透镜和正透镜之间放置特定位置的第一二向色片，能够实现激光遥测收发装置的真正同轴以及共焦状态，由于搭建装置的光路系统简单，易操作性强，也解决了现有技术中光学系统调校复杂，在线校准难度大，稳定性差的问题，同时还能够实现提高激光发射效率，减少激光发散角，且作用距离远的有益效果。

Description

一种激光遥测收发装置

技术领域

本公开涉及激光遥测领域，尤其涉及一种激光遥测收发装置。

背景技术

激光遥测是在大气质量分析、生物气溶胶监测、危化品及有毒有害物质探测等领域中较为常见的技术手段。

激光遥测系统可以分为激光器及其控制子系统、信号远距离激发与收集子系统、返回信号处理子系统三个主要组成部分。根据探测对象、作用距离以及探测目的不同，激光遥测系统所用的探测方法也有所不同，所用激光器的类型与技术参数、返回信号处理方式等都有较大差异。在这些工作原理、工作过程、系统结构各不相同的激光遥测系统中，激光信号的远距离发射、返回信号的收集是不可缺少的部分，是保证系统性能指标的关键因素之一。信号远距离激发与收集子系统用于完成激光信号的远距离发射及返回信号的收集功能。

激光遥测的信号远距离激发与收集装置大多采用共轴方式，即激光出射光路和返回信号收集光路共轴。这种方式通常存在以下几个方面的问题：光学系统调校复杂，在线校准难度大；系统稳定性差，不利于现场探测或者移动监测；出射激光发散角大，激光发射效率不高，作用距离短，作用范围受限等。而通过提高激光器的输出功率来改善激光遥测作用距离的方式不仅会增大成本，还可能导致安全性等诸多方面的新问题。

发明内容

本公开提供了一种激光遥测收发装置，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

本公开提供了一种激光遥测收发装置，包括：望远光学系统、同轴激光出射系统和状态监测系统，其中，

同轴激光出射系统，包括激光器和第一二向色片，用于将激光器发射的激光信号经由所述第一二向色片反射第一激光信号至所述望远光学系统内；

所述望远光学系统，包括物镜和后光路子系统，所述后光路子系统包括负透镜和第一正透镜，所述望远光学系统用于在所述同轴激光出射系统反射的第一激光信号穿透所述后光路子系统内的负透镜之后，经由所述物镜会聚反射出平行的第一激光信号至待测目标，并收集所述待测目标的折返激光信号；其中，所述第一二向色片设置于所述后光路子系统内的负透镜与第一正透镜之间。

在一可实施方式中，激光遥测收发装置还包括：

所述状态监测系统，包括激光能量监测设备、第二正透镜以及第二二向色片，用于顺次将经由所述第一二向色片透射的第二激光信号经由所述第二二向色片反射以及所述第二正透镜会聚进入所述激光能量监测设备，通过实时分析第二激光信号来调控所述激光器发射的激光信号。

在一可实施方式中，所述物镜采用卡塞格林折反式结构，包括相对设置的主镜与副镜，所述主镜中心位置设有通孔，用于通过所述第一激光信号，并提供给所述第一激光信号可经由的第一光路通道或第二光路通道。

在一可实施方式中，所述第一二向色片呈预设角度设置于所述后光路子系统的负透镜与第一正透镜之间，且经过所述第一二向色片中心点的垂线与所述后光路子系统的中心光轴分离，所述第一二向色片在所述第一正透镜的投影长度等于所述第一正透镜的半径长度，用于使得所述第一激光信号与所述折返激光信号同轴共焦。

在一可实施方式中，所述第一二向色片设有特定膜系参数和特定膜系位置，配合所述第一二向色片在所述后光路子系统中的特定位置，使得所述第一二向色片在第一色片位置以预设比例反射所述第一激光信号和透射所述第二激光信号，以及在第二色片位置透射所述折返激光信号。

在一可实施方式中，所述物镜采用卡塞格林折反式结构，包括相对设置的主镜与副镜，所述主镜的中心位置设有通孔，用于通过所述第一激光信号，并提供给所述第一激光信号可经由的第一光路通道或第二光路通道。

在一可实施方式中，所述第一二向色片呈预设角度设置于所述后光路子系统的负透镜与第一正透镜之间的第一位置，使得所述第一激光信号经由所述望远光学系统的第一光路通道发射至所述待测目标；或者，所述第一二向色片呈预设角度设置于所述后光路子系统的负透镜与第一正透镜之间的第二位置，使得所述第一激光信号经由所述望远光学系统的第二光路通道发射至所述待测目标。

在一可实施方式中，所述折返激光信号包括：弹性散射信号和非弹性散射信号，所述后光路子系统还包括：光阑和第三正透镜，顺次位于所述第一正透镜下方位置，其中，所述光阑位于所述第一正透镜与所述返回信号处理系统之间，靠近所述第一正透镜的位置，用于限制通过所述非弹性散射信号以及所述第一二向色片未覆盖区域的弹性散射信号；所述第三正透镜位于所述第一正透镜与所述返回信号处理系统之间，远离所述第一正透镜的位置，用于将经由所述光阑的折返激光信号作为收集的折返激光信号进行会聚。

在一可实施方式中，激光遥测收发装置还包括：

返回信号处理系统，用于接收所述收集的折返激光信号，并进行信号处理操作。

在一可实施方式中，激光遥测收发装置还包括：

控制处理计算机系统，与所述激光能量监测设备相连，用于控制所述激光能量监测设备监测所述第二激光信号会聚。

在一可实施方式中，所述同轴激光出射系统，还包括：

准直器，位于所述激光器和所述第一二向色片之间，用于准直所述激光信号。

在一可实施方式中，所述物镜采用牛顿反射式结构或者全透射式结构。

本公开的激光遥测收发装置，包括望远光学系统、同轴激光出射系统和状态监测系统，在望远光学系统中后光路子系统中的负透镜和正透镜之间放置特定位置的第一二向色片，能够实现激光遥测收发装置的真正同轴以及共焦状态，由于搭建装置的光路系统简单，易操作性强，也解决了现有技术中光学系统调校复杂，在线校准难度大，稳定性差的问题，同时还能够实现提高激光发射效率，减少激光发散角，且作用距离远的有益效果。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1示出了本公开实施例提供的一种激光遥测收发装置的结构示意图；

图2示出了本公开实施例提供的一种示例性的激光遥测收发装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域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，都属于本公开保护的范围。

图1为本公开实施例提供的一种激光遥测收发装置结构示意图，包括：同轴激光出射系统110、望远光学系统120、状态监测系统130和返回信号处理系统140。

其中，同轴激光出射系统110，用于发射激光信号；望远光学系统120用于通过光学设计将同轴激光出射系统110发射出的激光信号实现远距离发射，并在激发待测目标后，收集待测目标的折返激光信号。状态监测系统130用于监测同轴激光出射系统110和望远光学系统120的光学器件工作状态，还用于监测激光遥测收发装置在工作过程中发射的激光信号和收集的折返激光信号。返回信号处理系统140用于对激光遥测收发装置收集的折返激光信号进行信号处理与分析操作。

其中，本实施例中的激光遥测收发装置，指利用激光技术进行远距离主动探测的装置，所使用的方法和原理包括但不限于以下至少一种方法：瑞利散射法、米散射法、拉曼散射法、吸收法、激光诱导荧光以及激光诱导击穿法。

需要说明的是，本实施例中图1所示的同轴激光出射系统110、望远光学系统120、状态监测系统130和返回信号处理系统140仅仅是一种结构示意图。同轴激光出射系统110和望远光学系统120内的元件组成一个光路通道，用于通过发射的激光信号和收集的折返激光信号，同时结合状态监测系统130和返回信号处理系统140内的元件，用于保障激光遥测收发装置正常工作以及分析处理收集回来的折返激光信号，从而实现一种激光出射光路和返回信号收集光路真正同轴共焦的方式。

图2为本公开实施例提供的一种示例性的激光遥测收发装置的结构示意图，示意了图1中同轴激光出射系统110、望远光学系统120、状态监测系统130和返回信号处理系统140内部元件的一种构建方式。

其中，同轴激光出射系统110，包括激光器（图2中未示出）和第一二向色片D1。望远光学系统120，包括物镜G1和后光路子系统，物镜G1包括：主镜M1与副镜M2，由于主镜M1中心位置设有一个通孔，导致在图2的截面图中看似主镜M1分为两部分，实际上主镜M1为一个中心位置带有通孔的完整的光学器件，为了方便描述，本实施例将主镜M1分为主镜M11和主镜M12两部分位置进行描述；后光路子系统由多个光学元件组成，包括：负透镜M3、第一正透镜M4、光阑S1以及第三正透镜M5。状态监测系统130，包括激光能量监测设备、第二正透镜M6以及第二二向色片D2。除此之外，激光遥测收发装置还包括控制处理计算机系统，与激光能量监测设备相连接。

如图2所示，本实施例的激光器发射出激光信号后，可以经由第一二向色片D1反射出第一激光信号和透射出第二激光信号。其中，第一激光信号的经由路线可以根据第一二向色片D1的设定位置不同而经由不同的光路通道。例如，第一二向色片D1设定为如图2所示的第一位置时，第一激光信号经由路线顺次为负透镜M3会聚、副镜M2以及主镜M11之间的会聚，反射出平行的第一激光信号至待测目标。相应的，待测目标的折返激光信号的经由路线为主镜M11以及副镜M2之间的会聚、负透镜M3会聚、第一二向色片D1透射、第一正透镜M4会聚、光阑S1限制通过部分折返激光信号，以及第三正透镜M5会聚为平行的折返激光信号进入返回信号处理系统140，进行收集。

同理，当第一二向色片D1设定为如图2所示的第一位置的对称位置时，也即第二位置（图2中未示出），第一激光信号经由路线顺次为负透镜M3会聚、副镜M2以及主镜M12之间的会聚，反射出平行的第一激光信号至待测目标。相应的，待测目标的折返激光信号的经由路线为主镜M12以及副镜M2之间的会聚、负透镜M3会聚、第一二向色片D1透射、第一正透镜M4会聚、光阑S1限制通过部分折返激光信号，以及第三正透镜M5会聚为平行的折返激光信号进入返回信号处理系统140，进行收集。

如图2所示，第二激光信号的经由路线为第二二向色片D2反射、第二正透镜M6会聚进入激光能量监测设备。

在本公开实施例中，同轴激光出射系统110，包括激光器（图2中未示出）和第一二向色片D1，用于将激光器发射的激光信号经由第一二向色片D1反射出第一激光信号至望远光学系统120内。

其中，激光器指的是能发射激光的装置，激光信号可以是根据工作需求设定的各种频率激光、连续激光或者脉冲激光。

在本公开实施例中，第一二向色片D1设有特定膜系参数和特定膜系位置，配合第一二向色片D1在后光路子系统中的特定位置，使得第一二向色片D1在第一色片位置以预设比例反射出第一激光信号和透射出第二激光信号，以及在第二色片位置透射出折返激光信号。

其中，第一二向色片D1指的是具有反射和透射双功能的基底材料，可以根据激光遥测收发装置需求设定的，按照不同工作需求设计第一二向色片D1的特定膜系参数和特定膜系位置。其中，特定膜系参数包括膜系比例和膜系组成成分，通过调控膜系比例用于根据预设比例确定反射出的第一激光信号和透射出的第二激光信号的比例，通过调控膜系组成成分用于调控透射出固定种类的激光信号。其中，特定膜系位置可以根据需求将第一二向色片D1的不同位置设置为不同作用的薄膜，以调控在第一二向色片D1上反射第一激光信号和透射第二激光信号的具体位置。示例性的，第一色片位置可以设置为同时具有透射和反射作用的薄膜，第二色片位置可以设置为仅具有透射作用的薄膜。其中，预设比例可以根据工作需求而设定任意比例系数，示例性的，若预设比例为半透半反，则激光信号通过第一二向色片D1时，反射出50%的第一激光信号，以及透射出50%的第二激光信号。

在本公开实施例中，同轴激光出射系统110，还包括：准直器（图2中未示出），位于激光器（图2中未示出）和第一二向色片D1之间，用于准直激光信号。由于激光器发射的激光存在一定散射角，因此本实施例采用准直器可以准直激光器发射的激光信号。

在本公开实施例中，望远光学系统120，包括物镜G1和后光路子系统，后光路子系统包括负透镜M3和第一正透镜M4，望远光学系统120用于在同轴激光出射系统110反射的第一激光信号穿透后光路子系统内的负透镜M3之后，经由物镜G1反射出平行的第一激光信号至待测目标，并收集待测目标的折返激光信号；其中，第一二向色片D1设置于后光路子系统内的负透镜M3与第一正透镜M4之间。

其中，物镜G1可以采用卡塞格林折反式结构，也可以采用牛顿反射式或其他反射式望远镜，或者还可以采用其他全透射式结构形式。

在本公开实施例中，物镜G1采用卡塞格林折反式结构，包括相对设置的主镜M1与副镜M2，主镜M1为一个完整的光学元件，中间设有通孔，用于会聚第一激光信号，并提供给第一激光信号可经由的第一光路通道或第二光路通道。

如图2所示，对本实施例中望远光学系统内的物镜G1采用卡塞格林折反式结构进行示意，包括相对设置的主镜M1和副镜M2。需要说明的是，图2所示的物镜G1为截面图，由于在主镜M1中心位置设置有一通孔，为了方便解释，因此本实施例将主镜M1分为主镜M11和主镜M12两个位置部分进行说明，并形成了第一激光信号可以经由的第一光路通道或者第二光路通道，示例性的，第一光路通道在物镜G1内的路线为主镜M11和副镜M2；第二光路通道在物镜G1内的路线为主镜M12和副镜M2。

其中，后光路子系统可以由一个负透镜M3、两个正透镜和一个光阑S1组成，其中，负透镜M3可以采用双凹透镜，正透镜包括第一正透镜M4和第三正透镜M5，可以采用凸透镜。需要说明的是，本实施例不对负透镜M3、第一正透镜M4和第三正透镜M5的透镜类型进行限定，还可以采用其他相应的透镜类型。待测目标为激光遥测收发装置需要探测的目标，该待测目标与激光遥测收发装置之间的距离不作限定，可以是几米，也可以是千米甚至更多。

具体的，望远光学系统中物镜G1所包含的主镜M1和副镜M2，以及后光路子系统中的负透镜M3可以根据探测原理和探测距离范围选用材料和光学参数各不相同的光学镜头。本实施例根据探测距离范围确定各镜头参数后，调整负透镜M3和望远光学系统中物镜G1之间的距离，可以实现一定范围内连续变焦功能。例如，负透镜M3采用双凹透镜，主镜M1和副镜M2也采用凹透镜，能够使第一激光信号经过这些透镜会聚后，减小散射角，提高光束的平行性以及激光发射率。

在本公开实施例中，第一二向色片D1呈预设角度设置于后光路子系统的负透镜M3与第一正透镜M4之间，且经过第一二向色片D1中心点的垂线与后光路子系统的中心光轴分离，第一二向色片D1在第一正透镜M4的投影长度等于第一正透镜M4的半径长度，用于使得第一激光信号与折返激光信号同轴共焦。

在本公开实施例中，第一二向色片D1呈预设角度设置于后光路子系统的负透镜M3与第一正透镜M4之间的第一位置，使得第一激光信号经由望远光学系统的第一光路通道发射至待测目标；或者，第一二向色片D1呈预设角度设置于后光路子系统的负透镜M3与第一正透镜M4之间的第二位置，使得第一激光信号经由望远光学系统的第二光路通道发射至待测目标。

其中，预设角度可以是根据工作需求而设定的任意角度，例如可以是45°。

其中，第一位置可以是第一二向色片D1设置于如图2所示的后光路子系统中的位置，且第一二向色片D1在第一正透镜M4上的投影正好与第一正透镜M4水平方向上的右侧中心线相重合，右侧中心线的长度恰好等于半径长度；第二位置与第一位置相对称（图2中未示出），且第一二向色片D1在第一正透镜M4上的投影正好与第一正透镜M4水平方向上的左侧中心线相重合，左侧中心线的长度也恰好等于半径长度。

一般来说，为了保证激光信号能够顺利地发射和收集，激光遥测收发装置内部的光学器件都会要求其中心光轴重合，但是本实施例通过在望远光学系统的后光路子系统中的负透镜M3和第一正透镜M4之间增加一个预设角度放置的第一二向色片D1，经过该第一二向色片D1中心点的垂线与后光路子系统的中心光轴是分离的。虽然不重合，但是本实施例可以利用第一二向色片D1的特定膜系参数和特定膜系位置，以及其放置在后光路子系统中的特定位置，不仅使得激光信号能够顺利地发射和收集，还能够实现第一激光信号与折返激光信号真正的同轴共焦，示例性的，第一二向色片D1可以是第一位置或者第二位置。

具体的，本实施例通过将第一二向色片D1呈预设角度设置于后光路子系统的负透镜M3与第一正透镜M4之间的第一位置。激光器发射的激光信号恰好与之相匹配，能够使得激光器所发出的激光信号经由第一二向色片D1反射出的第一激光信号经由望远光学系统的第一光路通道发射至待测目标。也即，第一激光信号投向后光路子系统中的负透镜M3，之后恰好能够全部经由望远光学系统的物镜G1发送并会聚至远距离探测目标处，实现激光出射光路和折返激光信号收集光路同轴，且保证激发的待测目标与收集的折返激光信号来自同一个位置。

同理可知，若第一二向色片D1呈预设角度设置于后光路子系统的负透镜M3与第一正透镜M4之间的第二位置，也可以使得第一激光信号经由望远光学系统的第二光路通道发射至待测目标。

除此之外，由于折返激光信号本来就很弱，经过越多的光学器件，其信号损失越严重，第一二向色片D1呈预设角度设置于后光路子系统的负透镜M3与第一正透镜M4之间的第一位置，其设定位置只占后光路子系统水平面的一半。如图2所示，由于折返激光信号返回的经由路线先经过第一二向色片D1，再经过第一正透镜M4，导致第一二向色片D1在第一正透镜M4上存在投影现象，而当第一二向色片D1在第一正透镜M4上的投影长度等于第一正透镜M4的半径长度，且与第一正透镜M4水平方向上的右侧中心线相重合时，其占比光路经由通道的水平位置较窄，可以提供更多的折返激光信号不用穿透第一二向色片D1就可以直接通过，因此能够有利于提高折返激光信号的收集效率。

本实施例中的激光信号通过第一二向色片D1后，一部分光束经过反射作为第一激光信号进入望远光学系统；另一部分光束经过透射作为第二激光信号进入状态监测系统，如图2中的发射光束所示（光束由箭头指明方向）。本实施例可以通过调节激光器发射不同功率的激光信号来适用于不同距离的待测目标，且通过调整负透镜M3和望远光学系统中物镜G1之间的距离，来实现一定范围内连续变焦，从而调整最佳工作距离（探测位置）。由于激光器发射的激光信号会有散射现象，经由望远光学系统发射至待测目标的过程中，距离越远会导致散射现象越明显，因此，本实施例采用物镜G1对第一激光信号进行光学处理，获得平行的第一激光信号。又由于待测目标内部分子结构不一样，当平行的第一激光信号作用于待测目标时，激发物质返回的信号各不相同，本实施例将上述返回的信号作为折返激光信号进行收集并处理，如图2中的返回光束所示（光束由箭头指明方向）。

在本公开实施例中，激光遥测收发装置还包括：状态监测系统130。

其中，状态监测系统130，包括激光能量监测设备、第二正透镜M6以及第二二向色片D2，用于顺次将第二激光信号经由第二二向色片D2反射以及第二正透镜M6透射进入激光能量监测设备，通过实时分析第二激光信号来调控激光器发射的激光信号，其中，第二激光信号为激光信号经由第一二向色片D1透射出的激光信号。

其中，激光能量监测设备指的是用来监测激光能量的设备，第二正透镜M6可以是凸透镜，第二二向色片D2与第一二向色片D1的特性一样，具有反射和透射两种功能，只是由于在激光遥测收发装置中放置的位置不同以及作用不同，导致其具体膜系比例、膜系位置以及膜系组成成分均有所不同。

具体的，如图2所示，本实施例中的激光能量监测设备还与控制处理计算机系统相连接，其中，控制处理计算机系统用于控制激光能量监测设备收集第二激光信号，对激光能量监测设备上传的信息进行分析处理，作为激光器发射的激光信号的调整依据。更为具体的，本实施例中的激光器发射的激光信号经由第一二向色片D1透射出第二激光信号后，第二激光信号经由第二二向色片D2反射至第二正透镜M6，再经由第二正透镜M6的会聚进入激光能量监测设备，通过控制处理计算机系统监测第二激光信号来调整激光器发射的激光信号。而在其他实施例中，状态监测系统还可以通过增减不同的辅助光学元件，来监测折返激光信号以及激光遥测收发装置中各个光学元件的工作状态。

本实施例通过分析激光能量监测设备所获取的数据，可以对激光遥测收发装置中激光器输出的激光信号进行调整控制，以适应不同探测距离、探测对象需求，提高系统探测结果的准确性。

在本公开实施例中，折返激光信号包括：弹性散射信号和非弹性散射信号，后光路子系统还包括：光阑S1和第三正透镜M5，其中，光阑S1位于第一正透镜M4与返回信号处理系统之间，靠近第一正透镜M4的位置，用于限制通过非弹性散射信号以及第一二向色片D1未覆盖区域的弹性散射信号；第三正透镜M5位于第一正透镜M4与返回信号处理系统之间，远离第一正透镜M4的位置，用于将经由光阑S1的折返激光信号作为收集的折返激光信号进行会聚。

其中，弹性散射信号可以包括瑞利散射信号、米散射信号，非弹性散射信号如拉曼散射信号、激光诱导荧光信号等信号。当平行的第一激光信号发射至待测目标时，由于待测目标的内部分子组成成分与结构不同，导致第一激光信号激发待测目标后返回的折返激光信号也各不相同，该折返激光信号一般会包含弹性散射信号和非弹性散射信号，只是包含的弹性散射信号和非弹性散射信号的具体类别会有所不同。并且，本实施例在收集的折返激光信号的经由路线中，返回的非弹性散射信号可以全部进入光阑S1，而弹性散射信号只能通过第一二向色片D1未覆盖区域进入狭缝。示例性的，当折返激光信号包含非弹性散射信号和米散射信号时，返回的非弹性散射信号可以全部进入光阑S1，而米散射信号只能通过第一二向色片D1未覆盖区域进入狭缝，实现米散射信号和非弹性散射信号的同步收集。

在本公开实施例中，激光遥测收发装置还包括：返回信号处理系统，用于接收收集的折返激光信号，并进行信号处理操作。

具体的，本实施例中的返回信号处理系统用于处理分析收集到的折返激光信号。返回信号处理系统可以由不同光学材料的二向色片、滤光片、会聚透镜以及不同类型探测器组成，根据需要分析的某一类折返激光信号进行处理。由于返回信号处理系统所处理的散射信号类型不同，其元件组合方式也会不同，因此本实施例未在图2中进行示意。

本实施例提供的激光遥测收发装置，包括望远光学系统、同轴激光出射系统和状态监测系统，在望远光学系统中后光路子系统中的负透镜和第一正透镜之间放置特定位置的第一二向色片，能够实现激光遥测收发装置的真正同轴以及共焦状态，由于搭建装置的光路系统简单，易操作性强，也解决了现有技术中光学系统调校复杂，在线校准难度大，稳定性差的问题，同时还能够实现提高激光发射效率，减少激光发散角，且作用距离远的有益效果。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种激光遥测收发装置，其特征在于，包括：同轴激光出射系统、望远光学系统和状态监测系统，其中，

同轴激光出射系统，包括激光器和第一二向色片，用于将激光器发射的激光信号经由所述第一二向色片反射出第一激光信号至所述望远光学系统；

所述望远光学系统，包括物镜和后光路子系统，所述后光路子系统包括负透镜和第一正透镜，所述望远光学系统用于在所述同轴激光出射系统反射的第一激光信号穿透所述后光路子系统内的负透镜之后，经由所述物镜会聚反射出平行的第一激光信号至待测目标，并收集所述待测目标的折返激光信号；其中，所述第一二向色片设置于所述后光路子系统内的负透镜与第一正透镜之间。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

所述状态监测系统，包括激光能量监测设备、第二正透镜以及第二二向色片，用于顺次将经由所述第一二向色片透射的第二激光信号经由所述第二二向色片反射以及所述第二正透镜会聚进入所述激光能量监测设备，通过实时分析所述第二激光信号来调控所述激光器发射的激光信号。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一二向色片设有特定膜系参数和特定膜系位置，配合所述第一二向色片在所述后光路子系统中的特定位置，使得所述第一二向色片在第一色片位置以预设比例反射出所述第一激光信号和透射出所述第二激光信号，以及在第二色片位置透射出所述折返激光信号。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第一二向色片的特定位置为呈预设角度设置于所述后光路子系统的负透镜与第一正透镜之间，且经过所述第一二向色片中心点的垂线与所述后光路子系统的中心光轴分离，所述第一二向色片在所述第一正透镜的投影长度等于所述第一正透镜的半径长度，用于使得所述第一激光信号与所述折返激光信号同轴共焦。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述物镜采用卡塞格林折反式结构，包括相对设置的主镜与副镜，所述主镜的中心位置设有通孔，用于会聚所述第一激光信号，并提供给所述第一激光信号可经由的第一光路通道或第二光路通道。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第一二向色片呈预设角度设置于所述后光路子系统的负透镜与第一正透镜之间的第一位置，使得所述第一激光信号经由所述望远光学系统的第一光路通道发射至所述待测目标；或者，所述第一二向色片呈预设角度设置于所述后光路子系统的负透镜与第一正透镜之间的第二位置，使得所述第一激光信号经由所述望远光学系统的第二光路通道发射至所述待测目标。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述折返激光信号包括：弹性散射信号和非弹性散射信号，所述后光路子系统还包括：光阑和第三正透镜，其中，所述光阑位于所述第一正透镜与返回信号处理系统之间，靠近所述第一正透镜的位置，用于限制通过所述非弹性散射信号以及所述第一二向色片未覆盖区域的弹性散射信号；所述第三正透镜位于所述第一正透镜与返回信号处理系统之间，远离所述第一正透镜的位置，用于将经由所述光阑的折返激光信号作为收集的折返激光信号进行会聚。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

返回信号处理系统，用于接收所述第三正透镜出射的折返激光信号，并进行信号处理操作。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述同轴激光出射系统，还包括：

准直器，位于所述激光器和所述第一二向色片之间，用于准直所述激光信号。

10.根据权利要求4所述的装置，其中，所述物镜采用牛顿反射式结构或者全透射式结构。

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