CN203551774U - 激光测距仪标定系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种激光测距仪标定系统，包括：耦合透镜、光纤延迟线组、传输光纤、光敏元件、激光发生器及其控制电路、第一2x1光开关、接收透镜；所述传输光纤包括第一传输光纤、第二传输光纤、第三传输光纤。所述光纤延迟线组包括第一1x2光开关、第一2x2光开关、第二2x2光开关、第一延迟光纤、第二延迟光纤、第四传输光线、第五传输光线。本实用新型可根据所需延迟量的大小，采用两种工作模式：在产生较小延迟时，延迟主要由光纤延迟线组产生；在产生较大延迟时触发内部激光发生器产生同脉宽激光，此过程等同于加入了电延迟。本实用新型可完成对激光测距仪的标定，标定使用的延迟量程广、精度高、使用方法简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种激光测距仪标定系统，用于对激光测距仪测距距离和测距精度的标定。
背景技术
激光测距具有精度高测距范围广等优点，在地形测绘、军事等领域有广泛运用，激光测距仪是最典型的激光测距技术应用实例。
激光测距仪常用的标定方法有野外测距基线的六段比较法，其基线长度一般为几千米，且其稳定性受环境影响较大，标定费用也较大；室内标定可通过镜面反射来延长光路，但使用的反光镜需要经过精密加工，使用时镜面定位也相对复杂。
为了更简单精准地实现激光测距仪的标定，可以通过延时系统进行激光测距的仿真。目前常用的延迟技术有通过门电路实现的电延迟、微波延迟线和光纤延迟线。这三者相比较，电延迟、微波延迟精度不高，稳定性不好；光纤延迟线具有明显的抗干扰能力强、延迟精度高的优点，其不足在于：光纤延迟线的构成是许多组光纤与光路控制器件的组合，通过控制光纤接入的长度产生不同延迟，产生延迟的种类越多就需要相应越多组光纤，多组光纤之间的耦合会带来比较大的损耗，且整体体积也相对较大，在需要产生较大延迟时，其不足之处更加明显。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种激光测距仪标定系统，能够产生特定的激光传输延迟，并可以结合光纤延迟线组，完成对激光测距仪的标定。本实用新型采用的技术方案是：
一种激光测距仪标定系统，包括：耦合透镜、光纤延迟线组、传输光纤、光敏元件、激光发生器及其控制电路、第一2x1光开关、接收透镜；所述传输光纤包括第一传输光纤、第二传输光纤、第三传输光纤；
所述耦合透镜将激光测距仪发射的激光光束耦合进入第一传输光纤，第一传输光纤连接光纤延迟线组的入端，光纤延迟线组具有两个出端，光纤延迟线组的第一出端通过第三传输光纤连接光敏元件，光敏元件连接激光发生器及其控制电路，激光发生器及其控制电路连接第一2x1光开关的第一入端；光纤延迟线组的第二出端通过第二传输光纤连接第一2x1光开关的第二入端；所述接收透镜将第一2x1光开关出端出射的激光光束准直并出射至激光测距仪接收端。
进一步地，所述光纤延迟线组包括第一1x2光开关、第一2x2光开关、第二2x2光开关、第一延迟光纤、第二延迟光纤、第四传输光线、第五传输光线；所述第一1x2光开关的入端作为光纤延迟线组的入端。第一1x2光开关的第一出端连接第一延迟光纤一端，第一延迟光纤另一端接第一2x2光开关的第一入端，第一2x2光开关的第一出端连接第二延迟光纤一端，第二延迟光纤另一端接第二2x2光开关的第一入端，第二2x2光开关的第一出端作为光纤延迟线组的第一出端。第一1x2光开关的第二出端通过第四传输光线连接第一2x2光开关的第二入端，第一2x2光开关的第二出端通过第五传输光线连接第二2x2光开关的第二入端，第二2x2光开关的第二出端作为光纤延迟线组的第二出端。
进一步地，所述第二延迟光纤的长度是第一延迟光纤长度的两倍。
进一步地，所述光敏元件为雪崩二极管，其响应时间小于1ns。
进一步地，所述激光发生器及其控制电路能够产生与激光测距仪同波长同脉宽的激光脉冲，其产生激光响应时间小于1ns。
进一步地，所述耦合透镜和接收透镜为一般的具备聚光和准直特性的透镜，两者光轴相互平行。
本实用新型接收激光测距仪发射的激光光束，经过设定的延迟后将激光信号传输至激光测距仪的接收端，其产生的延迟来自三部分：激光光束在传输光纤和光开关内传输的固定延迟（ps级）、光纤延迟线组的可调延迟（ps级）、光敏元件和激光发生器的响应延迟（ns级）。
本实用新型在产生较小延迟时，延迟主要由光纤延迟线组产生：激光测距仪发射的激光光束由耦合透镜耦合进入传输光纤，经过已设定延迟量的光纤延迟线组，经接收透镜准直后出射至激光测距仪的接收端。
本实用新型在产生较大延迟时，激光光束在经过光纤延迟线组后，由光敏元件转化为电信号，触发激光发生器，产生同脉宽的激光，出射至激光测距仪的接收端。所述光纤延迟线组由多组不同长度延迟光纤和光开关组成，可通过控制光开关来控制光纤接入长度，从而控制延迟量。所述传输光纤为一般的用于光信号传输的低损耗光纤。
本实用新型的优点：与传统方法中使用野外基线对激光测距仪进行标定相比，使用光纤基线产生延迟受外界环境影响较小，操作更加简单，可在室内完成标定；本实用新型在产生较小延迟时，延迟主要由光纤延迟线产生，在产生较大延迟时触发内部激光发生器产生同波长同脉宽的激光，既发挥了光纤延迟的精度优势，也避免了纯粹使用光纤产生较大延迟造成的传输损耗过大的问题，同时扩大了延迟的量程范围。
附图说明
图1为本实用新型的结构组成示意图。
图2为本实用新型的光纤延迟线组示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1、图２所示：
一种激光测距仪标定系统，包括：耦合透镜1、光纤延迟线组2、传输光纤、光敏元件4、激光发生器及其控制电路5、第一2x1光开关12、接收透镜6；所述传输光纤包括第一传输光纤301、第二传输光纤302、第三传输光纤303。所述耦合透镜1将激光测距仪发射的激光光束耦合进入第一传输光纤301，第一传输光纤301连接光纤延迟线组2的入端，光纤延迟线组2具有两个出端，光纤延迟线组2的第一出端通过第三传输光纤303连接光敏元件4，光敏元件4连接激光发生器及其控制电路5，激光发生器及其控制电路5连接第一2x1光开关12的第一入端；光纤延迟线组2的第二出端通过第二传输光纤302连接第一2x1光开关12的第二入端。所述接收透镜6将第一2x1光开关12出端出射的激光光束准直并出射至激光测距仪接收端。
所述光纤延迟线组2包括第一1x2光开关9、第一2x2光开关10、第二2x2光开关11、第一延迟光纤7、第二延迟光纤8、第四传输光线304、第五传输光线305。所述第一1x2光开关9的入端作为光纤延迟线组2的入端。第一1x2光开关9的第一出端连接第一延迟光纤7一端，第一延迟光纤7另一端接第一2x2光开关10的第一入端，第一2x2光开关10的第一出端连接第二延迟光纤8一端，第二延迟光纤8另一端接第二2x2光开关11的第一入端，第二2x2光开关11的第一出端作为光纤延迟线组2的第一出端。第一1x2光开关9的第二出端通过第四传输光线304连接第一2x2光开关10的第二入端，第一2x2光开关10的第二出端通过第五传输光线305连接第二2x2光开关11的第二入端，第二2x2光开关11的第二出端作为光纤延迟线组2的第二出端。
本实用新型根据所需延迟量的大小，采用两种工作模式：在产生较小延迟时，延迟主要由光纤延迟线组2产生；在产生较大延迟时触发内部激光发生器产生同脉宽激光，此过程等同于加入了电延迟。下面对两种工作模式分别描述：
产生小量程延迟时，激光测距仪发射的激光光束由耦合透镜1耦合进入第一传输光纤301，激光在光纤中传播进入光纤延迟线组2，假如设定此时光纤延迟线组2产生2L长度延迟，则光束由第一1x2光开关9的入端a入射，第二出端c出射，在第四传输光线304中传播至第一2x2光开关10的第二入端b，在第一2x2光开关10的第一出端c出射，通过第二延迟光纤8（长度为2L），然后由第二2x2光开关11第一入端a入射，第二出端d出射进入第二传输光纤302，此后光束经第一2x1光开关12选通后到达接收透镜6，光束准直并出射至激光测距仪接收端。
产生大量程延迟时，激光测距仪发射的激光光束由耦合透镜1耦合进入第一传输光纤301，激光在光纤中传播进入光纤延迟线组2，假如设定此时光纤延迟线组产生3L长度延迟，则光束由第一1x2光开关9的入端a入射，第一出端b出射，光束通过第一延迟光纤7（长度为L），传播至第一2x2光开关10的第一入端a，在第一2x2光开关10的第一出端c出射，通过第二延迟光纤8（长度为2L），然后由第二2x2光开关11的第一入端a入射，第一出端c出射进入第三传输光纤303，激光光束照射光敏元件4，触发激光发生器及其控制电路5产生同脉宽的激光，此后光束经第一2x1光开关12选通后到达接收透镜6，光束准直并出射至激光测距仪接收端。
Claims (6)
1.一种激光测距仪标定系统，其特征在于，包括：耦合透镜(1)、光纤延迟线组(2)、传输光纤、光敏元件(4)、激光发生器及其控制电路(5)、第一2x1光开关(12)、接收透镜(6)；所述传输光纤包括第一传输光纤(301)、第二传输光纤(302)、第三传输光纤(303)；
所述耦合透镜(1)将激光测距仪发射的激光光束耦合进入第一传输光纤(301)，第一传输光纤(301)连接光纤延迟线组(2)的入端，光纤延迟线组(2)具有两个出端，光纤延迟线组(2)的第一出端通过第三传输光纤(303)连接光敏元件(4)，光敏元件(4)连接激光发生器及其控制电路(5)，激光发生器及其控制电路(5)连接第一2x1光开关(12)的第一入端；光纤延迟线组(2)的第二出端通过第二传输光纤(302)连接第一2x1光开关(12)的第二入端；
所述接收透镜(6)将第一2x1光开关(12)出端出射的激光光束准直并出射至激光测距仪接收端。
2.如权利要求1所述的激光测距仪标定系统，其特征在于，所述光纤延迟线组(2)包括第一1x2光开关(9)、第一2x2光开关(10)、第二2x2光开关(11)、第一延迟光纤(7)、第二延迟光纤(8)、第四传输光线(304)、第五传输光线(305)；
所述第一1x2光开关(9)的入端作为光纤延迟线组(2)的入端；
第一1x2光开关(9)的第一出端连接第一延迟光纤(7)一端，第一延迟光纤(7)另一端接第一2x2光开关(10)的第一入端，第一2x2光开关(10)的第一出端连接第二延迟光纤(8)一端，第二延迟光纤(8)另一端接第二2x2光开关(11)的第一入端，第二2x2光开关(11)的第一出端作为光纤延迟线组(2)的第一出端；
第一1x2光开关(9)的第二出端通过第四传输光线(304)连接第一2x2光开关(10)的第二入端，第一2x2光开关(10)的第二出端通过第五传输光线(305)连接第二2x2光开关(11)的第二入端，第二2x2光开关(11)的第二出端作为光纤延迟线组(2)的第二出端。
3.如权利要求2所述的激光测距仪标定系统，其特征在于：所述第二延迟光纤(8)的长度是第一延迟光纤(7)长度的两倍。
4.如权利要求1或2所述的激光测距仪标定系统，其特征在于：所述光敏元件(4)为雪崩二极管，其响应时间小于1ns。
5.如权利要求1或2所述的激光测距仪标定系统，其特征在于：所述激光发生器及其控制电路(5)能够产生与激光测距仪同波长同脉宽的激光脉冲，其产生激光响应时间小于1ns。
6.如权利要求1或2所述的激光测距仪标定系统，其特征在于：所述耦合透镜(1)和接收透镜(6)为具备聚光和准直特性的透镜，两者光轴相互平行。
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