JPH06235764A - ライダ装置 - Google Patents

ライダ装置

Info

Publication number
JPH06235764A
JPH06235764A JP5044502A JP4450293A JPH06235764A JP H06235764 A JPH06235764 A JP H06235764A JP 5044502 A JP5044502 A JP 5044502A JP 4450293 A JP4450293 A JP 4450293A JP H06235764 A JPH06235764 A JP H06235764A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
laser
optical system
lidar device
medium
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.)
Withdrawn
Application number
JP5044502A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoru Yamaguchi
哲 山口
Nobuo Takeuchi
延夫 竹内
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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 Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP5044502A priority Critical patent/JPH06235764A/ja
Publication of JPH06235764A publication Critical patent/JPH06235764A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ライダ装置を小型コンパクトに構成すること
を目的とする。 【構成】 パルスレーザ光を媒体中へ送光する送光部1
と、上記媒体からの後方散乱光を受光するための受光光
学系2とを同軸に配置し、パルスレーザ光を媒体中へ送
光するためのレーザ発振器2として、コンパクトな構成
でビーム品質の高いレーザ光を発振することが可能なL
D励起固体レーザを用いることにより、受光用の望遠鏡
9の前方にレーザ発振器2を配置した構成を可能とし、
ライダ装置の小型化を図るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はライダ装置に係わり、特
に、送光用レーザと受光光学系とを一体的に構成するこ
とにより、コンパクト化を可能とするライダ装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、ライダ(レーザレーダ)で対象
物体の空間分布を測定する際に、送光用のレーザと受光
用の望遠鏡とを並列にして配置している。そして、送光
用のレーザと受光用の望遠鏡とをこのように配置した
ら、必要とする空間分解能を得るようにするために、十
分に狭い時間幅を持つパルスレーザ光を媒体中へ送出す
る。
【0003】そして、散乱体からのエコー信号を上記受
光望遠鏡で受信し、これを検出器で電気信号に変換し
て、所定の信号処理を行う。次いで、上記処理したデー
タをパソコン等により構成される信号処理部に転送し、
積算・演算・表示・記録等を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように構成された
ライダ装置に用いられるレーザは比較的大きく構成され
ているので、従来は受光用光学系とレーザとを一体的に
構成することは到底不可能であった。
【0005】ところで、最近は半導体レーザ(LD)励
起の固体レーザなどのように、フラッシュランプを使用
しないレーザが注目されている。CW動作のLD励起固
体レーザの共振器内に、光音響(AO)素子を配置して
Qスイッチ発振を行うとパルスレーザ光を作ることがで
きる。このようなLD励起固体レーザは、励起効率、信
頼性、形状が小さいことなどによって、ライダ装置の光
源として適していると考えられる。
【0006】本発明は上述の問題点にかんがみ、ライダ
装置の構成を小型コンパクトに構成できるようにするこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のライダ装置は、
パルスレーザ光を媒体中へ送光する送光部と、上記媒体
から後方散乱光を受光するために配置されたものであっ
て、上記送光部のレーザ共振器と光軸を同一にする受光
光学系と、上記受光光学系で受光した信号光を電気信号
に変換する光電変換部と、上記光電変換部から導出され
る電気信号を増幅する増幅器と、上記増幅器から出力さ
れるライダエコー信号を取り込んでディジタルデータに
変換するとともに積算する信号処理装置と、上記信号処
理装置から送られてくるディジタルデータを、演算・表
示・記録する演算部とを具備している。
【0008】
【作用】本発明のライダ装置は、パルスレーザ光を媒体
中へ送光する送光部と、上記媒体から後方散乱光を受光
するための受光光学系とを同軸に配置したので、上記パ
ルスレーザ光を媒体中へ送光するためのレーザ発振器と
して、コンパクトな構成でビーム品質の高いレーザ光を
発振することができるLD励起固体レーザを用いること
により、従来のレーザを用いた場合には不可能であっ
た、受光用の望遠鏡の前方にレーザを配置した構成にす
ることができ、ライダ装置の構成の小型化を図ることが
可能となる。
【0009】
【実施例】以下、本発明のライダ装置の一実施例を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の一実施例を示
し、ライダ装置の構成図である。図1において、1は送
光部、2はレーザ発振器、3はレーザ結晶励起部分、4
はAO変調器(光音響素子)、5は出力鏡である。
【0010】また、6はビーム拡大器、7は方向調整
器、8は散乱体、9は受光光学系、10は主反射鏡、1
1は凸面鏡、13は掃引架台、14は光電変換物体、1
5は増幅器、16は信号処理装置、17はCPU(パソ
コン)、18は表示装置をそれぞれ示している。
【0011】上記送光部1は、1W級のLDで励起され
たNd:YAGレーザ(CW発振時250mW)の共振
器内に、AO変調素子4を挿入して構成されており、レ
ーザ発振器2によってQスイッチをかけることにより、
25〜40nsのパルス幅を得ている。
【0012】変調周波数がそのままレーザパルスの繰り
返し周波数となり、1KHzについて行っている。例え
ば、パルス当たりのエネルギーは10μJである。な
お、本実施例のライダ装置は、大気中のエアロゾル等の
浮遊粒子の測定を目的としたものである。
【0013】レーザ信号はLD励起YAGレーザから出
射され、ビーム拡大器6でビーム広がりを絞められた
後、ビームの方向を2枚のウェッジからなる方向調整器
7で調整され、大気中に出射される。そして、大気中の
散乱体に当たってライダ装置に戻って来る散乱光は、カ
セグレン型反射望遠鏡を用いて構成された受光光学系9
の主反射鏡10および副鏡11によって集められる。な
お、図1の例では、副鏡11として凸面鏡が用いられて
いる。
【0014】受光光学系9によって集められた散乱光
は、光電変換部14によって電気信号に変換されるとと
もに、増幅器15で増幅される。光電変換部14は、例
えばアバランシェ・フォトダイオード(APD)によっ
て構成される。増幅器15によって増幅された電気信号
は、その後、信号処理装置16に与えられる。
【0015】信号処理装置16は、例えば、6ビットの
AD変換器で構成され、アナログ信号で入力された電気
信号はここでディジタル化される。そして、例えば、2
048チャネルにわたってレーザ光を基準としたタイミ
ングで繰り返され、連続加算される。そして、必要な時
間毎にパソコン(CPU)17に転送され、演算・解析
・表示される。測定においては5000回の積算(5秒
間)を行った。
【0016】レーザは共振器内に配置した光音響素子4
によりQスイッチ発振を行い、Qスイッチパルス光をな
るべく遠くへ届けるため、ビーム拡大器6によりビーム
径を拡大する。さらに、ウェッジプリズムを2枚組み合
わせた方向調整器7により送光方向を微調整する。
【0017】レーザ光の照射を受けたエアロゾルなどの
散乱体8からのミー散乱光は、受光望遠鏡9で集光さ
れ、集光された光信号は光検出器14で電気信号に変換
される。電気信号に変換された信号は、増幅器15で必
要レベルまで増幅される。そして、必要レベルまで増幅
されたライダ信号は信号処理装置16内で電気信号から
ディジタル信号に変換される。
【0018】すなわち、A/D変換され、さらに積算処
理されたあと、パソコン17に転送され、上記パソコン
で演算されるとともに、演算結果が表示装置18に表示
される。上記構成において、送光部1は直径20〜30
mm、全長200〜300mm程度であり、主反射鏡の
直径が200〜300mmのカセグレン型反射望遠鏡の
第2鏡(直径20〜30mmの凸面鏡)11の前方に配
置しても、受光する散乱光の光路の妨げにならない。
【0019】なお、固体レーザ励起用のLDはレーザ結
晶励起部分に直接配置することもできるし、あるいは、
LD光を光ファイバーに導光した後レーザ結晶励起部分
に導き固体レーザを励起することもできる。このように
して観測された散乱体8からのからのエコー信号を図4
に示す。
【0020】なお、上記実施例においては、受光望遠鏡
をとしてカセグレン型反射望遠鏡を用いた例を示した
が、図2では受光望遠鏡としてニュートン型反射望遠鏡
を用いた例を示している。このように構成した場合に
は、散乱光は主反射鏡10および副鏡12として設けら
れている平面鏡によって集められ、光電変換部14によ
り電気信号に変換される。
【0021】さらに、図3に示すように、送光部のうち
レーザ発振器部分を切離し、ニュートン型反射望遠鏡の
後方に配置する。そして、望遠鏡の主反射鏡10および
平面鏡12に穴を空け、レーザからの出射光を通し後、
望遠鏡の前方に配置したビーム拡大器6および方向調整
器7を経て送光するように構成することができる。
【0022】
【発明の効果】本発明は上述したように、パルスレーザ
光を媒体中へ送光する送光部と、上記媒体から後方散乱
光を受光するための受光光学系とを同軸に配置したの
で、パルスレーザ光を媒体中へ送光するためのレーザ発
振器として、コンパクトな構成でビーム品質の高いレー
ザ光を発振することができるLD励起固体レーザを用い
ることにより、従来のレーザを用いた場合には不可能で
あった、受光用の望遠鏡の前方にレーザを配置した構成
にすることができるようになり、ライダ装置の構成の小
型化を図ることができる。これにより、任意の場所での
観測を可能とするライダ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のライダ装置の一実施例を示す構成図で
ある。
【図2】本発明のライダ装置の変形例を示す構成図であ
る。
【図3】本発明のライダ装置の変形例を示す構成図であ
る。
【図4】エアロゾルからのエコーを検出した実験例を示
す特性図である。
【符号の説明】
1 送光部 2 レーザ発振器 3 レーザ結晶励起部分 4 AO変調器(光音響素子) 5 出力鏡 6 ビーム拡大器 7 方向調整器 8 散乱体 9 受光光学系(望遠鏡) 10 主反射鏡 11 凸面鏡(副鏡) 12 平面鏡(副鏡) 13 掃引架台 14 光電変換物体(APD(アヴァランシェフォトダ
イオード)) 15 増幅器 16 信号処理装置 17 CPU(パソコン) 18 表示装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パルスレーザ光を媒体中へ送光する送光
    部と、 上記媒体から後方散乱光を受光するために配置されたも
    のであって、上記送光部のレーザ共振器と光軸を同一に
    する受光光学系と、 上記受光光学系で受光した信号光を電気信号に変換する
    光電変換部と、 上記光電変換部から導出される電気信号を増幅する増幅
    器と、 上記増幅器から出力されるライダエコー信号を取り込ん
    でディジタルデータに変換するとともに積算する信号処
    理装置と、 上記信号処理装置から送られてくるディジタルデータ
    を、演算・表示・記録する演算部とからなることを特徴
    とするライダ装置。
  2. 【請求項2】 上記請求項1において、上記送光部が上
    記受光光学系の前方に位置することを特徴とするライダ
    装置。
  3. 【請求項3】 請求項1において、上記送光部のうち、
    レーザ発振器が上記受光光学系の後方に位置し、ビーム
    拡大器および方向調整器が上記受光光学系の前方に位置
    することを特徴とするライダ装置。
JP5044502A 1993-02-09 1993-02-09 ライダ装置 Withdrawn JPH06235764A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5044502A JPH06235764A (ja) 1993-02-09 1993-02-09 ライダ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5044502A JPH06235764A (ja) 1993-02-09 1993-02-09 ライダ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06235764A true JPH06235764A (ja) 1994-08-23

Family

ID=12693332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5044502A Withdrawn JPH06235764A (ja) 1993-02-09 1993-02-09 ライダ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06235764A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1082858A (ja) * 1996-07-15 1998-03-31 Hiromasa Ito 光学式距離計
KR101396003B1 (ko) * 2013-04-19 2014-05-16 경일대학교산학협력단 Lidar 시스템의 광학 정렬 장치
RU2593524C1 (ru) * 2015-03-25 2016-08-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук Сканирующий многоволновой лидар для зондирования атмосферных объектов
KR20180068209A (ko) 2016-12-13 2018-06-21 전자부품연구원 라이다 장치
KR20180068714A (ko) 2016-12-14 2018-06-22 전자부품연구원 라이다 장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1082858A (ja) * 1996-07-15 1998-03-31 Hiromasa Ito 光学式距離計
KR101396003B1 (ko) * 2013-04-19 2014-05-16 경일대학교산학협력단 Lidar 시스템의 광학 정렬 장치
RU2593524C1 (ru) * 2015-03-25 2016-08-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук Сканирующий многоволновой лидар для зондирования атмосферных объектов
KR20180068209A (ko) 2016-12-13 2018-06-21 전자부품연구원 라이다 장치
KR20180068714A (ko) 2016-12-14 2018-06-22 전자부품연구원 라이다 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2575324B2 (ja) 光ファイバ式温度分布測定装置
EP1640747B1 (en) Coherent laser radar
Morvan et al. Building blocks for a two-frequency laser lidar-radar: a preliminary study
US20020075472A1 (en) Optical fiber ceilometer for meteorological cloud altitude sensing
WO2010100745A1 (ja) 光検出装置および光検出方法、並びに、顕微鏡および内視鏡
US4995720A (en) Pulsed coherent Doppler laser radar
JPH08503546A (ja) フィルタリングされたレイリー散乱光またはエアロゾル散乱光による先読み式風のシヤー検出器
US5751472A (en) Multi-pass optical parametric generator
US20240077611A1 (en) Techniques for range and velocity measurements in a non-degenerate lidar system
Emery et al. Laboratory development of a LIDAR for measurement of sound velocity in the ocean using Brillouin scattering
CN111796297A (zh) 基于铒玻璃激光器的并行调频连续波激光测距装置
EP0042521B1 (en) Method and apparatus for laser pulse compression
JPH06235764A (ja) ライダ装置
JP2006184181A (ja) 距離測定装置
US3958881A (en) Method of operating a laser oscillator and amplifier
GB2306828A (en) Covert 3-dimensional imaging lidar
JP5861355B2 (ja) テラヘルツ波伝播装置、及びテラヘルツ波発生部又は検出部の固定部材
US6100516A (en) Velocity measurement device and laser range finder using a coherent detection
US6875978B2 (en) Modelocked waveform for synthetic aperture ladar
JP3371088B2 (ja) コヒーレントライダ
FR2914069A1 (fr) Procede d'acquisition de cible avec reception coherente par sal (laser semi-actif)
GB2251150A (en) Laser radar system
WO2022209789A1 (ja) 光ビーム生成装置および光探知機
JP3002998B2 (ja) パルスレーザーのパルス幅を延伸する装置
JP3390658B2 (ja) パルスレーザ光発生装置およびコヒーレントライダ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20000509