RU2484500C2 - Когерентная лидарная система на основе полупроводникового лазера и усилителя - Google Patents

Когерентная лидарная система на основе полупроводникового лазера и усилителя Download PDF

Info

Publication number
RU2484500C2
RU2484500C2 RU2010118321/28A RU2010118321A RU2484500C2 RU 2484500 C2 RU2484500 C2 RU 2484500C2 RU 2010118321/28 A RU2010118321/28 A RU 2010118321/28A RU 2010118321 A RU2010118321 A RU 2010118321A RU 2484500 C2 RU2484500 C2 RU 2484500C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
measuring
reference beam
lidar system
semiconductor laser
particles
Prior art date
Application number
RU2010118321/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010118321A (ru
Inventor
Христиан ПЕДЕРСЕН
Рене Сков ХАНСЕН
Original Assignee
Данмаркс Текниске Университет
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 Данмаркс Текниске Университет filed Critical Данмаркс Текниске Университет
Publication of RU2010118321A publication Critical patent/RU2010118321A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2484500C2 publication Critical patent/RU2484500C2/ru

Links

Images

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
    • 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
    • G01S17/95—Lidar systems specially adapted for specific applications for meteorological use
    • 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
    • G01S17/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S17/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • 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
    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • 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
    • G01S7/4818—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements using optical fibres
    • 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
    • G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Abstract

Когерентная лидарная система содержит полностью полупроводниковый лазерный узел для излучения измерительного пучка электромагнитного излучения, направляемого к измерительному объему для освещения частиц в измерительном объеме, генератор опорного пучка для формирования опорного пучка, детектор для формирования сигнала детектора путем смешения опорного пучка со светом, излучаемым от частиц в измерительном объеме, освещаемом измерительным пучком, и процессор сигналов для формирования сигнала скорости, соответствующего скорости частиц, на основании сигнала детектора. Технический результат - понижение уровня шума, повышение надежности обнаружения. 5 н. и 34 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к компактной, надежной и недорогой когерентной лидарной системе (оптической локации) на основе полностью полупроводникового источника света, предназначенной для дистанционного определения скорости ветра, определения концентрации частиц и/или температуры, и к связанным с ней способам.
Когерентная лидарная система является привлекательной системой для определения в удаленных пунктах скорости ветра на линии визирования. Основной принцип связан с доплеровским сдвигом, образующимся при обратном рассеивании света от аэрозолей, облучаемых когерентным лазерным светом. В предположении, что перемещения аэрозолей почти совпадают с воздушным течением, измеряемую доплеровскую частоту можно использовать для вычисления пропорциональной скорости ветра.
Не только аэрозоли, такие как капли воды, пыль и т.д., могут создавать доплеровский сдвиг в рассеиваемом обратно сигнале, но также и одиночные частицы.
Когерентный лидар непрерывного излучения основан на фокусирующих свойствах лазера в пределах фактического объема зондирования. Ширина объема зондирования ограничена диаметром лазерного пучка в области фокусировки (то есть конфокальной области). Длина объема зондирования вдоль оси пучка ограничена приблизительно длиной Рэлея сфокусированного лазерного пучка. В случае лидара непрерывного излучения, сфокусированного на расстоянии одной сотни метров от лидарной системы непрерывного излучения, ширина объема зондирования в зависимости от длины волны и фокусирующей оптики (телескопа) обычно имеет порядок одного сантиметра, а длина объема зондирования имеет порядок десяти метров. Для импульсных систем ширина объема зондирования такая же, как для лидара непрерывного излучения, но длина объема зондирования задается пространственной длиной излучаемого импульса.
Основные принципы когерентного лидара установлены более чем 35 лет назад, сравните с “Signal-to-noise relationships for coaxial systems that heterodyne backscatter from the atmosphere”, Applied Optics, vol.10, № 7, July 1971, C.M. Sonnenschein and F.A. Horrigan. Традиционно применения представляли научный интерес, например, в физике атмосферы. Однако в настоящее время лидар становится все более и более значимым для практических промышленных применений. Одним таким примером является контроль ветровых турбин. Необходимость в более высокой эффективности вынуждает отрасль производства ветровых турбин в течение последних десятилетий непрерывно увеличивать ветровой пролет, чтобы улучшать характеристики в части получаемой электрической энергии на каждую установленную ветровую турбину. Однако увеличение ветрового пролета приводит к значительной механической нагрузке, создаваемой сильным ветром и, в частности, вихревым потоком. Компактное, надежное и недорогое когерентное лидарное устройство для прогнозирования скорости встречного ветра порядка десятков метров позволит осуществлять оптимизацию и защиту ветровых турбин. Задержку между временем фактического измерения скорости ветра и временем, когда ветер действительно достигает ветровой турбины, можно использовать для защиты лопастей от нагрузки, например, изменением шага лопастей. Еще одним примером является обнаружение вихрей, создаваемых выполняющими посадку летательными аппаратами. Частота посадки (или взлета) летательных аппаратов в основном определяется пределами безопасности, чтобы гарантировалось отсутствие опасности от вихрей, создаваемых предыдущим летательным аппаратом. Использование когерентного лидара для наблюдения за вихрями позволяет минимизировать этот защитный период времени и тем самым повышать интенсивность трафика и пропускную способность аэропорта.
Факторами, препятствующими широкому распространению лидара, являются стоимость, энергопотребление, габариты и невысокая прочность. Стоимость современных доступных для приобретения лидарных систем составляет примерно 200000 долларов США, это ценовой уровень, который исключает многие применения. В случае использования лидарных систем в удаленных местах, например на месте установки морских ветровых электростанций, необходимо, чтобы работа осуществлялась при незначительном техническом обслуживании или без него в течение длительных периодов времени, а также при низком энергопотреблении.
В “Single-particle laser Doppler anemometry at 1.55 µm”, Applied Optics, vol.40, № 6, Michael Harris, Guy N. Pearson et al., раскрыта лидарная система непрерывного излучения для измерений скорости ветра. Составляющая скорости на линии визирования определяется путем измерения сдвига частоты света, рассеиваемого на небольших частицах в атмосфере, которые предполагаются перемещающимися с той же самой скоростью, что и ветер. Как обычно, сдвиг частоты измеряется путем гетеродинного детектирования, при котором принимаемый, рассеиваемый обратно свет смешивается с опорным пучком гетеродина. В таком случае скорость ветра выводится из получающейся в результате частоты биений. Лазер содержит полупроводниковый лазерный источник, работающий на длине волны 1,55 мкм, излучение которого усиливается до около 1 Вт усилителем мощности на волокне, легированном эрбием, в конфигурации усилитель мощности с задающим генератором (УМЗГ). Задающий генератор представляет собой In/P лазер с протяженным резонатором, и ширина его линии, измеренная автодинным методом с задержкой, составляет около 20 кГц.
Кроме того, когерентный лидар непрерывного излучения в виде промышленного изделия имеется в продаже [Quinetic]. В этой системе используется волоконный кольцевой генератор с диодной накачкой, после которого, чтобы получать отвечающий требованиям пучок на 1,55 мкм, следует усилитель с диодной накачкой на волокне, легированном эрбием.
Хотя термин «гетеродинное детектирование» часто используют применительно к оптической интерферометрии, термин «гомодинное детектирование» используется на протяжении этого раскрытия для обозначения того, что опорный пучок (гетеродина) получают от того же источника, что и сигнальный пучок, до процесса модуляции, то есть рассеяния целью.
Таким образом, имеется необходимость в недорогих и надежных когерентных лидарных системах, открывающих новые промышленные применения, рассмотренные выше.
В настоящее время наиболее дорогим и сложным компонентом в когерентной лидарной системе является лазерный узел. Вследствие чрезвычайно низкого коэффициента обратного рассеяния аэрозолей (~10-12) требуется усовершенствованная схема обнаружения, которая в значительной степени основана на высококачественных источниках когерентного света большой мощности. Чтобы получать достаточное для обнаружения количество рассеиваемого обратно света, выходная мощность лазерного узла в непрерывном режиме должна быть порядка 1 Вт. Для метода гомодинного детектирования прежде всего требуется, чтобы длина когерентности источника света была по существу в два раза больше расстояния до объема зондирования, например, 200 м в случае типичных применений для ветровых турбин. Это соответствует полной ширине 100 кГц на полувысоте спектра лазерного излучения при центральной частоте около 200 ТГц. Во-вторых, пространственная когерентность лазерного пучка должна быть близка к той, которую имеет идеальный гауссов пучок, чтобы гарантировалось формирование максимального сигнала биений квадратичным детектором. Сигнал биений связан с разностью частот опорного сигнала и рассеиваемого обратно сигнала, имеющего доплеровский сдвиг. Наконец, относительный шум интенсивности (ОШИ) лазера должен быть ниже сигнала биений на детекторе. Все эти высокие качества обычно встречаются у дорогих объемных лазерах на СО2, например, раскрытых в “Coherent Doppler LIDAR for measurements of wind fields”, Proceedings of IEEE, vol.77, № 3, March 1989, Robert T. Menziez and R. Michael Hardety, или в задающих генераторах с последующим усилителем мощности (усилителем мощности с задающим генератором).
Обычно задающий генератор представляет собой волоконный лазер или диодный лазер во внешней резонаторной установке, а усилитель мощности представляет собой легированное эрбием волокно, накачиваемое диодным модулем накачки большой мощности. Система усилителя мощности с задающим генератором является сложной, с использованием дорогой, объемной, рассредоточенной оптики.
Таким образом, существует необходимость в когерентной лидарной системе, которая может быть основана на недорогом, надежном, интегральном полупроводниковом лазерном узле.
Согласно первому объекту настоящего изобретения упомянутые выше и другие задачи решаются способом определения скорости на основании света, рассеиваемого целью, содержащим этапы, на которых
излучают измерительный пучок электромагнитного излучения и направляют пучок к измерительному объему для освещения цели в измерительном объеме,
формируют опорный пучок,
смешивают опорный пучок со светом, излучаемым от цели в измерительном объеме, освещаемом измерительным пучком, для формирования сигнала скорости, соответствующего скорости цели,
в котором этап излучения измерительного пучка содержит снабжение полупроводниковым лазером для излучения измерительного пучка.
Согласно второму объекту настоящего изобретения упомянутые выше и другие задачи решаются когерентной лидарной системой, содержащей
полупроводниковый лазер для излучения измерительного пучка электромагнитного излучения, направляемого к измерительному объему для освещения цели, такой как частицы, в измерительном объеме,
генератор опорного пучка для формирования опорного пучка, и
детектор для формирования сигнала детектора путем смешения опорного пучка со светом, излучаемым от цели в измерительном объеме, освещаемом измерительным пучком.
Предпочтительно, чтобы когерентная лидарная система содержала процессор сигналов, например процессор сигналов для формирования сигнала скорости, соответствующего скорости цели, на основании сигнала детектора.
Цель может быть любым объектом, способным взаимодействовать со светом, падающим на него, что приводит к излучению света от цели. Целью в измерительном объеме могут быть, например, аэрозоли, такие как капли воды, пыль и т.д., частицы, молекулы, атомы, поверхность объекта, более протяженная, чем ширина измерительного объема, и т.д.
На всем протяжении настоящего раскрытия термин «частицы» включает в себя аэрозоли, молекулы, атомы и т.д.
Процессор сигналов может быть выполнен с возможностью определения температуры в измерительном объеме. Например, процессор сигналов может быть выполнен с возможностью формирования сигнала температуры, соответствующего температуре в измерительном объеме, на основании сигнала детектора.
Процессор сигналов может быть выполнен с возможностью формирования сигнала концентрации, соответствующего концентрации частиц в измерительном объеме, на основании сигнала детектора вместо формирования сигнала скорости, соответствующего скорости цели, на основании сигнала детектора или в сочетании с формированием сигнала скорости.
Согласно осуществлению настоящего изобретения процессор сигналов может быть выполнен с возможностью определения концентрации частиц в измерительном объеме.
Измерение доплеровского сдвига рассеиваемого обратно сигнала из измерительного объема используется для определения скорости частиц. Амплитуда рассеиваемого обратно сигнала с доплеровским сдвигом может использоваться для определения концентрации частиц в измерительном объеме. В соответствии с этим настоящее изобретение можно использовать для измерения концентрации частиц, например пыли. Система, например процессор сигналов, может быть выполнена с возможностью передачи сигнала состояния, показывающего состояние, например, сигнала тревоги, высокого уровня, среднего уровня, низкого уровня и т.д.
В отсутствие потока частиц, то есть при нулевой или очень низкой скорости, доплеровский сдвиг сигнала будет нулевым и амплитуду будет трудно извлекать вследствие наличия других сигналов постоянного тока, поступающих из процесса детектирования. Один путь преодоления этого может быть во введении в систему сдвигающего частоту элемента, например акустооптического модулятора, для сдвига частоты измерительного пучка и/или опорного пучка. Тем самым в принимаемые сигналы может быть добавлено смещение частоты, соответствующее сдвигу частоты, создаваемому сдвигающим частоту элементом. В этом особом случае небольшого или отсутствия потока частиц амплитуда сигнала с нулевым доплеровским сдвигом теперь будет отображаться как амплитуда частотной составляющей, задаваемой сдвигающим частоту элементом.
Согласно третьему объекту настоящего изобретения упомянутые выше и другие задачи решаются способом определения концентрации частиц на основании света, рассеиваемого частицами, содержащим этапы, на которых
излучают измерительный пучок электромагнитного излучения и направляют пучок к измерительному объему для освещения частиц в измерительном объеме,
формируют опорный пучок,
смешивают опорный пучок со светом, излучаемым от частиц в измерительном объеме, освещаемом измерительным пучком, для формирования сигнала концентрации, соответствующего концентрации частиц,
в котором этап излучения измерительного пучка содержит снабжение полупроводниковым лазером для излучения измерительного пучка.
Сигнал детектора, выводимый с детектора, содержит разностную частоту опорного пучка и света, излучаемого от цели, соответствующую доплеровскому сдвигу, создаваемому движением цели в измерительном объеме. Поэтому пиком спектра мощности из сигнала детектора предоставляется информация о средней скорости цели вдоль направления линии визирования лидарной системы, тогда как шириной спектрального распределения (полной шириной на полувысоте) предоставляется информация о распределении скорости. Вследствие этого, в случае измерений скорости ветра, например, по аэрозолям, взвешенным в воздухе и отслеживающим движение ветра, можно извлекать информацию о турбулентности.
В случае, когда средой, находящейся в измерительном объеме, является газ, можно исследовать рэлеевское рассеяние. Рэлеевское рассеяние возникает в результате упругого взаимодействия между возбуждающим световым пучком и молекулами газа. В этом случае ширина доплеровского спектра соответствует температуре газа. Поэтому температуру газов можно измерять на больших расстояниях. Следует отметить, что по сравнению с сигналами, рассеиваемыми обратно от аэрозолей, сигналы рэлеевского рассеяния обычно на порядок меньше по величине и сильно зависят от конкретной газовой составляющей и длины волны возбуждения (рэлеевское рассеяние является функцией длины волны в степени минус 4). Конкретными газовыми составляющими, представляющими интерес, могут быть кислород, азот, диоксид углерода и газы NOx.
Полупроводниковый лазер может быть полупроводниковым плоскостным лазером с внешним вертикальным резонатором (ППЛВВР), предназначенным для излучения пучка большой мощности. В полупроводниковом плоскостном лазере с внешним вертикальным резонатором электромагнитное излучение излучается перпендикулярно к переходу и поверхности диодного кристалла. Полупроводниковый кристалл или прибор, также называемый усилительным кристаллом, может содержать одно полупроводниковое брэгговское зеркало и активную область (область усиления), обычно с несколькими квантовыми ямами (КЯ). Прибор может иметь общую толщину, составляющую всего несколько микрометров. Лазерный резонатор комплектуется внешним зеркалом.
Большая поперечная площадь полупроводникового плоскостного лазера с внешним вертикальным резонатором способствует работе на основной моде и приводит к высокому качеству пучка. Поперечный диаметр пучка составляет порядка 400 мкм. Кроме того, выходной пучок может иметь круговую симметрию с небольшой степенью астигматизма, приводящую к упрощению формирования изображений.
Лазерная активная среда в электромагнитном резонаторе может накачиваться оптически. Оптическая накачка способствует равномерной накачке больших активных областей. Источником оптической накачки может быть, например, светоизлучающий диод повышенной яркости с торцевым излучателем и кристаллом большой площади или линейка лазерных диодов. При накачке диодной линейкой можно получать выходную мощность, составляющую десятки ватт. Использование внешнего резонатора может облегчить получение дифракционно-ограниченного выходного сигнала.
Согласно осуществлению изобретения полупроводниковый лазер представляет собой полупроводниковый лазер переменного сечения (конусный профиль сечения). Вследствие структуры переменного или конусного сечения полупроводниковый лазер переменного сечения обеспечивает высокую выходную мощность на выходной грани большой площади, имеющей, например, ширину около 250 мкм, при высоком качестве пучка, при этом благодаря гребенчатому волноводу на узком конце, имеющему, например, ширину около 3 мкм, лазер переменного сечения образует одномодовый пространственный фильтр.
Когерентная лидарная система также может содержать полупроводниковый усилитель мощности переменного сечения для усиления пучка, излучаемого полупроводниковым лазером, например, полупроводниковый лазер и усилитель типа полупроводникового усилителя мощности с задающим генератором.
Согласно настоящему изобретению недорогая, компактная, надежная когерентная лидарная система с низким энергопотреблением реализована при использовании полупроводникового лазерного узла, например, на основе геометрий диодных лазеров переменного сечения.
В одном осуществлении изобретения узел усилителя мощности с задающим генератором, состоящий из полупроводникового задающего генератора с последующим полупроводниковым усилителем мощности переменного сечения, которые оба реализованы на одной и той же подложке, представляет собой недорогое, надежное решение, идеальное для промышленных применений при небольшой мощности.
В одном осуществлении изобретения полупроводниковым узлом переменного сечения обеспечивается выходная мощность около 1 Вт, даже при длине волны 1,5 мкм, на которой преобразование электронов в фотоны является менее эффективным по сравнению с диапазоном 800 нм. Длина волны 1,5 мкм или более длинная является важной для практического использования лидара, поскольку 1,5 мкм находится в пределах безопасного для глаз диапазона оптического спектра. Требования по безопасности лазера во время работы легче удовлетворяются при работе на безопасной для глаз длине волны.
Кроме того, временная когерентность полупроводниковых лазерных узлов переменного сечения, то есть длина когерентности, является достаточной для применений когерентного лидара. Эта деликатная особенность является существенной для метода гомодинного детектирования, используемого для извлечения рассеиваемого обратно сигнала с доплеровским сдвигом.
Более того, даже если пространственная когерентность полупроводниковых приборов переменного сечения неидеальна по сравнению с дифракционно-ограниченным гауссовым пучком, излучение лазерного узла является достаточно качественным для использования в лидарной системе. При пространственной фильтрации опорного пучка можно удалять или ослаблять негауссовы пространственные составляющие опорного пучка, которые в противном случае могут приводить к снижению отношения сигнал/шум сигнала детектора. В одном осуществлении пространственную фильтрацию выполняют в плоскости Фурье, где гауссова часть легко изолируется пространственно.
В одном осуществлении изобретения при работе лидарной системы сигнал обратной связи подается на лазерный узел непосредственно с детектора. В случае, когда лазерный узел не работает в одночастотном режиме, длина когерентности резко изменяется. В результате доплеровский сигнал лидара пропадает. Путем подстройки, например, температуры или тока лазерного узла одночастотную работу можно восстанавливать и к тому же оптимизировать при максимизации измеряемого доплеровского сигнала. Следует отметить, что длина когерентности лазерного узла очень чувствительна даже к небольшим изменениям задаваемых параметров. В другом осуществлении шумовой сигнал с детектора используется для обнаружения характеристик лазера. Замечено, что шум лазерного узла значительно возрастает при уменьшении сигнала лидара. Считается, что уменьшение сигнала лидара обусловлено многомодовым режимом работы лазерного узла. Тонкой подстройкой параметров лазера, например тока или температуры, сигнал лидара можно повысить или повторно оптимизировать. Кроме того, сигнал измерителя постоянного тока можно использовать для управления, поскольку переход от предпочтительного одночастотного режима к многомодовой работе сопровождается изменением значения мощности постоянного тока лазерного узла. Поэтому, воспринимая сигнал постоянного тока с измерителя, можно получать сигнал управления. В еще одном осуществлении лазерный узел активно или пассивно синхронизирован с внешним резонатором для стабилизации частоты лазера.
В соответствии с настоящим изобретением можно реализовывать многочисленные различные когерентные лидарные системы, например когерентный бистатический лидар.
Упомянутые выше и другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут полностью очевидными для специалистов в данной области техники из следующего подробного описания примеров осуществления его при обращении к сопровождающим чертежам, на которых:
фиг.1 - схематичный вид одного осуществления изобретения;
фиг.2 - схематичный вид полупроводникового диодного лазера с внешним резонатором;
фиг.3 - схематичный вид другого осуществления изобретения;
фиг.4 - схематичный вид осуществления изобретения, включающего в себя точечную диафрагму;
фиг.5 - схематичный вид осуществления изобретения, включающего в себя систему обратной связи;
фиг.6 - схематичный вид еще одного осуществления изобретения;
фиг.7 - схематичный вид осуществления из фиг.6 с добавленным клиновидным элементом обратной связи;
фиг.8 - схематичный вид еще одного осуществления изобретения;
фиг.9 - график спектра мощности полупроводникового усилителя мощности с задающим генератором; и
фиг.10 - график спектра доплеровских частот, измеренного для случая осуществления из фиг.6.
Для ясности чертежи выполнены схематичными и упрощенными и на них показаны только те детали, которые являются существенными для понимания изобретения, тогда как прочие детали опущены. Повсюду одни и те же позиции использованы для идентичных или соответствующих частей.
Теперь ниже настоящее изобретение будет описано более полно с обращением к сопровождающим чертежам, на которых показаны примеры осуществлений изобретения. Однако изобретение может быть реализовано в различных вариантах и не должно толковаться как ограниченное осуществлениями, изложенными в этой заявке. Точнее, эти осуществления представлены так, что это раскрытие является полным и законченным, а для специалистов в данной области техники полностью выражает концепцию изобретения.
На фиг.1 схематично показан когерентный лидар согласно одному предпочтительному осуществлению изобретения. Полупроводниковый лазер 1 излучает первый когерентный световой пучок 4 с высоким пространственным и спектральным качеством пучка. Накачка полупроводникового лазера осуществляется током, подводимым с помощью электрода 27.
Высокое пространственное качество, то есть гауссов профиль пучка, получается благодаря поддержанию небольших поперечных размеров резонатора полупроводникового лазера 1, обычно порядка 1 на 5 мкм. Если поперечные размеры резонатора увеличивать, чтобы повышать выходную мощность излучения в пучке 4, то в конечном счете пучок 4 станет многомодовым, соответственно менее высокого пространственного качества, существенной характеристики для когерентных лидаров. Если ток, подводимый к электроду 27, непрерывно повышать, получающееся в результате возрастание интенсивности излучения лазера 1 будет способствовать разрушению лазера. Поэтому выходная мощность диодного лазера с единственной поперечной модой обычно ограничена величиной 200 Вт. Для дополнительного повышения выходной мощности добавлен полупроводниковый усилитель 22 мощности переменного или конусного сечения. Ток для этого устройства подводится по электроду 26. Путем расчета усилительной структуры переменного сечения соответственно углу расхождения выходного пучка 4 можно значительно усилить выходной пучок 4 при сохранении качества пучка лазера 1. Обычно измерительный пучок 14 представляет собой дифракционно-ограниченный в 1,3-2 раза гауссов пучок. Поскольку поперечные размеры усилителя увеличиваются, по мере того как лазерный пучок 4 распространяется через усилитель переменного сечения, интенсивность света может поддерживаться на безопасном уровне, потому что интенсивность сохраняется низкой. Исходя из того, что поперечные размеры волновода являются постоянными (1 на 5 мкм), усилитель переменного сечения на выходной грани имеет широкую выходную апертуру, 1 на 200 мкм. После усиления выходная мощность излучения в пучке 4 из лазера составляет порядка 1 Вт, что соответствует применениям когерентного лидара.
Путем дополнительного включения частотно-избирательных элементов 28а и 28b в полупроводниковую лазерную структуру лазера 1 из показанного осуществления количество продольных мод колебаний лазера можно уменьшить до всего одной. Частотные элементы могут быть распределенными решетками, показанными на фиг.1, а также, например, эталонами. Посредством них ширину линии (спектр полной ширины на полувысоте) лазера 1 можно резко уменьшать от около 1000 ГГц до около 100 кГц, что соответствует длине когерентности порядка 1 км. Эта длина когерентности хорошо соответствует применению когерентного лидара. Кроме того, в осуществлении, показанном на фиг.1, решетки 28а и 28b служат зеркалами для лазера 1. При соответствующем проектировании решетки 28а можно также формировать опорный пучок 23. Этот пучок 23 направлен к детектору 11. Таким образом, в показанном осуществлении лазер 1 также генерирует опорный пучок 23.
На всем протяжении настоящего раскрытия показанный источник света означает полупроводниковый усилитель мощности с задающим генератором. Полупроводниковый лазер 1 образует задающий генератор (ЗГ), а полупроводниковый усилитель 22 переменного сечения образует усилитель мощности (УМ) переменного сечения. Для образования интегрального лазерного узла лазер 1, а также усилитель 22 переменного сечения можно собирать на одной подложке 21. Размеры собранного лазерного узла, включая держатель подложки, составляют порядка 4×6×8 мм. Лазерный узел можно изготавливать, используя технологию производства больших полупроводниковых пластин.
Измерительный пучок 14 фокусируют на измерительный объем 15, используя изображающую оптику 20. Изображающая оптика 20 может быть телескопом Галилея или Кеплера. Когда (движущиеся) цели в измерительном объеме 15 освещаются измерительным пучком 14, цели излучают небольшое количество света 24 к детектору 11 когерентного лидара. Если цели представляют собой аэрозоли, отражаемый или рассеиваемый обратно свет имеет мощность порядка 1 ПВт при освещении измерительным пучком 14 мощностью 1 Вт.
Затем отражаемый обратно свет 24 проходит через изображающую оптику 20, усилитель 22 переменного сечения и лазер 1. Поскольку лазер 1 представляет собой волновод, поддерживающий только единственную поперечную пространственную моду, то отражаемый обратно пучок теперь пространственно фильтруется. Затем пространственно фильтрованный пучок 25 смешивается с опорным пучком 23 оптическим детектором 11 с формированием измерительного сигнала. Следует отметить, что отражаемый обратно пучок также усиливается во время прохождения усилителя 22 и лазера 1. Измерительный сигнал содержит спектральные составляющие, соответствующие разностной частоте между измерительным пучком 14 и отражаемым обратно пучком 24. Разностная частота соответствует доплеровской частоте целей в измерительном объеме 15, движущихся относительно когерентного лидара. Путем обработки измерительного сигнала с использованием процессора сигналов можно вычислять соответствующие скорости целей.
В показанном осуществлении два пространственно фильтрованных пучка 23 и 24 смешиваются на детекторе. Тем самым другие пространственные составляющие пучков, создаваемых лазерным узлом, которые не являются полностью дифракционно-ограниченными, ослабляются или удаляются пространственной фильтрацией, так что нежелательные помеха и шум в сигнале детектора снижаются, вследствие чего повышается отношение сигнал/шум сигнала детектора.
На фиг.2 схематично показано осуществление изобретения с полупроводниковым лазерным источником света, работающим в автодинной конфигурации, где свет, рассеиваемый обратно от цели в измерительном объеме 15, передается обратно в полупроводниковый лазер и вследствие этого изменяет выходную мощность полупроводникового лазера, которую можно контролировать на заднем конце лазера. Поэтому в показанном осуществлении полупроводниковый лазер 22 переменного сечения взаимодействует с внешним резонатором, образованным между дифракционным оптическим элементом 29, таким как голографический оптический элемент 29, который выполнен с возможностью отражения небольшой части света 23 к детектору 11 для контроля упомянутых выше изменений и отражения остальной части 33 света обратно к другому отражателю внешнего резонатора, образованному имеющей покрытие выходной гранью 32 лазера 22 переменного сечения. Вследствие структуры переменного сечения полупроводниковый лазер 22 переменного сечения обеспечивает высокую выходную мощность на выходной грани большой площади, например, имеющей ширину около 250 мкм, при высоком качестве пучка, поскольку гребенчатый волновод на узком конце 31, например, имеющий ширину около 3 мкм, лазера 22 переменного сечения образует одномодовый пространственный фильтр. Линза 30 коллимирует свет 33. Процессор сигналов выполнен с возможностью извлечения доплеровской частоты из контрольного сигнала 23.
На фиг.3 схематично показано осуществление изобретения, включающее в себя одномодовый полупроводниковый лазер 1. Оптическое выходное излучение лазера 1 коллимируется линзовой системой 34. Получающееся коллимированное оптическое выходное излучение 4 является p-поляризованным и частично передается через расщепитель 5 пучка. Расщепитель 5 пучка имеет окно Брюстера, которое имеет покрытие, для передачи p-поляризованного света из полупроводникового лазера 1 и для отражения s-поляризованного света, чтобы формировать опорный пучок 9, и следовательно, расщепитель 5 пучка также функционирует как генератор опорного пучка. Четвертьволновая двулучепреломляющая оптическая пластинка (непоказанная) расположена после расщепителя 5 пучка для преобразования проходящего p-поляризованного света в свет с круговой поляризацией, чтобы формировать измерительный пучок 14. Телескоп 20 фокусирует измерительный пучок 14 на измерительный объем 15 с целью, в настоящем примере образованной частицами, взвешенными в воздухе. Частицы рассеивают в обратном направлении свет с круговой поляризацией, который принимается тем же самым телескопом 20, также используемым в передающей части, и передается обратно к четвертьволновой пластинке, которая преобразует свет с круговой поляризацией в s-поляризованный свет для отражения окном Брюстера к детектору 11. Еще одна четвертьволновая пластинка (непоказанная) преобразует s-поляризованный свет, отражаемый от расщепителя 5 пучка, в свет с круговой поляризацией, а отражатель 8 отражает опорный пучок 9 обратно через четвертьволновую пластинку, которая преобразует свет с круговой поляризацией в s-поляризованный свет для передачи через расщепитель пучка к детектору 11. Детектор 11 смешивает опорный пучок 9 с рассеиваемым обратно светом от частиц, а процессор 16 сигналов извлекает разностную частоту, то есть доплеровскую частоту, и преобразует разностную частоту в составляющую скорости частиц в направлении измерительного пучка, которая предполагается идентичной составляющей скорости ветра в направлении измерительного пучка.
Преимущества этой системы являются многочисленными, например, только один полупроводниковый лазер требуется для генерации достаточной оптической мощности, необходимой для обнаружения доплеровского сигнала. Комбинация поляризующего расщепителя 5 пучка и четвертьволновых пластинок (непоказанных) также действует как объединитель пучков для направления опорного пучка 9 и принимаемого сигнального пучка к детектору 11.
На фиг.4 схематично показано еще одно осуществление изобретения, аналогичное осуществлению из фиг.3, за исключением того, что в осуществлении из фиг.4 к тому же имеется точечная диафрагма 35. На оптическом выходе полупроводникового лазера 1 не образуется чисто гауссова мода ТЕМ00. В гомодинной системе смешения, использованной в показанном осуществлении, только гауссова часть пучков вносит вклад в обнаружение доплеровского сигнала. Поэтому пространственная фильтрация выходного оптического излучения лазера является полезной. Обычно пространственную фильтрацию выходного оптического излучения лазера можно выполнять, фокусируя свет на оптическое волокно или используя линзу и точечную диафрагму в качестве пространственного фильтра. В показанном осуществлении пространственная фильтрация излучаемого измерительного пучка выполняется по существу телескопом 20. В области фокусировки фокусирующего телескопа 20 телескоп работает как оптический блок преобразования Фурье, который формирует сфокусированный измерительный объем только по гауссовой части выходного излучения лазера. Более высокие пространственные негауссовы частоты локализуются за пределами центра этого измерительного объема и не вносят вклада в оптический сигнал, принимаемый телескопом. Опорный пучок 9, получаемый непосредственно из выходного оптического излучения лазера, пространственно фильтруется благодаря использованию согласованного сочетания фокусного расстояния фокусирующей линзы 10 (непоказанной) и размера точечной диафрагмы 35. Линза 10 действует как линза пространственного преобразования Фурье в случае, когда точечная диафрагма 35 расположена в фокальной плоскости линзы. При выборе площади точечной диафрагмы 35, равной размеру центральной гауссовой части преобразования Фурье опорного пучка 9, только эта часть пучка 9 будет взаимодействовать с сигнальным пучком и вносить вклад в обнаруживаемый доплеровский сигнал. Более высокие пространственные частоты будут попадать за пределы точечной диафрагмы 35 и не будут обнаруживаться, и не будут мешать процессу обнаружения.
На фиг.5 схематично показано осуществление изобретения, аналогичное осуществлению из фиг.3 или фиг.4, за исключением того, что в осуществлении из фиг.5 к тому же имеется выход 36 управления с процессора 16 для регулирования управляющих параметров полупроводникового лазерного узла, таких как ток питания, температура и т.д., или любого сочетания управляющих параметров во время работы лидарной системы, например, в ответ на сигнал детектора. Например, когда лазерный узел не работает в одночастотном режиме, длина когерентности резко изменяется. В результате доплеровский сигнал лидара пропадает. Подстройкой, например, температуры или тока лазерного узла 1 одночастотную работу можно восстановить и к тому же оптимизировать при максимизации измеряемого доплеровского сигнала. Следует отметить, что длина когерентности лазерного узла очень чувствительна даже к небольшим изменениям задаваемых параметров.
На фиг.6 схематично показано осуществление изобретения, включающее в себя одномодовый полупроводниковый лазер 1. Оптическое выходное излучение лазера 1 коллимируется в обоих направлениях линзой 2 и цилиндрической линзой 3. Получающееся в результате коллимированное оптическое выходное излучение 4 является линейно TM-поляризованным и полностью проходит через поляризующий расщепитель 5 пучка. Четвертьволновая пластинка 6 поворачивает проходящее оптическое выходное излучение до состояния круговой поляризации. Для исключения обратных отражений, достигающих лазера, четвертьволновая пластинка 6 слегка наклонена. Поверхность 7 частично отражающего опорного окна 8 имеет покрытие для обратного отражения определенной процентной части выходного оптического излучения лазера. Отражаемый обратно пучок проходит в обратном направлении через четвертьволновую пластинку 6, где он становится линейно TE-поляризованным. Этот TE-поляризованный пучок полностью отражается поверхностью поляризующего расщепителя 5 пучка и образует опорный пучок 9. Опорный пучок 9 фокусируется линзой 10 на детектор 11. Основная процентная часть выходного оптического излучения лазера проходит в виде света с круговой поляризацией через опорное окно 8 и расширяется и фокусируется линзами 12 и 13 телескопа. Излучаемый измерительный пучок 14 фокусируется на измерительный объем 15 (непоказанный). Фокусным расстоянием телескопа для системы задается дистанция измерения. Частицы или аэрозоли в измерительном объеме 15 имеют составляющую скорости, направленную вдоль пути распространения излучаемого измерительного пучка 14. Рассеянный обратно и несущий сигнал с доплеровским сдвигом пучок из измерительного объема принимается тем же самым телескопом (линзами 13 и 12), также используемым в передающей части, и проходит обратно через опорное окно 8 и дальше через четвертьволновую пластинку 6, которая, в свою очередь, изменяет состояние поляризации светового сигнального пучка, чтобы он стал TE-поляризованным. Кроме того, поляризующий расщепитель пучка полностью отражает принимаемый световой сигнальный пучок так, чтобы он точно совместился с опорным пучком 9 и следовал вместе с ним через фокусирующую линзу 10, которая фокусирует оба пучка на детектор 11. Поверхность детектора слегка наклонена для исключения обратного распространения любых обратных отражений в оптический путь системы. Принимаемый оптический сигнал и опорный пучок образуют изменяющийся во времени оптический интерференционный сигнал на поверхности детектора, который в добавление к процессу детектирования на детекторе обеспечивает гомодинное детектирование доплеровской частоты принимаемого сигнала. Средство детектирования преобразует оптический сигнал в электрический доплеровский сигнал. Электрический доплеровский сигнал с детектора 11 дополнительно усиливается и подвергается анализу Фурье в процессоре 16 сигналов.
Преимущества этой системы являются многочисленными. Только один полупроводниковый лазер требуется для генерации достаточной оптической мощности, необходимой для обнаружения доплеровского сигнала. Комбинация поляризующего расщепителя 5 пучка и четвертьволновой пластинки 6 действует как устройство направления пучков, предназначенное для направления всей оптической мощности из опорного пучка 9 и принимаемого сигнального пучка к детектору 11. Кроме того, та же самая комбинация поляризующего расщепителя 5 пучка и четвертьволновой пластинки 6 действует как оптический вентиль, который предотвращает распространение любой возвращающейся оптической мощности к лазеру 1. На оптическом выходе полупроводникового лазера 1 не образуется чисто гауссова мода ТЕМ00. В гомодинной системе смешения, представленной здесь, только гауссова часть пучков вносит вклад в детектирование доплеровского сигнала. Поэтому пространственная фильтрация выходного оптического излучения лазера является необходимой. Обычно пространственную фильтрацию выходного оптического излучения лазера можно выполнять, фокусируя свет в оптическое волокно или используя линзу и точечную диафрагму в качестве пространственного фильтра. Однако пространственная фильтрация выходного оптического излучения лазера по существу встроена в конструкцию следующим образом. При рассмотрении излучаемого измерительного пучка в области фокусировки фокусирующего телескопа (линзы 12 и 13) можно видеть, что телескоп работает как оптический блок преобразования Фурье, который формирует сфокусированный измерительный объем только по гауссовой части выходного излучения лазера. Более высокие пространственные негауссовы частоты локализуются за пределами центра этого измерительного объема и впоследствии не вносят вклада в оптический сигнал, принимаемый телескопом. Опорный пучок 9, получаемый непосредственно из выходного оптического излучения лазера, пространственно фильтруется благодаря использованию согласованного сочетания фокусного расстояния фокусирующей линзы 10 и размера области детектора 11. Линза 10 действует как линза пространственного преобразования Фурье в случае, когда область детектора 11 расположена в фокальной плоскости линзы. При выборе области детектора, равной размеру центральной гауссовой части преобразования Фурье опорного пучка, только эта часть пучка будет взаимодействовать с сигнальным пучком и вносить вклад в обнаруживаемый доплеровский сигнал. Более высокие пространственные частоты будут попадать за пределы области детектора и не будут детектироваться, и не будут мешать процессу детектирования.
На фиг.7 схематично показана лидарная система согласно еще одному осуществлению настоящего изобретения. Принцип является таким же, как и на фиг.6, за исключением того, что опорный пучок создается при замене опорного окна клином 8, при этом, чтобы опорный пучок 9 формировался, первая поверхность 7 клина имеет покрытие для обратного отражения определенной процентной части выходного оптического излучения лазера. Преимущество этой системы заключается в исключении обратных отражений от второй поверхности опорного окна. Тем самым фактическая мощность оптического опорного пучка может точно контролироваться.
На фиг.8 схематично показана лидарная система согласно еще одному осуществлению настоящего изобретения. Принцип является таким же, как и на фиг.6, за исключением того, что опорный пучок создается плоской поверхностью 7 на первой линзе в телескопе, которая имеет покрытие для обратного отражения определенной процентной части выходного оптического излучения лазера, чтобы формировать опорный пучок 9. Преимуществом этой системы является упрощение вследствие небольшого количества оптических компонентов. Однако недостаток этой системы заключается в том, что если большую линзу телескопа 12 не перемещать, телескоп необходимо фиксировать на заранее установленную дистанцию измерения.
На фиг.9 представлен график спектра мощности полупроводникового усилителя мощности с задающим генератором, используемого в осуществлении настоящего изобретения. На полувысоте он имеет полную ширину 100 кГц, что соответствует длине когерентности около 900 м.
На фиг.10 представлен график спектра доплеровских частот, измеренного для осуществления из фиг.6. Доплеровская частота преобразована в скорость ветра, которая нанесена на график по оси x, а мощность сигнала нанесена на график по оси y. Измерительный пучок фокусировали в дневное время на расстояние 40 м при низкой скорости ветра.
Каждое из раскрытых осуществлений можно модифицировать, чтобы включить первое оптическое волокно для передачи измерительного пучка от источника света к телескопу и второе оптическое волокно для передачи света, излучаемого от цели в измерительном объеме, к детектору, при этом место нахождения телескопа может быть физически удалено от источника света и детектора, и других компонентов лидарной системы. Первое и второе оптические волокна можно объединить в одно оптическое волокно. Кроме того, показанные оптические компоненты можно заменить соответствующими волоконно-оптическими компонентами. Например, расщепители 5 пучка на фигурах 3-8 можно заменить волоконно-оптическим устройством ввода-вывода.

Claims (39)

1. Когерентная лидарная система, содержащая
полностью полупроводниковый лазерный узел для излучения измерительного пучка электромагнитного излучения, направляемого к измерительному объему для освещения частиц в измерительном объеме,
генератор опорного пучка для формирования опорного пучка,
детектор для формирования сигнала детектора путем смешения опорного пучка со светом, излучаемым от частиц в измерительном объеме, освещаемом измерительным пучком, и
процессор сигналов для формирования сигнала скорости, соответствующего скорости частиц, на основании сигнала детектора.
2. Когерентная лидарная система по п.1, в которой процессор сигналов дополнительно выполнен с возможностью определения скорости ветра.
3. Когерентная лидарная система по п.1 или 2, в которой процессор сигналов дополнительно выполнен с возможностью определения турбулентности в измерительном объеме.
4. Когерентная лидарная система по п.1, в которой процессор сигналов дополнительно выполнен с возможностью определения температуры в измерительном объеме.
5. Когерентная лидарная система по п.1, в которой процессор сигналов выполнен с возможностью формирования сигнала концентрации, соответствующего концентрации частиц в измерительном объеме, на основании сигнала детектора.
6. Когерентная лидарная система по п.1, в которой процессор сигналов выполнен с возможностью определения концентрации частиц в измерительном объеме.
7. Когерентная лидарная система по п.1, дополнительно содержащая оптическое волокно для передачи измерительного пучка между полностью полупроводниковым лазерным узлом и оптическим выходом лидарной системы.
8. Когерентная лидарная система по п.1, в которой полностью полупроводниковый лазерный узел содержит полупроводниковый лазер переменного сечения.
9. Когерентная лидарная система по п.1, в которой полностью полупроводниковый лазерный узел содержит полупроводниковый лазер и полупроводниковый усилитель мощности переменного сечения для усиления пучка, излучаемого полупроводниковым лазером.
10. Когерентная лидарная система по п.9, в которой полупроводниковый лазер является типичным образцом полупроводникового усилителя мощности с задающим генератором.
11. Когерентная лидарная система по п.10, в которой лазер типа полупроводникового усилителя мощности с задающим генератором содержит полупроводниковый кристалл с задающим генератором с распределенной обратной связью и полупроводниковым усилителем мощности переменного сечения.
12. Когерентная лидарная система по п.1, в которой генератор опорного пучка представляет собой расщепитель пучка для разделения пучка, излучаемого полностью полупроводниковым лазерным узлом, на опорный пучок и измерительный пучок, направляемый к измерительному объему.
13. Когерентная лидарная система по п.1, в которой генератор опорного пучка представляет собой полностью полупроводниковый лазерный узел, который выполнен с возможностью излучения опорного пучка и измерительного пучка.
14. Когерентная лидарная система по п.1, дополнительно содержащая пространственный фильтр для фильтрации опорного пучка, благодаря чему ослабляются негауссовы пространственные составляющие опорного пучка.
15. Когерентная лидарная система по п.14, дополнительно содержащая линзу Фурье, расположенную на пути распространения опорного пучка, и в которой пространственный фильтр расположен в плоскости Фурье линзы Фурье для ослабления негауссовых пространственных составляющих опорного пучка.
16. Когерентная лидарная система по п.14 или 15, в которой пространственный фильтр содержит апертуру, размер которой согласован с размером детектора.
17. Когерентная лидарная система по п.1, дополнительно содержащая объединитель пучков для объединения опорного пучка со светом, излучаемым от цели.
18. Когерентная лидарная система по п.17, в которой измерительный пучок является р-поляризованным, а расщепитель пучка и объединитель пучков представляют собой один блок, содержащий
окно Брюстера, которое имеет покрытие для пропускания р-поляризованного света от полностью полупроводникового лазерного узла и для отражения s-поляризованного света,
четвертьволновую двулучепреломляющую оптическую пластинку для преобразования р-поляризованного света в свет круговой поляризации, чтобы формировать измерительный пучок и преобразовывать свет с круговой поляризацией от частиц в s-поляризованный свет для отражения окном Брюстера, и при этом
расщепитель пучка содержит отражатель для отражения части измерительного пучка, чтобы формировать опорный пучок, и для направления опорного пучка обратно через четвертьволновую пластинку для отражения к детектору.
19. Когерентная лидарная система по п.1, в которой полностью полупроводниковый лазерный узел выполнен управляемым в ответ на сигнал с детектора для оптимизации выходной мощности полностью полупроводникового лазерного узла.
20. Когерентная лидарная система по п.1, содержащая устройство очистки пучка с одномодовым волокном, формирующим измерительный пучок.
21. Когерентная лидарная система по п.20, в которой устройство очистки пучка содержит фокусирующую линзу, точечную диафрагму и коллимирующую линзу.
22. Когерентная лидарная система по п.1, содержащая сдвигающий частоту элемент для сдвига частоты измерительного пучка или опорного пучка.
23. Ветровая турбина, содержащая когерентную лидарную систему по любому из предшествующих пунктов.
24. Парусное судно, содержащее когерентную лидарную систему по любому из пп.1-22.
25. Способ определения скорости частиц на основании света, рассеиваемого частицами, содержащий этапы, на которых
излучают измерительный пучок электромагнитного излучения и направляют пучок к измерительному объему для освещения частиц в измерительном объеме,
формируют опорный пучок,
смешивают опорный пучок со светом, излучаемым от частиц в измерительном объеме, освещаемом измерительным пучком, для формирования сигнала скорости, соответствующего скорости частиц,
в котором этап излучения измерительного пучка содержит снабжение полностью полупроводниковым лазерным узлом для излучения измерительного пучка.
26. Способ по п.25, в котором этап формирования опорного пучка содержит этап разделения пучка, излучаемого полностью полупроводниковым лазерным узлом, на опорный пучок и измерительный пучок, направляемый к измерительному объему.
27. Способ по п.25, в котором этап формирования опорного пучка содержит этап снабжения полностью полупроводниковым лазерным узлом, который выполнен с возможностью излучения опорного пучка и измерительного пучка.
28. Способ по любому из пп.25-27, дополнительно содержащий этап смешения опорного пучка со светом, излучаемым от частиц в измерительном объеме, освещаемом измерительным пучком, для формирования сигнала температуры, соответствующего температуре в измерительном объеме.
29. Способ по любому из пп.25-27, дополнительно содержащий этап смешения опорного пучка со светом, излучаемым от частиц в измерительном объеме, освещаемом измерительным пучком, для формирования сигнала концентрации, соответствующего концентрации частиц в измерительном объеме.
30. Способ по любому из пп.25-27, дополнительно содержащий этап пространственной фильтрации опорного пучка, благодаря чему ослабляются негауссовы пространственные составляющие опорного пучка.
31. Способ по любому из пп.25-27, дополнительно содержащий этап выполнения очистки пучка путем снабжения одномодовым волокном, формирующим измерительный пучок.
32. Способ по п.23, дополнительно содержащий этап регулирования шага лопастей ветровой турбины в ответ на определенный сигнал скорости.
33. Способ по п.24, дополнительно содержащий этап дифферентовки парусного судна в ответ на определенный сигнал скорости.
34. Способ определения концентрации частиц на основании света, рассеиваемого частицами, содержащий этапы, на которых
излучают измерительный пучок электромагнитного излучения и направляют пучок к измерительному объему для освещения частиц в измерительном объеме, формируют опорный пучок,
смешивают опорный пучок со светом, излучаемым от частиц в измерительном объеме, освещаемом измерительным пучком, для формирования сигнала концентрации, соответствующего концентрации частиц,
в котором этап излучения измерительного пучка содержит обеспечение полностью полупроводникового лазерного узла для излучения измерительного пучка.
35. Способ по п.34, в котором этап формирования опорного пучка содержит этап разделения пучка, излучаемого полностью полупроводниковым лазерным узлом, на опорный пучок и измерительный пучок, направляемый к измерительному объему.
36. Способ по п.34, в котором этап формирования опорного пучка содержит этап обеспечения полностью полупроводникового лазерного узла, который выполнен с возможностью излучения опорного пучка и измерительного пучка.
37. Способ по любому из пп.34-36, дополнительно содержащий этап пространственной фильтрации опорного пучка, благодаря чему ослабляются негауссовы пространственные составляющие опорного пучка.
38. Способ по любому из пп.34-36, дополнительно содержащий этап выполнения очистки пучка путем снабжения одномодовым волокном, формирующим измерительный пучок.
39. Способ по любому из пп.34-36, дополнительно содержащий этап излучения сигнала состояния в ответ на определенный сигнал концентрации.
RU2010118321/28A 2007-10-09 2008-10-08 Когерентная лидарная система на основе полупроводникового лазера и усилителя RU2484500C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA200701457 2007-10-09
DKPA200701457 2007-10-09
DKPA200800721 2008-05-26
DKPA200800721 2008-05-26
PCT/DK2008/000350 WO2009046717A2 (en) 2007-10-09 2008-10-08 Coherent lidar system based on a semiconductor laser and amplifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010118321A RU2010118321A (ru) 2011-11-20
RU2484500C2 true RU2484500C2 (ru) 2013-06-10

Family

ID=40012300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010118321/28A RU2484500C2 (ru) 2007-10-09 2008-10-08 Когерентная лидарная система на основе полупроводникового лазера и усилителя

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8891069B2 (ru)
EP (1) EP2212717B1 (ru)
JP (2) JP2011503526A (ru)
CN (2) CN101849196A (ru)
ES (1) ES2539119T3 (ru)
RU (1) RU2484500C2 (ru)
WO (1) WO2009046717A2 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597144C1 (ru) * 2015-07-17 2016-09-10 Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") Способ дистанционного зондирования земли
RU2610905C2 (ru) * 2015-06-09 2017-02-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук (ИОФ РАН) Лазерный измеритель скорости и/или перемещения малоразмерных объектов в местах с ограниченным доступом
RU2660390C1 (ru) * 2017-06-15 2018-07-06 Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) Система импульсной лазерной локации
RU198732U1 (ru) * 2019-11-27 2020-07-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) Устройство оптической задержки для сдвигового поляроинтерферометра
RU198942U1 (ru) * 2020-04-30 2020-08-04 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Лазерный излучатель

Families Citing this family (82)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7920251B2 (en) * 2007-09-24 2011-04-05 Laser Technology, Inc. Integrated still image, motion video and speed measurement system
GB2461532A (en) 2008-07-01 2010-01-06 Vestas Wind Sys As Sensor system and method for detecting deformation in a wind turbine component
GB2461566A (en) 2008-07-03 2010-01-06 Vestas Wind Sys As Embedded fibre optic sensor for mounting on wind turbine components and method of producing the same.
GB2463696A (en) 2008-09-22 2010-03-24 Vestas Wind Sys As Edge-wise bending insensitive strain sensor system
US8125622B2 (en) * 2009-07-28 2012-02-28 Applied Concepts, Inc. Lidar measurement device with target tracking and method for use of same
US8441622B2 (en) 2009-07-28 2013-05-14 Applied Concepts, Inc. Lidar measurement device for vehicular traffic surveillance and method for use of same
GB2472437A (en) 2009-08-06 2011-02-09 Vestas Wind Sys As Wind turbine rotor blade control based on detecting turbulence
US8508721B2 (en) * 2009-08-18 2013-08-13 The Boeing Company Multifunction aircraft LIDAR
FR2951275B1 (fr) * 2009-10-09 2012-11-02 Epsiline Dispositif de mesure de la vitesse du vent
CN101825710A (zh) * 2009-12-24 2010-09-08 哈尔滨工业大学 一种2μm全光纤相干激光多普勒测风雷达系统
CN101825713A (zh) * 2009-12-24 2010-09-08 哈尔滨工业大学 一种2μm全光纤相干激光多普勒测风雷达系统
CN101923159A (zh) * 2009-12-24 2010-12-22 哈尔滨工业大学 一种2μm相干激光测风雷达离轴卡塞格伦光学天线系统
GB2477529A (en) * 2010-02-04 2011-08-10 Vestas Wind Sys As A wind turbine optical wind sensor for determining wind speed and direction
EP2603811B1 (en) 2010-08-09 2016-08-17 Technical University of Denmark Vector velocimeter
EP2589982A1 (de) * 2011-11-03 2013-05-08 Leica Geosystems AG Laserdiode als Interferometer-Laserstrahlquelle in einem Lasertracker
US9026278B2 (en) * 2011-12-23 2015-05-05 Optical Air Data Systems, Llc LDV system for measuring wind at high altitude
US9784840B2 (en) 2012-03-23 2017-10-10 Windar Photonics A/S Multiple directional LIDAR system
FR2988849B1 (fr) * 2012-03-29 2015-01-09 Thales Sa Systeme et procede d'anemometrie laser
FR2989466B1 (fr) 2012-04-16 2014-04-11 Epsiline Dispositif de determination de la vitesse du vent comportant une pluralite de sources laser
US20130311013A1 (en) * 2012-05-16 2013-11-21 Optical Air Data Systems, Llc Measurement Assisted Aerodynamic State Estimator
CN102721967A (zh) * 2012-06-21 2012-10-10 中国人民解放军电子工程学院 基于风场扰动类型的空中目标发现方法
US9383753B1 (en) 2012-09-26 2016-07-05 Google Inc. Wide-view LIDAR with areas of special attention
US10598769B2 (en) 2013-05-06 2020-03-24 Danmarks Tekniske Universitet Coaxial direct-detection LIDAR-system
CN103472458B (zh) * 2013-09-16 2015-04-15 中国科学院上海光学精密机械研究所 基于声光扫描的三维视频激光雷达系统
GB2518454A (en) * 2013-09-24 2015-03-25 St Microelectronics Res & Dev Improvements in or relating to proximity sensors
WO2015058209A1 (en) 2013-10-18 2015-04-23 Tramontane Technologies, Inc. Amplified optical circuit
CN103926022B (zh) * 2014-04-25 2016-09-14 西北核技术研究所 一种气体温度测量装置及方法
FR3028958B1 (fr) * 2014-11-25 2016-12-30 Leosphere Lidar pulse a amplificateur optique a semi-conducteur
CN104717019B (zh) * 2015-01-26 2017-10-17 电子科技大学 一种可加载径向辐射光源的高精度准直光学天线发射系统
DE102015004272B4 (de) * 2015-04-07 2019-05-29 Metek Meteorologische Messtechnik Gmbh Störlicht-tolerantes Lidar-Messsystem und Störlicht-tolerantes Lidar-Messverfahren
US10794998B2 (en) * 2015-06-29 2020-10-06 University Corporation For Atmospheric Research Diode laser based high spectral resolution lidar
JPWO2017010176A1 (ja) * 2015-07-14 2018-04-26 コニカミノルタ株式会社 レーザレーダ装置
US10120101B2 (en) * 2015-07-27 2018-11-06 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and systems using an optical receiver and electro-optic methods to transmit data from integrated computational elements
JP6894082B2 (ja) 2015-09-28 2021-06-23 バラジャ ピーティーワイ リミテッドＢａｒａｊａ Ｐｔｙ Ｌｔｄ 空間プロファイリングシステムおよび方法
KR102547651B1 (ko) * 2016-09-20 2023-06-26 이노비즈 테크놀로지스 엘티디 Lidar 시스템 및 방법
CN110168430B (zh) 2016-11-16 2022-08-23 博莱佳私人有限公司 光束定向器
US10502618B2 (en) * 2016-12-03 2019-12-10 Waymo Llc Waveguide diffuser for light detection using an aperture
EP3555663A4 (en) 2016-12-16 2020-08-12 Baraja Pty Ltd. ESTIMATION OF THE SPATIAL PROFILE OF AN ENVIRONMENT
EP3339885A1 (de) * 2016-12-21 2018-06-27 Hexagon Technology Center GmbH Laserdistanzmessmodul mit inl-fehlerkompensation
CN108429122B (zh) * 2017-02-15 2020-10-27 中国科学院物理研究所 一种锥形激光器的锁定方法
WO2018198113A1 (en) * 2017-04-23 2018-11-01 Oryx Vision Ltd. An optical arrangement for use in an optical coherent detection system
EP3635438A4 (en) * 2017-06-09 2020-12-16 HRL Laboratories, LLC WIND SPEED SENSOR EQUIPPED WITH LIDAR TECHNOLOGY IN CW MODE FOR USE IN A STRATOSPHERIC VEHICLE
AU2018298130A1 (en) 2017-07-06 2020-01-16 Magic Leap, Inc. Speckle-reduction in virtual and augmented reality systems and methods
EP3652929A4 (en) 2017-07-10 2021-07-21 3D AT Depth, Inc. UNDERWATER OPTICAL POSITIONING SYSTEMS AND METHODS
US11226403B2 (en) * 2017-07-12 2022-01-18 GM Global Technology Operations LLC Chip-scale coherent lidar with integrated high power laser diode
US10705105B2 (en) 2017-07-21 2020-07-07 Applied Concepts, Inc. Absolute speed detector
FR3069333B1 (fr) 2017-07-24 2021-05-14 Terahertz Waves Tech Systeme de capture de valeurs ponctuelles pour constituer une image avec des rayonnements terahertz
KR20200081357A (ko) 2017-08-25 2020-07-07 바라자 피티와이 엘티디 환경의 공간 프로파일의 추정
KR20200084863A (ko) 2017-09-06 2020-07-13 바라자 피티와이 엘티디 광학 빔 지향기
CN111164451A (zh) * 2017-11-15 2020-05-15 维宁尔美国公司 通过空间滤波减少环境光的扫描激光雷达系统及方法
WO2019172882A1 (en) * 2018-03-06 2019-09-12 Xinova, Llc. Dark field reflectometry
JP7003807B2 (ja) * 2018-03-30 2022-02-10 沖電気工業株式会社 光ファイバ歪み及び温度測定装置並びに光ファイバ歪み及び温度測定方法
CN108445510A (zh) * 2018-06-08 2018-08-24 安徽科创中光科技有限公司 便携式高能高频激光雷达系统
CN108802425A (zh) * 2018-07-27 2018-11-13 成都信息工程大学 一种机载风速测量激光雷达系统
JP6771704B2 (ja) * 2018-08-01 2020-10-21 三菱電機株式会社 レーザレーダ装置
US11733361B2 (en) * 2018-09-06 2023-08-22 Aeva, Inc. Polarization encoded beam delivery and collection
US20200088845A1 (en) * 2018-09-14 2020-03-19 GM Global Technology Operations LLC Coherent detection using backplane emissions
JP7180866B2 (ja) * 2018-10-01 2022-11-30 株式会社豊田中央研究所 光ヘテロダイン検波器及び光ヘテロダイン検波器を用いたレーザレーダ装置。
US20200103504A1 (en) * 2018-10-02 2020-04-02 GM Global Technology Operations LLC Multiple photonic chip lidar system architecture
US11614543B2 (en) * 2018-10-09 2023-03-28 GM Global Technology Operations LLC Transimpedance amplifier for Lidar system
US11709240B2 (en) * 2018-10-18 2023-07-25 Aeva, Inc. Descan compensation in scanning LIDAR
US20200191957A1 (en) * 2018-12-18 2020-06-18 Didi Research America, Llc Transmitter having beam-shaping component for light detection and ranging (lidar)
WO2020251633A2 (en) * 2019-03-06 2020-12-17 Silc Technologies, Inc. Amplification of lidar output signals
US11754681B2 (en) * 2019-04-04 2023-09-12 Aeva, Inc. LIDAR system with a multi-mode waveguide photodetector
CN110531378B (zh) * 2019-06-13 2023-07-18 山西大学 一种风电机组连续波激光相干测风雷达系统
EP3969936B1 (en) * 2019-07-09 2023-06-07 Siemens Industry Software NV A method to simulate continuous wave lidar sensors
CN112346239B (zh) * 2019-08-07 2022-10-18 华为技术有限公司 激光扫描装置
US10802120B1 (en) 2019-08-20 2020-10-13 Luminar Technologies, Inc. Coherent pulsed lidar system
US11556000B1 (en) 2019-08-22 2023-01-17 Red Creamery Llc Distally-actuated scanning mirror
CN110456383B (zh) * 2019-08-28 2021-12-14 中国科学技术大学 一种分子散射相干激光雷达系统
US20210341621A1 (en) * 2020-04-30 2021-11-04 Uatc, Llc Light Detection and Ranging (LIDAR) System
US11947048B2 (en) * 2020-05-06 2024-04-02 Waymo Llc Crosstalk reduction for light detection and ranging (lidar) devices using wavelength locking
US20210349197A1 (en) * 2020-05-08 2021-11-11 Silc Technologies, Inc. Reducing amplitude variations in lidar system output signals
US20220043202A1 (en) 2020-08-10 2022-02-10 Luminar, Llc Semiconductor optical amplifier with bragg grating
CN112162296A (zh) * 2020-09-29 2021-01-01 香港中文大学（深圳） 一种激光测距系统
WO2022075553A1 (en) * 2020-10-07 2022-04-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical sensor device for determining distance to object and velocity of the object, and identifying the shape and structure of the object
US20230027449A1 (en) * 2021-07-23 2023-01-26 Raytheon Technologies Corporation Foreign object debris discrimination with modulated laser light
CN114152775B (zh) * 2021-11-05 2024-01-12 安徽大学 一种基于光学多普勒的深海热液冷泉喷口流速测量仪器及该仪器的使用方法
DE102022115022A1 (de) 2022-06-15 2023-12-21 Ifm Electronic Gmbh Selbstmischender Sensor
CN116577804B (zh) * 2022-06-30 2023-12-05 珠海映讯芯光科技有限公司 一种基于芯片集成的fmcw激光雷达
US11740337B1 (en) * 2022-08-15 2023-08-29 Aurora Operations, Inc. Light detection and ranging (lidar) sensor system including transceiver device
CN115407306B (zh) * 2022-11-02 2023-05-16 南京信息工程大学 一种提高测风激光雷达有效探测距离的数据处理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU685021A1 (ru) * 1977-12-06 1982-03-15 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физики Ан Бсср Лидар дл зондировани атмосферы
US20070075546A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Aaron Avagliano System and method for upwind speed based control of a wind turbine

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2832604B2 (ja) * 1988-06-02 1998-12-09 株式会社ソキア 光波距離計
US4995720A (en) 1989-12-12 1991-02-26 Litton Systems, Inc. Pulsed coherent Doppler laser radar
JP2545719B2 (ja) 1991-03-15 1996-10-23 東京工業大学長 積層型光増幅器
US5170218A (en) 1991-03-29 1992-12-08 Raytheon Company Apparatus and method for detecting wind direction
US5175643A (en) 1991-09-30 1992-12-29 Xerox Corporation Monolithic integrated master oscillator power amplifier
US5164784A (en) 1992-01-17 1992-11-17 The Boeing Company CW doppler lidar
WO1994010729A1 (en) * 1992-11-03 1994-05-11 British Technology Group Ltd. A laser and a device for initiating mode-locking of a laser beam
JP2776253B2 (ja) * 1994-07-15 1998-07-16 日本電気株式会社 レーザ・レーダ
JP2785728B2 (ja) * 1994-12-14 1998-08-13 日本電気株式会社 光増幅器集積型半導体レーザの駆動方法
JP3295570B2 (ja) 1994-12-27 2002-06-24 富士写真フイルム株式会社 集積化半導体レーザ装置
US5689363A (en) 1995-06-12 1997-11-18 The Regents Of The University Of California Long-pulse-width narrow-bandwidth solid state laser
JPH10300421A (ja) * 1997-04-24 1998-11-13 Omron Corp 距離測定装置
JPH1164358A (ja) * 1997-08-26 1999-03-05 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd インジェクションシーディングにおけるシード光注入方法
GB2336050B (en) * 1998-03-31 2003-03-26 Marconi Gec Ltd Improvements in or relating to remote air detection
KR20010090718A (ko) * 1998-08-21 2001-10-19 써로메드, 인크. 마이크로볼륨 레이저-스캐닝 사이토미터용 신규한 광학구조물
IL130985A0 (en) 1999-07-19 2001-01-28 Otm Technologies Ltd Laser intruder detector
JP2001263994A (ja) * 2000-03-22 2001-09-26 Toshiba Corp Ｃｄｌを応用したレーザミサイルシーカ装置
US7027475B1 (en) * 2000-04-11 2006-04-11 Nuvonyx, Inc. Tailored index single mode optical amplifiers and devices and systems including same
JP3613153B2 (ja) * 2000-08-02 2005-01-26 ウシオ電機株式会社 ビームスプリッター及びそれを用いたレーザシステム
JP4712188B2 (ja) * 2000-12-26 2011-06-29 株式会社アイ・エヌ・シー・エンジニアリング レーザレーダ監視方法
JP4354121B2 (ja) * 2001-01-24 2009-10-28 株式会社堀場製作所 動的光散乱式粒径分布測定装置
DE60313616T2 (de) * 2002-08-02 2008-01-31 Ophir Corp., Littleton System und verfahren zum optischen messen von luftdaten
JP2004101427A (ja) * 2002-09-11 2004-04-02 Olympus Corp 干渉計装置
GB2398841A (en) * 2003-02-28 2004-09-01 Qinetiq Ltd Wind turbine control having a Lidar wind speed measurement apparatus
EP1517415A1 (de) * 2003-09-18 2005-03-23 Leica Geosystems AG Geodätisches Gerät mit einer Laserquelle
JP4521240B2 (ja) * 2003-10-31 2010-08-11 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥観察方法及びその装置
JP3718212B2 (ja) * 2004-03-23 2005-11-24 アンリツ株式会社 半導体発光素子
FR2870942B1 (fr) * 2004-05-25 2006-08-25 Airbus France Sas Systeme de mesure anticipee d'une turbulence en amont d'un aeronef
CA2491700A1 (en) * 2004-12-24 2006-06-24 Dicos Technologies Inc. High coherence frequency stabilized semiconductor laser
DE102005034729B3 (de) * 2005-07-21 2007-02-08 Eads Deutschland Gmbh Verfahren und Lidar-System zur Messung von Luftturbulenzen an Bord von Luftfahrzeugen sowie für Flughäfen und Windfarmen
CN100578261C (zh) * 2007-02-02 2010-01-06 北京航空航天大学 连续波调频相干光纤激光雷达
JP4602372B2 (ja) * 2007-03-14 2010-12-22 株式会社トプコン 光画像計測装置及び光画像計測方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU685021A1 (ru) * 1977-12-06 1982-03-15 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физики Ан Бсср Лидар дл зондировани атмосферы
US20070075546A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Aaron Avagliano System and method for upwind speed based control of a wind turbine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HARRIS М. ЕТ AL: "CONTINUOUS-WAVE BISTATIC LASER DOPPLER WIND SENSOR", APPLIED OPTICS, VOL.40, NO.9, 20.03.2001. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2610905C2 (ru) * 2015-06-09 2017-02-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук (ИОФ РАН) Лазерный измеритель скорости и/или перемещения малоразмерных объектов в местах с ограниченным доступом
RU2597144C1 (ru) * 2015-07-17 2016-09-10 Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") Способ дистанционного зондирования земли
RU2660390C1 (ru) * 2017-06-15 2018-07-06 Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) Система импульсной лазерной локации
RU198732U1 (ru) * 2019-11-27 2020-07-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) Устройство оптической задержки для сдвигового поляроинтерферометра
RU198942U1 (ru) * 2020-04-30 2020-08-04 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Лазерный излучатель

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010118321A (ru) 2011-11-20
US20100277714A1 (en) 2010-11-04
CN101849196A (zh) 2010-09-29
US8891069B2 (en) 2014-11-18
CN104765041A (zh) 2015-07-08
WO2009046717A3 (en) 2009-05-28
WO2009046717A2 (en) 2009-04-16
JP2015092184A (ja) 2015-05-14
EP2212717A2 (en) 2010-08-04
JP6039704B2 (ja) 2016-12-07
JP2011503526A (ja) 2011-01-27
CN104765041B (zh) 2019-07-26
EP2212717B1 (en) 2015-03-18
ES2539119T3 (es) 2015-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2484500C2 (ru) Когерентная лидарная система на основе полупроводникового лазера и усилителя
EP2828687B1 (en) Multiple directional lidar system
EP2994772B1 (en) Coaxial direct-detection lidar-system
US5164784A (en) CW doppler lidar
US5594543A (en) Laser diode radar with extended range
CN107064554B (zh) 用于测量风速的方法
US8659759B2 (en) Laser based cavity enhanced optical absorption gas analyzer
US20160291137A1 (en) Laser radar device
CN108717194B (zh) 一种复合体制多普勒测风激光雷达
DK3026455T3 (en) PULSED SUGGEST WITH OPTICAL SEMICONDUCTOR AMPLIFIER
GB2494733A (en) Measuring particle size distribution by light scattering
JPH10300853A (ja) コヒーレント検出を使用するレーザ速度計および測距計
RU2744932C1 (ru) Лидарное измерительное устройство
CN107783145B (zh) 基于共焦f-ｐ腔的低散斑噪声激光多普勒测速装置及方法
Rodrigo et al. Reduction of phase-induced intensity noise in a fiber-based coherent Doppler lidar using polarization control
CN110456383B (zh) 一种分子散射相干激光雷达系统
Tang et al. Source location and suppression of phase induced intensity noise in fiber-based continuous-wave coherent Doppler lidar
CN114502986A (zh) 用于风力测定测量的激光雷达系统
CN207557479U (zh) 基于共焦f-ｐ腔的低散斑噪声激光多普勒测速装置
GB2598667A (en) Method and apparatus for characterizing laser gain chips
Rodrigo et al. Diode Laser Applications for Wind Energy
Wang et al. Self-mixing interference in fiber lasers and its applications
Kervevan et al. Two-dimensional velocimetry measurements with self-mixing technique in diode pumped Er glass laser
Han et al. Numerical simulation and experimental study of self-mixing speckle generated in an erbium-doped fiber ring laser
Morvan et al. Building blocks for a two-frequency laser lidar-radar: concept and preliminary experimental results

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20140821