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专利号: 2020106399218
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种天基空间目标激光测距光学系统,其特征是,该系统包括激光器(1)、扩束镜(2)、分光镜(3)、单模光纤(4)、光纤衰减器(5)、主波探测器(6)、提前量振镜(7)、转换器(8)、双工反射镜(9)、中空双色分光镜(10)、二维振镜(11)、望远镜(12)、成像镜组(13)、视场光阑(14)、二次会聚透镜组(15)、单光子探测器(16)、会聚透镜组(17)、精跟踪相机(18)、倍频晶体(19)和角反射器(20)组成;

在测距工作模式下,激光器(1)产生激光脉冲,激光先经过扩束镜(2)扩束,扩束后激光入射到分光镜(3)上,激光被分光镜(3)反射后耦合进入单模光纤(4),然后经过光纤衰减器(5),最后进入主波探测器(6)转换为记录起始时刻的主波信号;

透过分光镜(3) 的激光入射到提前量振镜(7)上,激光经过提前量振镜(7)反射,反射光再从转换器(8)与双工反射镜(9)中间的小孔穿过,然后从中空双色分光镜(10)透过,被二维振镜(11)反射,最后经过望远镜(12)发射向空间目标;

从空间目标反射回的激光被望远镜(12)接收,然后通过二维振镜(11),透过中空双色分光镜(10),在双工反射镜(9)表面发生发射,反射光经过成像镜组(13)后,通过视场光阑(14),再经过二次会聚透镜组(15)后耦合进入单光子探测器(16),最终转换成记录终止时刻的回波信号;

从空间目标反射的太阳光被望远镜(12)接收,然后通过二维振镜(11),在中空双色分光镜(10)表面发生反射,然后透过会聚透镜组(17),汇聚于精跟踪相机(18)的感光面,转换成用于跟踪的角度信息;

在激光发射角度标定模式下,转换器(8)将倍频晶体(19)转入光路,激光器(1)产生低功率连续光,依次通过扩束镜(2)、分光镜(3)、被提前量振镜(7)反射,经过倍频晶体(19)波长倍频成532nm,从双工反射镜(9)小孔穿过后,在中空双色分光镜(10)表面发生反射,在经过角反射器(20)反射后,从中空双色分光镜(10)中间穿过,经过会聚透镜组(17)后汇聚于精跟踪相机(18)感光面。

2.根据权利要求1所述的一种天基空间目标激光测距光学系统,其特征在于,所述激光器(1)为1064nm固体激光器,具有脉冲光模式和连续光模式,脉冲模式,重复频率1kHz,单脉冲能量1mJ,经过扩束镜(2)与望远镜(12)扩束后束散角为20μrad。

3.根据权利要求1所述的一种天基空间目标激光测距光学系统,其特征在于,所述分光镜(3)在45°入射情况下透过率大于99%,反射率不足1%。

4.根据权利要求1所述的一种天基空间目标激光测距光学系统,其特征在于,所述光纤衰减器(5)衰减量值为50dB。

5.根据权利要求1所述的一种天基空间目标激光测距光学系统,其特征在于,所述主波探测器(6)为APD或者PIN探测器。

6.根据权利要求1所述的一种天基空间目标激光测距光学系统,其特征在于,所述中空双色分光镜(10)为长波通分光镜,可透过1064nm激光,反射380nm 900nm可见光;所述中空~双色分光镜(10)中间圆孔为正面投影长宽比1.414:1的椭圆孔。

7.根据权利要求1所述的一种天基空间目标激光测距光学系统,其特征在于,所述单光子探测器(16)为近红外单光子探测器。

8.根据权利要求1所述的一种天基空间目标激光测距光学系统,其特征在于,所述倍频晶体(19)可将1064nm激光波长转换成532nm,两个表面平行度优于5μrad。

9.根据权利要求1所述的一种天基空间目标激光测距光学系统,其特征在于,所述角反射器(20)可将中空双色分光镜(10)反射的532nm激光经过两次反射至中空双色分光镜(10)中间的小孔中,激光入射前与发射后平行度优于1μrad。