汽車激光防撞雷達光學(xué)系統(tǒng)研究.pdf

1、激光雷達具有分辨率高，抗干擾能力強，可三維成像等特點，在精密測距、精確跟蹤、定位、制導(dǎo)、引信傳感、氣象測量、水下通訊等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。光學(xué)系統(tǒng)是汽車激光防撞雷達的重要組成部分之一，本論文針對半導(dǎo)體激光器的光束變換特性進行了較深入的理論分析和實驗方面的研究，提出的準(zhǔn)直方法對大功率的半導(dǎo)體激光器光束的準(zhǔn)直具有普遍意義。主要研究內(nèi)容如下：
　　使用電磁場理論分析了半導(dǎo)體激光器的光束特性，并根據(jù)半導(dǎo)體激光光束的遠(yuǎn)場分布特點，設(shè)計了發(fā)

2、射光學(xué)系統(tǒng)。首先論文對半導(dǎo)體激光器的基本原理及其光束變換特性進行了較深入的理論分析，介紹了應(yīng)用幾何光學(xué)設(shè)計光學(xué)系統(tǒng)的方法，比較了對半導(dǎo)體激光器進行準(zhǔn)直的幾種常用方法，選擇橢圓面柱透鏡對半導(dǎo)體激光進行光束準(zhǔn)直的方案，計算了半導(dǎo)體激光束經(jīng)過橢圓面柱透鏡的光路。
　　應(yīng)用一些數(shù)值計算及光學(xué)設(shè)計軟件對系統(tǒng)進行設(shè)計仿真。首先，利用Matlab對光束傳輸方程進行求解，得出三組可以有效實現(xiàn)光束準(zhǔn)直的三組發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，然后應(yīng)用ZEMAX光學(xué)設(shè)計軟

3、件對這三組發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)進行了光束傳輸?shù)哪M仿真，仿真結(jié)果表明可以有效的壓縮半導(dǎo)體激光發(fā)射的發(fā)散角，與數(shù)值計算結(jié)果基本一致。
　　設(shè)計、調(diào)試了發(fā)射和接受系統(tǒng)。通過對發(fā)射和接收光學(xué)系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)的分析得出：發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)達到了快軸和慢軸方向的發(fā)散角分別被壓縮為3.2mrad、7mrad的技術(shù)指標(biāo)，該指標(biāo)基本滿足該汽車激光防撞雷達對光學(xué)系統(tǒng)的使用要求；接受光學(xué)系統(tǒng)基本能夠把散射回來的微弱信號匯聚到光敏面上，且此結(jié)構(gòu)簡單、成本低，基本滿足使