激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式。由发射系统、接收系统 、信息处理等部分组成。发射系统是各种形式的激光器,如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器以及光学扩束单元等组成;接收系统采用望远镜和各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等组合。
混合固态激光雷达激光雷达的种类很多,但是按照现代的激光雷达的概念,常分为以下几种:
1.按运载平台分:有地基固定式激光雷达、车载激光雷达、机载激光雷达、船载激光雷达、星载激光雷达、弹载激光雷达和手持式激光雷达等。
2.按激光发射波形分:有脉冲激光雷达、连续波激光雷达和混合型激光雷达等。
3.按激光波段分:有紫外激光雷达、可见激光雷达和红外激光雷达。
4.按激光介质分:有气体激光雷达、固体激光雷达、半导体激光雷达和二极管激光泵浦固体激光雷达等。
混合固态激光雷达激光雷达有效地结合了激光光学和大气光学,并协调集成了诸如传统雷达,光机电一体化和计算机计算等技术。 它涵盖了物理学的所有主要领域,是物理学的前沿应用技术之一。 目前,激光雷达家族庞大,分类标准很多,可以根据装备的激光器,功能用途和检测技术等标准进行分类。由于激光雷达的高分辨率和灵敏度以及对观测背景干扰的强大抵抗力,因此可以实现全天候观测,并且可以广泛用于环境监测,地形测绘,高空探测,军事应用,民用车辆 和其他领域。激光雷达具有很强的方向性,较高的相干性和很强的单色性,并且在气象学领域发展迅速。 它可用于检测气溶胶,空气云和雾,海洋和平流层风场,温室气体,温度和湿度变化等,提供准确的实时数据,为飞行提供保护,提供气象研究,天气预报和 大气模型建模数据基础为气候变化和碳循环的研究和预测提供了指导。 例如,为了检测可吸入的颗粒物和云气溶胶浓度,可以使用反向散射激光雷达。 为了测量海洋风场和平流层风场中的风切变和风速,多普勒激光雷达可用于观测温室气体和污染。差分吸收雷达可用于测量气体的浓度和分布。
OPA激光雷达
高系统集成度的光学相控阵技术能够满足激光雷达在无人驾驶、等领域全固态、小型化的发展需求。如图12所示,激光器功率均分到多路相位调制器阵列,光场通过光学天线发射,在空间远场相干叠加形成一个具有较强能量的光束。经过特定相位调制后的光场在发射天线端产生波前的倾斜,从而在远场反映成光束的偏转,通过施加不同相位,可以获得不同角度的光束形成扫描的效果,无需机械扫描。