脈沖激光測(cè)距儀發(fā)射與接收的透鏡設(shè)計(jì)說課材料

1、脈沖激光測(cè)距儀發(fā)射與接收的透鏡設(shè)計(jì)脈沖激光測(cè)距儀發(fā)射與接收的透鏡設(shè)計(jì)摘要：根據(jù)脈沖激光測(cè)距儀的原理，采用單透鏡對(duì)脈沖激光測(cè)距儀發(fā)射的光述 進(jìn)行準(zhǔn)直和對(duì)回波光束的匯聚。通過對(duì)單透鏡準(zhǔn)直系統(tǒng)對(duì)發(fā)散角的壓縮，以及 對(duì)反射回波的匯聚，運(yùn)用ZMAX寸發(fā)射和接收的光學(xué)成像系統(tǒng)進(jìn)行模擬，選取最 佳的設(shè)計(jì)方案。該方法不僅滿足脈沖激光測(cè)距儀的基本設(shè)計(jì)要求，同時(shí)可以方 便校正像差，使得準(zhǔn)直系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，節(jié)省制作成本，且便于攜帶。 關(guān)鍵詞：激光測(cè)距；發(fā)射光束準(zhǔn)直；ZEMA；像差A(yù)bstract :1引言脈沖激光測(cè)距儀具有體積小、重量輕、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，因此在許 多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。脈沖激光測(cè)距儀發(fā)射和接

2、收激光能量決定其測(cè)距性能的主 要參量之一。由于半導(dǎo)體激光二極管發(fā)射出來的光束，在相互垂直的平面內(nèi)有 一定的發(fā)散角，側(cè)向發(fā)散角 一般為10左右；而橫向發(fā)散角 為30左右。 所以在使用半導(dǎo)體激光器時(shí)作為發(fā)射源時(shí)，需要對(duì)半導(dǎo)體激光器發(fā)射出來的光 束先進(jìn)行準(zhǔn)直。目前，有非球面單透鏡準(zhǔn)直系統(tǒng)，長(zhǎng)焦距大孔徑的光學(xué)系統(tǒng)組 合，柱面鏡加普通光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)直，宏/微觀光學(xué)元件結(jié)合進(jìn)行準(zhǔn)直等進(jìn)行準(zhǔn) 直。接收有單透鏡的接收設(shè)計(jì)和透鏡組系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。2激光光束從激光二極管半導(dǎo)體發(fā)射出來的光束呈高斯分布的 TEM00基橫模，因此光束近 似可看為高斯光束。半導(dǎo)體激光器發(fā)散角（FMHM）與高斯光束通常定義發(fā)散角1（2光強(qiáng)分布處）的關(guān)系e1圖1發(fā)散角(FMHM)與-2處發(fā)散角的關(guān)系e為了能夠充分利用能量且兼顧其他因素，在設(shè)計(jì)準(zhǔn)直整形系統(tǒng)時(shí)取高斯光束光1強(qiáng)-處定義發(fā)散角。因此則要由 e1求出光強(qiáng)4處對(duì)應(yīng)的發(fā)散角e1那么在X X1處的光強(qiáng)分布|1Ioexp(篤)，得出exp(a導(dǎo))a同理在X2處的光強(qiáng)分布有exp(軍)ae2XX2以及XX2tan( 1