0 引 言

目前的激光雷達多采用機械光束導(dǎo)向，由于機械穩(wěn)定性問題在系統(tǒng)性能和成本方面受到限制。要達到系統(tǒng)所要求的光束導(dǎo)向和穩(wěn)定性要求，機械運動必須精確、迅速，這就需要增加額外的重量。系統(tǒng)通常需要的亞微弧量級的掃描精度對于現(xiàn)有的機械光束導(dǎo)向系統(tǒng)來說是不太可能實現(xiàn)的。大多數(shù)機械系統(tǒng)不能提供快速隨機的光束指向，另外大光學(xué)口徑的傳感器系統(tǒng)的快速掃描所需要的功率是系統(tǒng)難以承受的。所以盡管在這個領(lǐng)域積累了大量的實際生產(chǎn)經(jīng)驗，還是不能滿足高性能激光雷達的應(yīng)用。因此，需要在體制上創(chuàng)新。

文中介紹應(yīng)用光學(xué)相控陣技術(shù)的新體制激光雷達——相控陣激光雷達。采用光學(xué)相控陣技術(shù)的激光雷達具有克服采用機械光束掃描技術(shù)的激光雷達系統(tǒng)很多缺陷的潛力。光學(xué)相控陣直接源于微波相控陣。在相關(guān)的微波雷達領(lǐng)域，相控陣已得到迅速發(fā)展。因為其隨機處理，不具有機械運動裝置的快速光束指向所帶來的明顯優(yōu)勢，盡管它們成本很高，人們還是選擇這種技術(shù)。相控陣激光雷達代表了一種非常有潛力的新型技術(shù)，它具備非常高的穩(wěn)定性、隨機處理光束導(dǎo)向、可編程控制光束扇出、動態(tài)聚焦/散焦等能力。

1.國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展

光學(xué)相控陣技術(shù)早期研究始于 20 世紀(jì) 70年代初，美國的 Meyer[1]研制了利用大體積鉭酸鋰移相器的一維光學(xué)相控陣，進行了有益的嘗試。近年來主要是各種光學(xué)相控陣的實用化研制，應(yīng)用于激光束控制、激光空間通信、激光成像等方面。國內(nèi)在相控陣激光雷達研究上起步較晚，目前仍處于前期研究階段，尚未有試驗報道。

美國科羅拉多州拉斐特市的 BoulderNonlinear Systems 公司 2001 年發(fā)布了一個衍射的一維液晶導(dǎo)向產(chǎn)品，見圖 2。這個產(chǎn)品主要依靠光學(xué)相控陣技術(shù)。有4 096個可獨立尋址單元，設(shè)備能夠轉(zhuǎn) 8 000 個不同的角度。Clear aperture是7.4 mm×6 mm。系統(tǒng)波長范圍514 nm～1.55 μm。將來的目標(biāo)包括增大設(shè)備的孔徑和向兩維發(fā)展。

......

 點此下載全文內(nèi)容：相控陣激光雷達技術(shù).PDF (578 K)