相控阵激光雷达技术
以激光雷达应用为背景，概述了应用光学相控阵技术的激光雷达在国内外的研究现状和发展，介绍了相控阵激光雷达的工作原理，包括两者的概念、实现方法等。最后对发展相控阵激光雷达需要解决的关键技术进行了讨论。
 0 引 言 目前的激光雷达多采用机械光束导向，由于机械稳定性问题在系统性能和成本方面受到限制。要达到系统所要求的光束导向和稳定性要求，机械运动必须精确、迅速，这就需要增加额外的重量。系统通常需要的亚微弧量级的扫描精度对于现有的机械光束导向系统来说是不太可能实现的。大多数机械系统不能提供快速随机的光束指向，另外大光学口径的传感器系统的快速扫描所需要的功率是系统难以承受的。所以尽管在这个领域积累了大量的实际生产经验，还是不能满足高性能激光雷达的应用。因此，需要在体制上创新。 文中介绍应用光学相控阵技术的新体制激光雷达——相控阵激光雷达。采用光学相控阵技术的激光雷达具有克服采用机械光束扫描技术的激光雷达系统很多缺陷的潜力。光学相控阵直接源于微波相控阵。在相关的微波雷达领域，相控阵已得到迅速发展。因为其随机处理，不具有机械运动装置的快速光束指向所带来的明显优势，尽管它们成本很高，人们还是选择这种技术。相控阵激光雷达代表了一种非常有潜力的新型技术，它具备非常高的稳定性、随机处理光束导向、可编程控制光束扇出、动态聚焦/散焦等能力。 1.国内外现状及发展 光学相控阵技术早期研究始于 20 世纪 70年代初，美国的 Meyer[1]研制了利用大体积钽酸锂移相器的一维光学相控阵，进行了有益的尝试。近年来主要是各种光学相控阵的实用化研制，应用于激光束控制、激光空间通信、激光成像等方面。国内在相控阵激光雷达研究上起步较晚，目前仍处于前期研究阶段，尚未有试验报道。 美国科罗拉多州拉斐特市的 BoulderNonlinear Systems 公司 2001 年发布了一个衍射的一维液晶导向产品，见图 2。这个产品主要依靠光学相控阵技术。有4 096个可独立寻址单元，设备能够转 8 000 个不同的角度。Clear aperture是7.4 mm×6 mm。系统波长范围514 nm～1.55 μm。将来的目标包括增大设备的孔径和向两维发展。 ......
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