一种自带本振光的偏振编码激光雷达的制作方法

本发明涉及激光雷达测距测速，特别涉及一种自带本振光的偏振编码激光雷达。

背景技术：

1、雷达在军事、民航、自动驾驶等领域具有非常重要的作用。激光雷达由于采用波长较短的激光作为信息载波，因而具有较高的分辨率，可用于对目标进行探测、跟踪和识别，以及进行测距、成像。

2、信噪比是激光雷达探测中非常重要的一个指标，能够直接影响系统的性能。对于日光背景噪声，只能通过滤波器进行滤波，在滤噪的同时真实信号会有一定的损失，因此在白天信噪比较低，难以正常工作。授权公告号为cn118011415b的中国发明专利提出一种通过相位编码并将回波信号干涉后进行差分的方式，可以实现较好的降噪效果。然而，该方案需要使用2个激光器，并且在进行相位编解码时由于发射和接收干涉仪之间会存在缓慢的相位漂移，需要进行相位补偿，增加了系统的复杂度。另外，对于运动的目标，会由于多普勒效应而改变回波光子在干涉仪长短臂传输时的相位差，降低解码的准确性。

技术实现思路

1、针对现有技术存在以上缺陷，本发明提出一种自带本振光的偏振编码激光雷达。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种自带本振光的偏振编码激光雷达，包括激光器laser、起偏器pol、可调偏振旋转模块、发射望远镜、接收望远镜、滤波片filter、半波片hwp、偏振分束器pbs、第一光电探测器pd1、第二光电探测器pd2和主控模块，

4、所述激光器laser用于产生线偏振激光脉冲信号；

5、所述起偏器pol用于通过水平偏振的激光脉冲信号；

6、所述可调偏振旋转模块，用于将激光脉冲信号的偏振态随机旋转为第一偏振态或第二偏振态，形成编码光信号；所述第一偏振态和第二偏振态的竖直偏振分量方向相反；

7、所述发射望远镜用于将编码光信号扩束并向目标照射；

8、所述接收望远镜用于接收从目标反射的回波信号；

9、所述滤波片filter用于滤除回波信号中带通外的背景光噪声；

10、所述半波片hwp的主轴方向与水平偏振方向的夹角为22.5°，用于将回波信号的偏振态旋转45°；

11、所述偏振分束器pbs用于将经过偏振旋转后的回波信号进行偏振分束，产生第一偏振分量和第二偏振分量；

12、所述第一光电探测器pd1和第二光电探测器pd2分别用于对应地探测第一偏振分量和第二偏振分量，并输出差分电信号；

13、所述主控模块用于控制可调偏振旋转模块进行偏振编码得到编码序列，并采集差分电信号产生解码序列，以及将所述编码序列和解码序列进行相关运算，获取目标的距离信息。

14、优选地，所述第一偏振态和第二偏振态与水平偏振方向的夹角分别为θ和-θ，且满足θ<<1。

15、优选地，所述可调偏振旋转模块为电控磁光调制器emom。

16、优选地，所述可调偏振旋转模块为电控半波片ehwp。

17、与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

18、本发明提出一种自带本振光的偏振编码激光雷达，通过将线偏振光随机旋转两个相反的微小角度，相当于将本振光与信号调制在同一个脉冲中，并通过平衡探测器进行探测，可以大幅度降低回波信号中背景噪声，提高系统的信噪比。另外，由于本振光和信号经历了相同的路径，目标运动的多普勒效应对二者的作用相同，不会对相干探测造成影响。

技术特征：

1.一种自带本振光的偏振编码激光雷达，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的自带本振光的偏振编码激光雷达，其特征在于，所述第一偏振态和第二偏振态与水平偏振方向的夹角分别为θ和-θ，且满足θ<<1。

3.根据权利要求1所述的自带本振光的偏振编码激光雷达，其特征在于，所述可调偏振旋转模块为电控磁光调制器emom。

4.根据权利要求1所述的自带本振光的偏振编码激光雷达，其特征在于，所述可调偏振旋转模块为电控半波片ehwp。

技术总结本发明属于激光雷达测距测速技术领域，公开了一种自带本振光的偏振编码激光雷达，包括激光器Laser、起偏器POL、可调偏振旋转模块、发射望远镜、接收望远镜、滤波片Filter、半波片HWP、偏振分束器PBS、第一光电探测器PD1、第二光电探测器PD2和主控模块。与现有技术相比，本发明通过将线偏振光随机旋转两个相反的微小角度，相当于将本振光与信号调制在同一个脉冲中，并通过平衡探测器进行探测，可以大幅度降低回波信号中背景噪声，提高系统的信噪比。另外，由于本振光和信号经历了相同的路径，目标运动的多普勒效应对二者的作用相同，不会对相干探测造成影响。技术研发人员：赵义博,丁瑶,陈东升,屈秀秀受保护的技术使用者：北京中科国光量子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2