一种激光测距主动跟踪装置

YNAO OpenIR > 应用天文研究组

	一种激光测距主动跟踪装置
	翟东升; 李语强; 李祝莲; 伏红林; 皮晓宇; 张海涛; 汤儒峰
申请（专利权）人	中国科学院云南天文台
专利号	ZL202211040739.6
申请号	CN202211040739.6
	2023-04-18
申请日期	2022-08-29
公开（公告）号	CN115327561A ; CN115327561B
公开日期	2022-11-11
IPC 分类号	G01S17/08G01S17/50G01S7/4865
授权国家	中国
专利类型	发明
专利状态	授权
授权日期	2023-04-18
学科领域	天文学 ; 天体测量学
产权排序	1
摘要	本发明属于光学领域，具体涉及一种激光测距主动跟踪装置。该装置包括设置在单光子探测器和望远镜之间的回波接收光路，阵列接收系统包括耦合透镜和Y型阵列光纤；Y型阵列光纤输入端为中心一根，周围均匀排列的6根多模光纤构成；每根光纤分成两路输出，且输出光纤长度不同；每根光纤对应的输出长度差值以测距系统分辨率的1.5倍倍增；整列光纤和耦合透镜的间距13.5mm；阵列接收系统的数值口径小于0.22；且焦距不小于2350mm。本发明装置解决了激光测距过程中，被测目标不可见时采用盲搜索的所带来探测效率低的问题，可同时实现目标距离测量和目标主动跟踪功能，具有高效、单光子灵敏度等优点，易于推广应用。
主权项	1.一种激光测距主动跟踪装置，包括于超导单光子探测器和望远镜之间的接收光路(18)；其特征在于：激光经过的发射光路包括第一45度反射镜(3)、第二45度反射镜(4)、第三45度反射镜(5)、第四45度反射镜(6)、第五45度反射镜(7)、光束变换正透镜(8)、光束变换扩束负透镜(9)、转镜(10)以及激光器(11)；反射后的光线经过所述接收光路(18)包括第一45度反射镜(3)、第二45度反射镜(4)、第三45度反射镜(5)、第四45度反射镜(6)、第五45度反射镜(7)、光束变换正透镜(8)、光束变换扩束负透镜(9)、转镜(10)、光纤耦合透镜(12)、阵列光纤(13)、FC/PC光纤接头(14)和超导单光子探测器(15)；设置在超导单光子探测器(15)和光纤耦合透镜(12)的阵列接收系统，所述阵列接收系统包括耦合透镜(12)和Y型阵列光纤(13)；所述Y型阵列光纤(13)的输入端为中心一根，周围均匀排列的6根多模光纤构成；每根光纤分成两路输出，且输出光纤长度不同，每根光纤对应的输出长度差值以测距系统分辨率的1.5倍倍增；Y型阵列光纤(13)和光纤耦合透镜(12)的间距13.5mm；阵列接收系统的数值口径小于0.22，且焦距不小于2350mm。 2.根据权利要求1所述的激光测距主动跟踪装置，其特征在于：所述Y型阵列光纤(13)输入端由7根多模光纤组成，光纤阵列输入端由上述7根光纤的输入端绕圆心均匀排列构成，输入端每根光纤芯经62.5um，数值口径0.22，相邻光纤中心间距125um；每根光纤分成2路，单根光纤输入端为Fn，经输入端后输出的两根光纤长度分别为Ln和L′n，长度差值Δln＝Ln-L′n＝0.5×n，n取1、2、3、4、5、6、7。 3.根据权利要求1所述的激光测距主动跟踪装置，其特征在于：所述的光束变换正透镜(8)和光束变换扩束负透镜(9)间距700mm，两透镜焦点重合，正透镜与负透镜焦距长度的比值为5。 4.根据权利要求1所述的激光测距主动跟踪装置，其特征在于：所述超导单光子探测器(15)为空间光耦合单根光纤或多根光纤输入的超导单光子探测器或盖格模式的雪崩光电二极管。 5.根据权利要求1所述的激光测距主动跟踪装置，其特征在于：所述望远镜(17)有效通光口径为1.05m。 6.根据权利要求1所述的激光测距主动跟踪装置，其特征在于：所述激光反射光路中的第一45度反射镜(3)、第二45度反射镜(4)、第三45度反射镜(5)、第四45度反射镜(6)、第五45度反射镜(7)，镀有532nm、1064nm双点点高反膜，且反射率不低于90％，抗损伤阈值不低于1GW/cm2。 7.根据权利要求1所述的激光测距主动跟踪装置，其特征在于：还包括激光测距系统中主动跟踪装置包括望远镜、数据处理系统和望远镜指向修正系统；所述望远镜系统包括主镜(2)、副镜(1)、镜筒、地平式机架、力矩电机、伺服控制系统(20)，主镜(2)和副镜(1)安装在镜筒内，镜筒和折轴光路安装在地平式机架上，两个力矩电机分别安装在地平式机架高度轴和方位轴上，伺服控制系统(20)通过驱动力矩电机控制望远镜(17)指向，可根据Y阵列光纤(13)中的位置偏差信息对望远镜指向进行修正。
语种	中文
专利代理人	王清娟
代理机构	北京腾远知识产权代理事务所（普通合伙）
文献类型	专利
条目标识符	http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25642
专题	应用天文研究组
作者单位	中国科学院云南天文台, 云南省昆明市官渡区羊方旺396号
第一作者单位	中国科学院云南天文台
推荐引用方式 GB/T 7714	翟东升,李语强,李祝莲,等. 一种激光测距主动跟踪装置. ZL202211040739.6[P]. 2023-04-18.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
CN115327561A-一种激光测距主（494KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文
CN115327561B-一种激光测距主（420KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文