根据全光纤激光雷达特性设计与优化发射和接收光学系统。针对全光纤激光雷达光学系统中的激光高斯传输特性、扩展目标特性和光纤收发特性，修正激光雷达方程中的发射天线增益和目标反射截面，引入光纤接收效率参数。修正后的发射天线增益与目标处光斑大小的平方成反比，漫反射目标的雷达反射截面取决于目标反射率和激光入射角。实验探究了回波功率与接收光纤芯径的关系，得到了最佳光纤芯径。修正后的激光雷达方程可准确计算光纤收发条件下激光的回波功率，为后续的信号处理提供精确的理论支持。
光纤光学 全光纤激光雷达 激光雷达方程 光纤接收效率 光学学报
2016, 36(11): 1106005
西安理工大学 机械与精密仪器工程学院, 西安 710048
针对全光纤激光雷达中空间光场与单模光纤的耦合问题, 设计了基于非球面透镜的望远镜光纤耦合系统.利用ZEMAX软件以单模光纤耦合效率为优化目标对其结构参量进行优化设计, 然后分别用LED和激光器作为光源进行初步实验, 比较直接耦合和非球面透镜耦合效果.实验结果表明, 采用非球面透镜耦合可使多模光源的耦合效率比直接耦合增加约47%, 与仿真结果45%非常接近, 且不同芯径耦合光功率之比大略等于芯径比平方；而该耦合方式可使单模光源的耦合效率增加约20%, 且耦合进不同小芯径光纤的耦合效率之比约为其芯径比平方的2.4倍, 这对构建全光纤转动喇曼激光雷达系统具有重要意义.
大气光学 全光纤激光雷达 光纤耦合系统 非球面透镜 单模光纤 Atmospheric optics Allfiber lidar Fiber coupling system Aspheric lens Single mode fiber
