激光雷达发射和接收光学系统研究
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分类号
ＵＤＣ
学号 密级
工学硕士学位论文
激光雷达发射和接收光学系统研究
硕士生姓名 学科专业 研究方向 指导教师
篮巫 左堂王壁 出皇揎煎剑昱垫盔 盎歪歪熬援
Biblioteka Baidu
国防科学技术大学研究生院 二ｏｏ四年十一月
摘要
激光雷达具有分辨率高，抗干扰能力强，可三维成像等特点，在军事技术装备中已经 得到了广泛的应用。它可以用来进行测距、精确跟踪、定位、制导、引信传感、飞船导航、 气象测量、水下通讯和探测等。随着半导体激光器在输出功率和光束质量等方面的不断提 高以及探测器性能等方面的不断进步，半导体激光主动成像雷达应运而生，是当前国际上 研究和应用的新兴领域之一。
Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．ｂｅａｍ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｃａｒｅｆｕｌ １ Ｙ． Ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａ ｎｏｖｅｌｔｙ ａｎｄ ｐｒａｃｔ ｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｌｌ ｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ，ｂｉｇ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ａｒｅａ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ．Ｔｈｅ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｌｏｗ ｃｏｓｔ ａｎｄ Ｓｉｍｐｌｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ．Ｉｎ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｔｈｅ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｓａｔｉｓｆｉｅｄ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄｓ ｏｆ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ １ａｓｅｒｓ ｉｍａｇｉｎｇ １ ｉｄａｒ ｉ ｎ ｓｏｍｅ ｅｘｔｅｎｔ．
本论文就半导体激光成像雷达的重要组成部分，即发射和接收光学系统进行了研究。 在现有理论的基础上，运用电磁场理论分析了半导体激光器的模式分布，得到了半导体激 光光束的远场分布情况。根据半导体激光光束的远场分布特点，运用ＺＥＭＡＸ光学设计软 件设计了几种发射光学系统，并对其进行了性能评估，分析了它们各自的特点和适用的场 合。设计了接收光学系统及其机械结构，并进行了像质评价和性能分析。最后对所设计的 几种发射准直系统和接收系统进行了实验。实验表明设计所采用的理论和得出的结论是正 确的。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄ：ｌｉｄａｒ，ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ（ＬＤ），ｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎ，ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ
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国防科学技术大学研究生院学位论文
本文插图目录
图１．１半导体成像激光雷达结构………………………………………………………………４ 图２．１对称三层介质平板波导…………………………………………………………………７ 图２．２垂直于结平面远场光场计算示意图…………………………………………………．１４ 图２．３ Ｄ＝０．０１，０．０５，０．１和Ｏ．３ｆａｎ时，激光器ＴＥｏ模的远场分布……………………………．１５ 图２．４半导体激光器及其远场分布示意图……………………………………………………１６ 图２．５光场分布示意图（Ａ）侧视（Ｂ）俯视……………………………………………………．１７ 图２．６ ｚ．，·５ｒａｍ时相对光强分布图１…………………………………………………………１９ 图２．７ ｚ。＝５ｍｍ时相对光强分布图２…………………………………………………………１９ 图２．８ ｚ。＝５０ｍｍ时相对光强分布图１………………………………………………………．２０ 图２．９ ｚ。＝５０ｍｍ时相对光强分布图２………………………………………………………．．２０ 图２．１０快轴相对光强分布曲线………………………………………………………………．２１ 图２．１１快轴相对光强分布曲线展开图………………………………………………………．．２１ 图２．１２慢轴相对光强分布曲线………………………………………………………………．２２ 图２．１３慢轴相对光强分布曲线展开图………………………………………………………．２３ 图３．１ Ｆｗ州发散角与１／ｅ２光强发散角的关系………………………………………………．２４ 图３．２发射准直光学系统结构图………………………………………………………………２６ 图３．３像差特性曲线图…………………………………………………………………………２７ 图３．４快轴方向轴外点发散角示意图…………………………………………………………２８ 图３．５慢轴方向轴外点发光示意图……………………………………………………………２８ 图３．６非球面透镜准直示意图…………………………………………………………………２９ 图３．７轴外发光点准直示意图…………………………………………………………………３０ 图３．８准直系统后加柱面镜……………………………………………………………………３１ 图３．９点光源和线光源示意图…………………………………………………………………３２ 图３．１０轴上点发光示意图……………………………………………………………………．３２ 图３．１１宏／微观元件组合准直系统……………………………………………………………３３ 图３．１２快轴准真柱面镜示意图………………………………………………………………一３４ 图３．１３ ＺＥＭＡＸ仿真图…………………………………………………………………………３４ 图３．１４快轴准直效果示意图…………………………………………………………………．３５ 图３．１５慢轴准直系统示意图…………………………………………………………………．３５
论文对半导体激光器的光束特性进行了较深入的理论分析，提出的准直方法对大功率 大发射面的半导体激光器光束的准直具有普遍意义，是一种比较新颖的方法，接收系统具 有成本低廉，结构简单的特点。论文工作表明。发射和接收光学系统能较好的达到半导体 激光三维成像雷达的使用要求。 关键词：激光雷达半导体激光器（ＬＤ）准直光学系统
ｉｎ
阁防科学技术大学研究生院学位论文
图３．１６慢轴准直效果示意图…………………………………………………………………。３６ 图３．１７光纤耦合系统…………………………………………………………………………．３７ 图３．１８光纤和普通透镜组合准直系统………………………………………………………．３７ 图４．１单透镜结构参数图………………………………………………………………………４０ 图４．２单透镜光线追迹图………………………………………………………………………４０ 图４．３单透镜优化后光线追迹图………………………………………………………………４１ 图４．４优化后非球面结构参数图………………………………………………………………４２ 图４．５优化后非球面光线追迹图………………………………………………………………４２ 图４．６像差曲线图………………………………………………………………………………４３ 图４．７点列图………………………………………………………………………………………………………。４３ 图４．８包围能量图…………………………………………………………………………………………………４４ 图４．９双胶合透镜组结构参数图………………………………………………………………４５ 图４．１０双胶合透镜组合光线追迹图…………………………………………………………．４５ 图４．１１接收光学系统参数图…………………………………………………………………．４６ 图４．１２接收光学系统示意图…………………………………………………………………一４６ 图４．１３接收光学系统数据图…………………………………………………………………．４７ 图４．１４接收光学系统像差曲线图……………………………………………………………．４７ 图４．１５主套筒结构图…………………………………………………………………………．４８ 图４．１６后套筒结构图…………………………………………………………………………。４９ 图４．１７前压圈结构图…………………………………………………………………………．４９ 图４。１８后压圈结构图…………………………………………………………………………．５０ 图４．１９接收光学系统实物图…………………………………………………………………．５０ 图４．２０接收光学系统光学元件图……………………………………………………………．５１ 图４．２１接收光学系统整体装配图……………………………………………………………．５１ 图５．１未加准直系统光斑图像…………………………………………………………………５２ 图５．２三维光场分布图像１……………………………………………………………………．５３ 图５．３三维光斑图像２…………………………………………………………………………．５３ 图５．４光强分布俯视图…………………………………………………………………………５４ 图５．５快轴光强分布曲线………………………………………………………………………５４ 图５．６慢轴光强分布曲线………………………………………………………………………５５
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里堕坠兰垒查奎兰塑塞耋堕兰堡丝耋
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
Ｌｉｄａｒ ｈａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｈｉｇｈ ａｎｔｉ—ｊａｍｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｉ ｔ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｇｅｔ ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｉｍａｇｅ．Ｓｏ １ ｉｄａｒ ｈａｓ ｆｏｕｎｄ ａ ｌｏｔ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｍｉｌｉｔａｒｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ．Ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ， ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｔｒａｃｋｉｎｇ，ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ，ｇｕｉｄｉｎｇ，ｆｕｚｅ ｓｅｎｓｉｎｇ，ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃ ｍｅａｓｕｒｅ， ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｔｅａｄｙ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｏｕｔｐｕｔ，ｂｅｔｔｅｒ ｂｅａｍ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｏｒ’Ｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ ａｃｔｉｖｅ ｉｍａｇｉｎｇ １ ｉｄａｒ ｈａｓ ｅｍｅｒｇｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｔｉｍｅｓ ｒｅｑｕｉｒｅ ａｎｄ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ ａ ｎｅｗｌｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｄｏｍａｉｎ ｉｎ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ．
Ｔｈｅ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｃｅｉＶｉｎｇ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ ｉｍａｇｉｎｇ ｌｉｄａｒ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉＳ ｐａｐｅｒ，ｗｈｉｃｈ ｉＳ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｏｆ １ｉｄａｒ． Ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｍｏｄｅ ｏｆ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｔ ｌａｓｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｔｈｅｏｒｙ． Ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｆａｒ—ｆｉｅｌｄ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｅｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ ｂｅａｍ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｔ ｌａｓｅｒｓ ｂｅａｍ’Ｓ ｆａｒ—ｆｉｅｌｄ ｐａｔｔｅｒｎ，ｓｅｖｅｒａｌ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅｍ ｗａｓ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ＺＥＮＡＸ ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ，Ｔｈｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｃｈ ｏｎｅ ｉＳ ｓｕｉｔ ｆｏｒ ｗａｓ ｄｉ ｓｅｕｓｓｅｄ．Ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｒｅｃｅｉＶｉｎｇ ｏｐｔｉｃａｉ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｓｙｓｔｅｍ，ａｌｓｏ ｉｔ’Ｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗａｓ ｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｆｉｈａｌｌｙ．ｓｏｍｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔＳ ｗｅｒｅ ｄｉｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ｔｈａｔ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｃｏｎｅｌｕｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｃｏｒｒｅｃｔ．
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激光雷达发射和接收光学系统研究
硕士生姓名 学科专业 研究方向 指导教师
篮巫 左堂王壁 出皇揎煎剑昱垫盔 盎歪歪熬援
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摘要
激光雷达具有分辨率高，抗干扰能力强，可三维成像等特点，在军事技术装备中已经 得到了广泛的应用。它可以用来进行测距、精确跟踪、定位、制导、引信传感、飞船导航、 气象测量、水下通讯和探测等。随着半导体激光器在输出功率和光束质量等方面的不断提 高以及探测器性能等方面的不断进步，半导体激光主动成像雷达应运而生，是当前国际上 研究和应用的新兴领域之一。
Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．ｂｅａｍ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｃａｒｅｆｕｌ １ Ｙ． Ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａ ｎｏｖｅｌｔｙ ａｎｄ ｐｒａｃｔ ｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｌｌ ｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ，ｂｉｇ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ａｒｅａ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ．Ｔｈｅ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｌｏｗ ｃｏｓｔ ａｎｄ Ｓｉｍｐｌｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ．Ｉｎ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｔｈｅ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｓａｔｉｓｆｉｅｄ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄｓ ｏｆ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ １ａｓｅｒｓ ｉｍａｇｉｎｇ １ ｉｄａｒ ｉ ｎ ｓｏｍｅ ｅｘｔｅｎｔ．
本论文就半导体激光成像雷达的重要组成部分，即发射和接收光学系统进行了研究。 在现有理论的基础上，运用电磁场理论分析了半导体激光器的模式分布，得到了半导体激 光光束的远场分布情况。根据半导体激光光束的远场分布特点，运用ＺＥＭＡＸ光学设计软 件设计了几种发射光学系统，并对其进行了性能评估，分析了它们各自的特点和适用的场 合。设计了接收光学系统及其机械结构，并进行了像质评价和性能分析。最后对所设计的 几种发射准直系统和接收系统进行了实验。实验表明设计所采用的理论和得出的结论是正 确的。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄ：ｌｉｄａｒ，ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ（ＬＤ），ｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎ，ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ
第１ｌ页
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本文插图目录
图１．１半导体成像激光雷达结构………………………………………………………………４ 图２．１对称三层介质平板波导…………………………………………………………………７ 图２．２垂直于结平面远场光场计算示意图…………………………………………………．１４ 图２．３ Ｄ＝０．０１，０．０５，０．１和Ｏ．３ｆａｎ时，激光器ＴＥｏ模的远场分布……………………………．１５ 图２．４半导体激光器及其远场分布示意图……………………………………………………１６ 图２．５光场分布示意图（Ａ）侧视（Ｂ）俯视……………………………………………………．１７ 图２．６ ｚ．，·５ｒａｍ时相对光强分布图１…………………………………………………………１９ 图２．７ ｚ。＝５ｍｍ时相对光强分布图２…………………………………………………………１９ 图２．８ ｚ。＝５０ｍｍ时相对光强分布图１………………………………………………………．２０ 图２．９ ｚ。＝５０ｍｍ时相对光强分布图２………………………………………………………．．２０ 图２．１０快轴相对光强分布曲线………………………………………………………………．２１ 图２．１１快轴相对光强分布曲线展开图………………………………………………………．．２１ 图２．１２慢轴相对光强分布曲线………………………………………………………………．２２ 图２．１３慢轴相对光强分布曲线展开图………………………………………………………．２３ 图３．１ Ｆｗ州发散角与１／ｅ２光强发散角的关系………………………………………………．２４ 图３．２发射准直光学系统结构图………………………………………………………………２６ 图３．３像差特性曲线图…………………………………………………………………………２７ 图３．４快轴方向轴外点发散角示意图…………………………………………………………２８ 图３．５慢轴方向轴外点发光示意图……………………………………………………………２８ 图３．６非球面透镜准直示意图…………………………………………………………………２９ 图３．７轴外发光点准直示意图…………………………………………………………………３０ 图３．８准直系统后加柱面镜……………………………………………………………………３１ 图３．９点光源和线光源示意图…………………………………………………………………３２ 图３．１０轴上点发光示意图……………………………………………………………………．３２ 图３．１１宏／微观元件组合准直系统……………………………………………………………３３ 图３．１２快轴准真柱面镜示意图………………………………………………………………一３４ 图３．１３ ＺＥＭＡＸ仿真图…………………………………………………………………………３４ 图３．１４快轴准直效果示意图…………………………………………………………………．３５ 图３．１５慢轴准直系统示意图…………………………………………………………………．３５
论文对半导体激光器的光束特性进行了较深入的理论分析，提出的准直方法对大功率 大发射面的半导体激光器光束的准直具有普遍意义，是一种比较新颖的方法，接收系统具 有成本低廉，结构简单的特点。论文工作表明。发射和接收光学系统能较好的达到半导体 激光三维成像雷达的使用要求。 关键词：激光雷达半导体激光器（ＬＤ）准直光学系统
ｉｎ
阁防科学技术大学研究生院学位论文
图３．１６慢轴准直效果示意图…………………………………………………………………。３６ 图３．１７光纤耦合系统…………………………………………………………………………．３７ 图３．１８光纤和普通透镜组合准直系统………………………………………………………．３７ 图４．１单透镜结构参数图………………………………………………………………………４０ 图４．２单透镜光线追迹图………………………………………………………………………４０ 图４．３单透镜优化后光线追迹图………………………………………………………………４１ 图４．４优化后非球面结构参数图………………………………………………………………４２ 图４．５优化后非球面光线追迹图………………………………………………………………４２ 图４．６像差曲线图………………………………………………………………………………４３ 图４．７点列图………………………………………………………………………………………………………。４３ 图４．８包围能量图…………………………………………………………………………………………………４４ 图４．９双胶合透镜组结构参数图………………………………………………………………４５ 图４．１０双胶合透镜组合光线追迹图…………………………………………………………．４５ 图４．１１接收光学系统参数图…………………………………………………………………．４６ 图４．１２接收光学系统示意图…………………………………………………………………一４６ 图４．１３接收光学系统数据图…………………………………………………………………．４７ 图４．１４接收光学系统像差曲线图……………………………………………………………．４７ 图４．１５主套筒结构图…………………………………………………………………………．４８ 图４．１６后套筒结构图…………………………………………………………………………。４９ 图４．１７前压圈结构图…………………………………………………………………………．４９ 图４。１８后压圈结构图…………………………………………………………………………．５０ 图４．１９接收光学系统实物图…………………………………………………………………．５０ 图４．２０接收光学系统光学元件图……………………………………………………………．５１ 图４．２１接收光学系统整体装配图……………………………………………………………．５１ 图５．１未加准直系统光斑图像…………………………………………………………………５２ 图５．２三维光场分布图像１……………………………………………………………………．５３ 图５．３三维光斑图像２…………………………………………………………………………．５３ 图５．４光强分布俯视图…………………………………………………………………………５４ 图５．５快轴光强分布曲线………………………………………………………………………５４ 图５．６慢轴光强分布曲线………………………………………………………………………５５
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里堕坠兰垒查奎兰塑塞耋堕兰堡丝耋
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
Ｌｉｄａｒ ｈａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｈｉｇｈ ａｎｔｉ—ｊａｍｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｉ ｔ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｇｅｔ ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｉｍａｇｅ．Ｓｏ １ ｉｄａｒ ｈａｓ ｆｏｕｎｄ ａ ｌｏｔ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｍｉｌｉｔａｒｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ．Ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ， ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｔｒａｃｋｉｎｇ，ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ，ｇｕｉｄｉｎｇ，ｆｕｚｅ ｓｅｎｓｉｎｇ，ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃ ｍｅａｓｕｒｅ， ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｔｅａｄｙ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｏｕｔｐｕｔ，ｂｅｔｔｅｒ ｂｅａｍ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｏｒ’Ｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ ａｃｔｉｖｅ ｉｍａｇｉｎｇ １ ｉｄａｒ ｈａｓ ｅｍｅｒｇｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｔｉｍｅｓ ｒｅｑｕｉｒｅ ａｎｄ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ ａ ｎｅｗｌｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｄｏｍａｉｎ ｉｎ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ．
Ｔｈｅ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｃｅｉＶｉｎｇ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ ｉｍａｇｉｎｇ ｌｉｄａｒ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉＳ ｐａｐｅｒ，ｗｈｉｃｈ ｉＳ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｏｆ １ｉｄａｒ． Ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｍｏｄｅ ｏｆ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｔ ｌａｓｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｔｈｅｏｒｙ． Ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｆａｒ—ｆｉｅｌｄ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｅｔｏｒ ｌａｓｅｒｓ ｂｅａｍ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｔ ｌａｓｅｒｓ ｂｅａｍ’Ｓ ｆａｒ—ｆｉｅｌｄ ｐａｔｔｅｒｎ，ｓｅｖｅｒａｌ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅｍ ｗａｓ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ＺＥＮＡＸ ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ，Ｔｈｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｃｈ ｏｎｅ ｉＳ ｓｕｉｔ ｆｏｒ ｗａｓ ｄｉ ｓｅｕｓｓｅｄ．Ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｒｅｃｅｉＶｉｎｇ ｏｐｔｉｃａｉ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｓｙｓｔｅｍ，ａｌｓｏ ｉｔ’Ｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗａｓ ｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｆｉｈａｌｌｙ．ｓｏｍｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔＳ ｗｅｒｅ ｄｉｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ｔｈａｔ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｃｏｎｅｌｕｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｃｏｒｒｅｃｔ．