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。 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。 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。