【摘 要】
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激光雷达由于其体积小、重量轻、分辨率高、抗干扰能力强等优点,在不断增加的未来需求的推动下正扮演着越来越重要的角色。然而无扫描激光测距雷达的发展对半导体激光光源提出
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激光雷达由于其体积小、重量轻、分辨率高、抗干扰能力强等优点,在不断增加的未来需求的推动下正扮演着越来越重要的角色。然而无扫描激光测距雷达的发展对半导体激光光源提出了新的要求,为了同时提高测量距离和测量精度,需要对大功率半导体激光器进行高频调制。针对研制的无扫描激光雷达系统,需要对大功率半导体激光器进行高频连续调制,本文总结了半导体激光器的原理和驱动方法,并针对连续和准连续调制大功率激光器的特点分别设计了两套驱动电路,包括线性功率放大驱动电路和谐振功率放大驱动电路。介绍了驱动电路的设计方案和原理,并对各个子模块的设计方法和所实现的功能做了详细的阐述。最后,为了准确测量驱动电路的电气性能和功能实现,设计了利用雪崩二极管(APD)作为进行光接收和放大器件的测试电路。通过实验和对结果的分析得知:线性功率放大电路可以驱动最大连续输出功率为1.0W的激光二极管(LD),它的工作频率从1MHz~5MHz连续可调;谐振功率放大电路工作频率1MHz~20MHz可调,输出峰值电流达到10A的正弦调制信号,可以成功驱动大功率半导体激光阵列器件,满足无扫描雷达系统的光源要求。论文研究一种基于相位法测距的半波调制无扫描激光雷达系统,它通过对光源和光接收器件分别进行不同波形的同频调制,利用像增强器作为光接收器件对大功率激光二极管照射物体的回波信号进行放大,然后通过CCD接收并通过计算机处理得到目标物体距离信息。构建了该方案的实验系统,并通过对不同调制方法的实验比较,分析并得出了结论:半波调制可以有效降低激光器功耗且提高了测量图像的对比度,测量精度和正弦波调制方案相当。然后提出了解决减少测量误差的方法。论文最后对所做的工作做了总结,并对未来的工作做了展望。
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