研究目的
实现一种基于外差探测的脉冲式激光雷达系统，用于高重复频率下的远程测量，在无需高峰值功率激光器和低噪声雪崩光电二极管的情况下提高接收机灵敏度。
研究成果
基于外差检测的脉冲式激光雷达系统实现了高重复频率下的远程测量，展现出在远程监控中实现高帧率实时三维成像的潜力。
研究不足
由于光电探测器的饱和电流有限，光学本振信号的功率不能增加到8.0 mW以上，从而无法实现完美的散粒噪声限制条件。干涉效率受到3 dB光纤耦合器损耗和平衡探测器插入损耗的影响。
1：实验设计与方法选择：
该系统采用外差检测技术，通过光学锁相环生成光学本振信号。
2：样本选择与数据来源：
连续波光学信号经脉冲调制后由目标反射回波。
3：实验设备与材料清单：
包括激光源、光学开关、掺铒光纤放大器、光学准直器、偏振分束器、四分之一波片、自由空间至光纤耦合器、平衡探测器、带通滤波器及数据采集板。
4：实验流程与操作步骤：
脉冲调制信号经放大发射、目标反射后，与本振信号合束进行外差检测。
5：数据分析方法：
通过包络检波提取干涉信号振幅，并计算传播时延以实现距离测量。
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SFL1550P
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Thorlabs
Laser source for generating the optical local oscillator signal.
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PDB480C-AC
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Thorlabs
Balanced detector for detecting the interference signal between the received optical signal and the local oscillator signal.
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F180APC-1550
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Thorlabs
Optical collimator for emitting the optical signal.
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PBSW-1550
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Thorlabs
Polarizing beam splitter for the optical circulator.
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WPQ10M-1550
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Thorlabs
Quarter-wave plate for the optical circulator.
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GBE05-C
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Thorlabs
Beam expander used as the telescope.
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PAF2A-18C
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Thorlabs
Free-space to fiber coupler for receiving the optical signal.
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Koheras E15
E15
NKT Photonics
Continuous-wave laser source with an ultranarrow linewidth for generating the optical signal.
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BOA1004P
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Thorlabs
High-speed optical switch for pulse-modulating the optical signal.
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VOA50PM-APC
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Thorlabs
Variable optical attenuator for adjusting the peak power of the pulse-modulated optical signal.
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PM100D
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Thorlabs
Optical power meter for measuring the optical power.
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CTL200
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Koheron
Laser diode controller for tuning the optical frequency of the local oscillator signal.
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VHF-440+
VHF-440+
Mini-Circuits
Bandpass filter for filtering the output of the balanced detector.
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