一种探测方法

1.本发明涉及光学探测技术领域，具体涉及一种探测方法。


背景技术：

2.传统的微波雷达使用微波探测物体，对于瓷器、塑料等，微波几乎直接穿越而不被吸收；对于水和食物等，微波则会被吸收。
3.为此，亟需一种分辨率高，抗干扰能力强，扫描速度快且能全空域扫描的雷达探测方法。


技术实现要素：

4.本发明解决的问题是提供一种分辨率高，抗干扰能力强，扫描速度快且能全空域扫描的雷达探测方法。
5.为解决上述问题，本发明提供一种探测方法，包括：朝探测方向发射激光脉冲；对所述发射的激光脉冲进行光偏转，使得发射的光出射角度随时间变化；对进行光偏转的激光脉冲进行色散，使得不同波长的光对应不同角度；接受不同波长的光的反射光并用于成像。
6.可选的，所述激光为飞秒激光脉冲。
7.可选的，采用光偏转器对所述发射的激光脉冲进行光偏转。
8.可选的，所述光偏转器每隔第一单位时间进行第一角度偏转。
9.可选的，采用色散元件对进行光偏转的激光脉冲进行色散。
10.与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
11.本发明提供的探测方法探测范围广，反应速度快。
附图说明
12.图1是本发明一实施例的探测方法的流程示意图；
13.图2是本发明一实施例的雷达探测系统的示意图；
14.图3是本发明一实施例的飞秒激光器产生脉冲示意图；
15.图4是飞秒激光器产生的光束经过光偏转器以后随着偏转角度不同的示意图；
16.图5是本发明一实施例的探测示意图；
17.图6是本发明一实施例的探测器的接受示意图。
具体实施方式
18.由背景技术可知，亟需一种分辨率高，抗干扰能力强，扫描速度快且能全空域扫描的雷达探测方法。
19.为此，本发明的发明人提出一种探测方法，包括：朝探测方向发射激光脉冲；对所述发射的激光脉冲进行光偏转，使得发射的光出射角度随时间变化；对进行光偏转的激光
脉冲进行色散，使得不同波长的光对应不同角度；接受不同波长的光的反射光并用于成像。
20.从而能够提高雷达的分辨率，且抗干扰能力强，扫描速度快且能全空域扫描。
21.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
22.图1为本发明一实施例的探测方法的流程示意图，包括：
23.s1，朝探测方向发射激光脉冲；
24.s2，对所述发射的激光脉冲进行光偏转，使得发射的光出射角度随时间变化；
25.s3，对进行光偏转的激光脉冲进行色散，使得不同波长的光对应不同角度；
26.s4，接受不同波长的光的反射光并用于成像。
27.具体的，请参考图2，提供飞秒激光器1，所述飞秒激光器1沿探测方向发射激光束。
28.其中，所述飞秒激光器1输出光谱范围为1350nm至1450nm。具体地，选用1350nm至1450nm的飞秒激光光源有利于色散且短时间能够多次发射激光，例如，在10微秒内发出1000束光束，使得接受到的信号更加准确。
29.在一些实施例中，请参考图3，所述激光脉冲为飞秒激光脉冲。飞秒(英语为femto second，简写为fs)，是度量时间长短的一种计量单位。飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光，持续时间非常短，只有几个飞秒，一飞秒就是10的负15次方秒。飞秒激光的第二个特点是具有非常高的瞬时功率，可达到十万瓦。飞秒激光的第三个特点是，它能聚焦到比头发的直径还要小的空间区域，使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍。
30.在一些实施例中，对所述发射的激光脉冲进行光偏转，使得发射的光出射角度随时间变化。
31.请参考图2，对所述发射的激光脉冲进行光偏转可以采用光偏转器2，作为一些实施例，可以采用机械的方式转动反射镜(或多面反射体)以改变光束至镜面的入射角，达到进行光偏转的目的；作为另一些实施例，可以利用电光效应或声光效应改变透明介质的折射率，达到进行光偏转的目的。
32.在一些实施例中，所述光偏转器2设置为可动的。作为一些实施例，所述光偏转器2沿光偏转器的中心轴线转动；作为一些实施例，所述光偏转器沿预定轴线转动，例如所述轴线为所述光偏转器的一个侧边；或所述轴线与所述光偏转器的中心轴线平行；或所述轴线与所述光偏转器的中心轴线垂直。
33.在一些实施例中，所述轴线为光偏转器的对角线或与所述光偏转器的对角线平行。
34.在一些实施例中，所述轴线平行于所述光偏转器的偏转面；在一些实施例中，所述轴线垂直于所述光偏转器的偏转面。
35.需要说明的是，在一些实施例中，所述光偏转器以匀速进行转动。
36.在一些实施例中，所述光偏转器以脉冲形式进行转动，例如所述光偏转器依次在第一时间内以第一速度进行偏转，在第二时间内静止。
37.在另一些实施例中，所述光偏转器依次在第一时间内以第一速度进行偏转，在第二时间以第二速度进行偏转。
38.在一些实施例中，光偏转器每隔10us转动0.01
°‑
0.1
°
。
39.在一些实施例中，所述光偏转器具有偏转角度限制，例如，所述光偏转器限制在
±
30
°
。
40.请参考图2，在一些实施例中，对进行光偏转的激光脉冲进行色散，使得不同波长的光对应不同角度。
41.所述色散元件3用于将脉冲光色散，从而在水平的到不同颜色(波长)的光束，通过光束颜色(波长)来判断水平面的夹角。
42.色散后的脉冲光被探测物体4反射，在一些实施例中，接收器5接受不同波长的光的反射光并用于成像。
43.色散能够将不同波长的光色散到空间角度尽可能大，从而探测空间尽量大的范围。
44.需要说明的是，在其他实施例中，也可以先对脉冲光进行色散，然后进行光偏转。
45.请参考图3，在本实施例中，飞秒激光器每隔10纳秒产生一束脉冲n1、n2、n3等；在其他实施例中，飞秒激光器也可以每隔20纳秒、30纳秒...产生一束脉冲。
46.飞秒激光器相隔10纳秒发出一束飞秒激光n，光偏转器每隔10微秒转动一个角度产生光束m，光偏转器转动一个小角度的过程中，飞秒激光器共发出1000束脉冲光，光偏转器角度转动1000次，转过角度为60
°
，完成一次扫描，一共用时10毫秒。
47.请参考图4，图4是飞秒激光器产生的光束经过光偏转器以后随着偏转角度不同而产生的光束m1到m
1000
，取m
1000
为例，m
1000
经过空间色散元件，被分成空间上随着波长不同水平角度也不同的光束λ1到λ
1000
。
48.请参考图5，以空间中一个飞机为例子，m1到m
1000
用于探测空间纵向角度，λ1到λ
1000
用于探测空间横向角度，对于下图飞机，标记阴影的区域表示有光反射回来，对应上面的图中的阴影，从而实现成像。
49.请参考图6，图6是探测器的接受示意图；图中黑色线段表示有光发出但是并没有接收到光，虚线线段表示有光发出而且接收到光。
50.本技术还提供一种雷达探测系统，请参考图2，包括：
51.脉冲激光器1，适于朝探测方向发射激光脉冲；
52.光偏转元件2，适于对所述发射的激光脉冲进行光偏转，使得发射的光出射角度随时间变化；
53.色散元件3，适于对进行光偏转的激光脉冲进行色散，使得不同波长的光对应不同角度；
54.接受器5，接受不同波长的光的反射光并用于成像。
55.具体地，所述飞秒激光器1沿探测方向发射激光束。其中，所述飞秒激光器1输出光谱范围为1350nm至1450nm。具体地，选用1350nm至1450nm的飞秒激光光源有利于色散且短时间能够多次发射激光，例如，在10微秒内发出1000000束光束，使得接受到的信号更加准确。在一些实施例中，所述激光脉冲为飞秒激光脉冲。飞秒(英语为femto second，简写为fs)，是度量时间长短的一种计量单位。飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光，持续时间非常短，只有几个飞秒，一飞秒就是10的负15次方秒。飞秒激光的第二个特点是具有非常高的瞬时功率，可达到十万瓦。飞秒激光的第三个特点是，它能聚焦到比头发的直径还要小的空间区域，使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍。在一些实施例中，光偏转元件2对所述发射的激光脉冲进行光偏转，使得发射的光出射角度随时间变化。
56.作为一些实施例，可以采用机械的方式转动反射镜(或多面反射体)以改变光束至镜面的入射角，达到进行光偏转的目的；作为另一些实施例，可以利用电光效应或声光效应改变透明介质的折射率，达到进行光偏转的目的。
57.在一些实施例中，所述光偏转器2设置为可动的。作为一些实施例，所述光偏转器2沿光偏转器的中心轴线转动；作为一些实施例，所述光偏转器沿预定轴线转动，例如所述轴线为所述光偏转器的一个侧边；或所述轴线与所述光偏转器的中心轴线平行；或所述轴线与所述光偏转器的中心轴线垂直。
58.在一些实施例中，所述轴线为光偏转器的对角线或与所述光偏转器的对角线平行。
59.在一些实施例中，所述轴线平行于所述光偏转器的偏转面；在一些实施例中，所述轴线垂直于所述光偏转器的偏转面。
60.需要说明的是，在一些实施例中，所述光偏转器以匀速进行转动。
61.在一些实施例中，所述光偏转器以脉冲形式进行转动，例如所述光偏转器依次在第一时间内以第一速度进行偏转，在第二时间内静止。
62.在另一些实施例中，所述光偏转器依次在第一时间内以第一速度进行偏转，在第二时间以第二速度进行偏转。
63.在一些实施例中，光偏转器每隔10us转动0.01
°‑
0.1
°
。
64.在一些实施例中，所述光偏转器具有偏转角度限制，例如，所述光偏转器限制在
±
30
°
。
65.色散元件3对进行光偏转的激光脉冲进行色散，使得不同波长的光对应不同角度。
66.所述空间色散元件3用于将脉冲光色散，从而在水平的到不同颜色(波长)的光束，通过光束颜色(波长)来判断水平面的夹角。
67.色散后的脉冲光被探测物体4反射，在一些实施例中，接收器5接受不同波长的光的反射光并用于成像。
68.色散能够将不同波长的光色散到空间角度尽可能大，从而探测空间尽量大的范围。
69.需要说明的是，在其他实施例中，也可以先对脉冲光进行色散，然后进行光偏转。
70.接收器5接受不同波长的光的反射光并用于成像。所述接收器5可以是现有的光学接收器。
71.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。