基于微波光子信号处理的时域拉伸飞秒激光雷达

提出并演示了一种具有0.1兆赫更新速率和微米级分辨率、结合色散傅里叶变换与瞬时微波频率测量的实时测距激光雷达。当时域拉伸飞秒激光脉冲通过全光纤马赫-曾德尔干涉仪(其中探测光束插入到其中一臂的光路中)时,位移被编码到时域干涉图的频率变化中。为应对光电探测器产生的微波脉冲在存储与实时处理方面的挑战,我们转向全光信号处理。利用强度调制器,载波被时域干涉图调制。此后,微波脉冲的频率变化被加载到一阶边带上。最后,边带的频率偏移通过对称锁定鉴频器转化为透射变化。实验中,通过引入可编程光滤波器,实现了具有可调动态范围和探测灵敏度的实时测距系统。在15 mm探测范围内获得7.64 μm的标准差、19.10 μm的总体平均误差;在45 mm探测范围内分别获得37.73 μm的标准差、36.63 μm的总体平均误差。