激光发射及接收电路的设计开题报告

1. 研究目的与意义

由于激光的单色性和方向性好而使其具有保密和抗干扰性能，目前已在航空炸弹、火箭、飞航导弹及反坦克导弹上得到了广泛应用。

不论是在国防军事建设还是国民经济建设中，距离的测量和检测技术的发展都有着重大意义。在现代军事装备中，很多武器系统上都装备了激光测距系统，以实现精确、有效的打击目标;在民用领域，云层测高、卫星测距、大地测量、工程建筑、汽车防撞、大型堤坝变形监测等各方面都对测距精度和测距距离提出了更高的要求。随着科技水平的发展，许多领域都在不断发展提高测距水平。

激光测距仪一般由激光发射部件、激光接收部件和电源三大部分组成。根据激光测距的基本原理，激光测距技术可以分为激光飞行时间测距和非飞行时间激光测距两类，其中飞行时间测距根据所发射激光状态的不同，可分为脉冲激光测距和连续波激光测距，后者根据起止时刻标识的不同又分为相位激光测距和调频激光测距。非飞行时间激光测距技术是指在测距时并不像飞时测距法直接或者间接获得激光飞行时间，而是通过光子计数或者数学统计的方法来得。无论哪种方式的激光测距，均需要激光的发射与接收。

2. 国内外研究现状分析

自六十年代第一台激光器诞生以来，由于激光的高亮度和方向性、单色性好等特点，激光技术就一直是众多科学家关注的热点。七十年代，yag激光器技术日趋成熟并开始大量应用于激光测距雷达。八十年代，ld(laserdiode，激光二极管)技术日趋成熟，由于具有体积小、重量轻、结构简单、使用方便、对人眼安全等一系列优点，它开始应用于中、短程激光测距。九十年代，国外开始大力发展ld激光技术，在中、短程激光雷达应用方面有取代yag激光雷达的趋势，近年来又发展了一种便携式、对人眼安全、无合作目标、低价位，适用于家庭及民用的激光测距仪，既能作为望远镜又具测距功能。

国外的众多大学、公司和研究机构也开展了这方面的研究工作。研究最早的是芬兰奥鲁大学电器工程系和芬兰技术研究中心，他们的研究从20世纪70年代初至今持续了30年，研究内容从各分系统到整机及其应用，并且与美国、俄罗斯几家著名公司联合开绪论硕士论文开展了应用研究，其产品涉及工业、航天、海洋及机器人视觉等多个方面。80年代，美国科顿公司的m931型半导体激光测距夜视仪将单目夜视装置和半导体激光器集成为一体，测程超过了1km，重量仅为1.3kg。美国国际激光系统公司的gr500型激光测距机采用半导体激光器，重复频率为2khz，脉宽40ns，发散角5-50mrad，测程3230m，重量10kg。美国轻型反坦克武器激光测距机采用半导体激光器，输出功率40w，脉宽70ns，发散角10mrad，重复频率5.7khz，测距大于500m。leica公司于1991年报道的激光测距仪采用波长为845nm的半导体激光器，峰值功率7.64w，脉冲重复频率29khz，在良好的天气条件下，测程可达4km。即使在可见度很低的情况，测程仍可达到1km。photoninteraction公司1991年报道的mr-101型导弹测距仪，采用军品半导体激光器作为光源，探测器采用带放大的si-apd，整机重量小于25g，工作重复频率为100hz，测程大于300m，测距精度小于1m。1992年美国亚特兰大激光公司为警方专门设计的手持式型人眼安全半导体激光器测距机，用于车辆的测距和测速，激光重复频率400hz，发散角4mrad。1996年美国bushnell公司推出了测距能力400m的400型ld激光测距机yaddaga400在1997年被评为世界100项重要科技成果之一，同年又推出了测距能力800m的800型激光测距机。1998年美国tasco公司研制出测距能力800m的摄像机型lasersiteld激光测距机。

国内在小型化ld激光测距仪方面的研究尚处于发展阶段。航天科工集团八三五八所研制出了测程200m，精度0.5m，数据率100hz的激光测距机。中国科学院上海光机所1996年研制的半导体激光测距仪样机选用了国产半导体激光器，波长为800-900nm，重复频率1khz，测距仪测量范围10-100m(无合作目标)，分辨率为0.5m。中国计量学院1999年报道了lfi系列人眼安全便携式半导体激光测距仪。中国计量学院信息工程光电子所与国外合作开发的低价、小功率、便携式激光测距机，工作波长905nm，峰值功率10w，脉宽25ns，重复频率100hz。在无合作目标的情况下，测距范围14-1000m，精度1m。采用4m晶振，线性时间放大技术。但其样机是针对民用市场的，在小型化、低功耗和抗过载等方面都不能够满足特殊工作要求，并且不具备定位功能。常州莱赛公司研制了作用距离200m、测距精度0.5m的半导体激光测距机。

3. 研究的基本内容与计划

激光测距由于其高精度一直以来都受到广泛的青睐。目前常用的激光测距

方法有脉冲测距法和相位式测距法。

脉冲激光测距法相比相位激光测距法有以下几项优点：

4. 研究创新点

本次设计的激光发射及接收电路，接收电路的反应速度快，精确度高(能达到分辩10cm距离的精度要求)。