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固态面阵激光雷达

针对固态面阵激光雷达光学系统具有大相对孔径及照度均匀的特点，通过对发射激光器进行光场能量拟合和光学建模，计算快慢轴边缘像元接收能量，指导给出光学参数，通过分析光学系统结构，指出在大相对孔径和大视场光学系统下，使用反射远结构对前组的复杂化以及扩大口径及半径，同时合理放置光阑引入光阑像差以提升边缘视场照度，对后组的复杂化以降低像面光线入射角是提高成像质量和增强像面均匀的关键。

激光雷达

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对飞机等目标进行探测、跟踪和识别。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。

激光雷达结构

基于二维MEMS扫描振镜的激光雷达系统采用飞行时间法测距，整体光路采用收发并行光路系统，光源为半导体脉冲激光器，探测器为高灵敏度的APD阵列探测器，激光雷达工作时，控制系统使激光器发出高频率脉冲激光，经由准直系统准直为发散角较小的光束，再控制二维MEMS扫描振镜的偏转角，改变出射光束方向，逐点扫描目标；目标反射的回波光束经过接收光学系统会聚到APD阵列探测器表面，APD阵列探测器上对应的单元被选通以接收光信号。控制系统基于时间飞行法（ToF）准确计算激光飞行往返路径的时间来实现距离测量。

1) 固体激光雷达。固体激光雷达就是指没有运动部件的激光雷达，也叫作固态激光雷达，如图2所示。它具有结构简单、尺寸小、寿命高、成本低等优点。

2) 气体激光雷达。气体激光雷达以CO2激光雷达为代表。激光脉冲在大气层中行进，一方面被气溶胶散热，另一方面被大气物质吸收，气体激光雷达所提取的信息正是表现为CO2气体对激光脉冲能量的吸收。在激光雷达吸收探测系统中，既利用了气溶胶散热形成的回波，又利用了气体吸收而获得CO2的信息，其吸收信号的强弱反应了CO2浓度的大小。气体激光雷达工作在红外波段，大气传输衰减小，探测距离远，已经在大气风场和环境监测方面发挥了很大作用。