YAG脉冲激光测距仪

YAG脉冲激光测距仪

激光测距是激光在军事上应用最早和最成熟的技术。自1960年第一台激光器--红宝石激光器发明以来，便有人开始进行激光测距的研究。和微波测距等其它方法相比，激光测距具有更好的方向性和更高的测距精度，测程远，抗干扰能力强，隐蔽性好，因而得到广泛的应用。激光测距的研究还对雷达技术的发展起了很大的促进作用，因而在国民经济和国防建设中具有重要意义。脉冲激光测距仪作为军用装备器材，发展于60年代初。经过30多年的开发、研制和装备，目前国外已完成了“手持式、脚架式、潜望式、坦克、装甲、水面舰载潜艇潜望、高炮、机载、机场测云、导弹和火箭发射、人造卫星、航天器载”等约十三大类400多个品种和型号，其中装备量最大的是以ND：YAG为器件的固体脉冲激光测距仪，其次是CO2脉冲激光测距仪。

0.69 u m的红宝石脉冲激光测距仪是第一代军用激光测距仪，其结构简单，紧凑。因工作波长属近红外绿光，极易暴露目标，加上对人眼极不安全，目前除少数应用外已被淘汰。

ND：YAG脉冲激光测距仪主要优点是隐蔽性、电效率和脉冲重复工作频率大大优于红宝石激光测距仪，因而从60年代后期开始广泛装备部队，主要缺点有：
1.工作波长为1.06 u m，相对说来较短，在大气中的衰减较大，不完全适合自然雾和战场烟幕等环境条件；
2.1.06u m波长被发射后经人眼聚焦进入视网膜，在很短的距离上若不加防护观察，可以使人眼永久致盲；
3.1.06 u m波长不与8-12 u m热成像系统兼容。
而ND：YAG脉冲激光测距仪目前仍具有无法取代的独特优点

CO2脉冲激光测距仪是70年代末和80年代中期主要针对1.06um的ND：YAG激光测距仪的缺点发展起来的新一代人眼安全激光测距仪。
其主要优点有：
1.大气穿透能力优于ND：YAG激光波长，能在较低能见度和战场烟幕等大气条件下工作；
2.能与8-12um波段内的典型热成像系统兼容并可共用接收光学系统和探测器，能有效实现热成像仪能探测到的绝大多数目标；
3.能实现对人眼安全。主要缺点是： 10.6u m的CO2激光波长极易被水分子吸收衰减，在大气中含水蒸汽密度大的晴天和潮湿条件下，限制了它的最大测距能力，特别是雨天和目标被雪覆盖时，目标呈现多镜面对称反射，对CO2激光波长测距不利。国外有许多大学、研究机构和公司都开展了脉冲半导体激光测距机的研究。

主要有芬兰的奥鲁大学、美国的Schwartz Electro Optics公司、EXXON公司等。Schwartz Electro Optics公司为美国国家数据中心研制了激光海浪测量装置，用于无人看守的海浪测量站；为美国联邦政府高速公路管理局研制了激光自动传感系统，用于车辆速度和高度的测量，从而提高了交通效率；还为军方研制了直升机激光防撞告警装置。EXXON公司研制了脉冲半导体激光角度距离测量系统，用于海上石油勘测。1992年美国亚特兰大激光公司为警方专门设计的手持式人眼安全激光二极管测距机，用于对车辆的测距和测速。1996年下半年，美国Bushnell公司推出了测距能力400m的400型LD激光测距机Yaddaga400，1997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Laser Site LD激光测距机。美国Leica公司展出了实用的小型LD测距机，测量距离0.2-30米。1995年以来，国际上对人眼安全的半导体激光测距技术发展十分迅速，已开展了波长在800-900nm范围内、峰值功率为10W、脉冲宽度20-50ns、重复频率1-10kHz，测量距离l0m-lkm无合作目标的激光测距机研究。

国内样机的研究始于20世纪80年代，是在原固体、气体激光测距机基础上发展起来的。目前，基础技术己具备，主要是解决工程应用问题，开发各种应用产品。航天科工集团八三五八所研制出测程200m，精度0.5 m，数据率100 Hz的激光测距机。中科院上海光机所研制出便携式激光测距机，对漫反射水泥墙的测距达100m，采用300MHz计数方式，测距精度0.5m，重复频率1KHz。中国计量学院信息工程系光电子所与国外合作开发了低价、便携式半导体激光测距机，作用测距1km，精度小于lm，采用4M晶振，线性时间放大技术。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。西南技术物理研究所研制的半导体激光高度表，其工作波长为905nm，重复频率为100Hz，测程2-800米，测量精度1米。
激光测距仪的应用前景非常广阔，已经被应用于以下领域：电力、水利、通讯、环境、建筑、地质、警务、消防、爆破、航海、铁路、反恐／军事、农业、林业、房地产、休闲／户外运动等。

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