【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微纳光学器件及激光探测领域，尤其是轻量化无人机探测、机器人侦察、空间交会对接等大口径、轻量化激光探测领域，具体涉及一种基于微纳结构薄膜衍射光学元件的激光雷达接收系统。
技术介绍
1、激光雷达是一种以激光作为载波的主动光学遥感技术，主要由发射系统、接收系统和信号处理系统三部分组成。通常认为，在发射功率相同时，接收口径越大，雷达的探测距离越远。但是对于传统的反射式激光雷达接收系统而言，当接收口径增大时，不仅体积和重量会快速增加，对主镜面形加工与检测的要求也会大幅提升，同时对于反射式光学接收系统，当入射光经过反射镜后引入的波像差是其面形误差的两倍。这些都在一定程度上限制了激光雷达在轻量化无人机探测、机器人侦察、空间交会对接等大口径、轻量化激光探测领域的发展。
2、传统光学透镜通常为无机块体材料，其具有质脆、面密度大、成本高等问题，特别对于大口径光学接收系统其重量、成本以及加工难度的增加不可忽视。
技术实现思路
1、针对现有技术的情况，本专利技术的目的在于提供一种基于微纳结构薄膜衍射光学元件的激光雷达接收系统，该系统是一种折、衍混合的光路结构，其包括：
2、微纳结构薄膜衍射主镜，用于对激光雷达镜头前入射的大角度光信号进行聚焦并输出；
3、小孔，用于通过微纳结构薄膜衍射主镜的输出光，从而控制激光雷达接收系统的接收场视角；
4、准直组，用于通过经过小孔的输出光，以保证输出光以法线方向入射到窄带滤光片表面；
5、窄带滤光片
6、会聚组，用于将通过窄带滤光片的输出光的光能量重新聚焦到激光雷达光电探测器的光敏面处。
7、本专利技术原理如下：首先激光雷达镜头前入射的大角度光信号经由微纳结构薄膜衍射主镜聚焦输出，输出光通过小孔控制系统的接收视场角，然后输出光经过准直组以保证光线以法线方向入射到窄带滤光片表面以更好地滤除掉除工作波段外其他波长的杂散光，最后光通过会聚组将光能量重新聚焦至激光雷达光电探测器的光敏面处。
8、采用上述的技术方案，可以获得有益效果：
9、衍射式光学系统具有设计自由度高、重量轻、面形公差宽松等优势，而且能够突破传统光学系统的许多局限，在改善系统像质、减小体积和降低重量等多方面都表现出比传统光学元件更高的优势。
10、微纳结构薄膜衍射透镜结构易于制备。
11、微纳结构薄膜衍射透镜具有针对特定波长光进行调制的作用，特别适用于单色的激光雷达系统。
12、接收光学系统中，准直组与会聚组构成了激光耦合器，它可以放宽对衍射透镜f数的限制，系统设计自由度高。
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1.一种基于微纳结构薄膜衍射光学元件的激光雷达接收系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于微纳结构薄膜衍射光学元件的激光雷达接收系统，其特征在于，微纳结构薄膜衍射主镜为具有表面微纳结构设计的聚酰亚胺有机薄膜衍射透镜，通过光刻技术在聚酰亚胺薄膜基底上制备表面微纳结构设计，该表面微纳结构设计用于对透射光束进行相位调制，且由多台阶环带结构组成。
3.根据权利要求2所述的基于微纳结构薄膜衍射光学元件的激光雷达接收系统，其特征在于，微纳结构薄膜衍射主镜为八台阶微纳结构薄膜衍射光学透镜。
4.根据权利要求1所述的基于微纳结构薄膜衍射光学元件的激光雷达接收系统，其特征在于，准直组由正透镜和一个双胶合透镜组成，正透镜的作用是帮助双胶合透镜承担部分光焦度，双胶合透镜的作用是校正轴上像差。
5.根据权利要求1所述的基于微纳结构薄膜衍射光学元件的激光雷达接收系统，其特征在于，会聚组由正透镜和一个双胶合透镜组成，正透镜用于帮助双胶合透镜承担部分光焦度，双胶合透镜用于校正轴上像差。
6.根据权利要求1所述的基于微纳结构薄膜衍射光学元
...【技术特征摘要】
1.一种基于微纳结构薄膜衍射光学元件的激光雷达接收系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于微纳结构薄膜衍射光学元件的激光雷达接收系统，其特征在于，微纳结构薄膜衍射主镜为具有表面微纳结构设计的聚酰亚胺有机薄膜衍射透镜，通过光刻技术在聚酰亚胺薄膜基底上制备表面微纳结构设计，该表面微纳结构设计用于对透射光束进行相位调制，且由多台阶环带结构组成。
3.根据权利要求2所述的基于微纳结构薄膜衍射光学元件的激光雷达接收系统，其特征在于，微纳结构薄膜衍射主镜为八台阶微纳结构薄膜衍射光学透镜。
4.根据权利要求1所述的基于微纳结构薄膜衍射光学元件的激光雷达接收系统，其特征在于，准直组由正透镜和一个...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷家家，侯孟霞，范斌，边疆，杜俊峰，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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