JPH1114752A - Laser radar device - Google Patents

Laser radar device

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Publication number
JPH1114752A
JPH1114752A JP9167138A JP16713897A JPH1114752A JP H1114752 A JPH1114752 A JP H1114752A JP 9167138 A JP9167138 A JP 9167138A JP 16713897 A JP16713897 A JP 16713897A JP H1114752 A JPH1114752 A JP H1114752A
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JP
Japan
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laser
calibration
detector
radar device
reception detector
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Application number
JP9167138A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoji Nakada
洋二 中田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の受信検出器の校正及びレーザ出力のモ
ニタ用検出器の校正は、観測期間前に取得した検出器感
度の校正データに基づくものであり、観測期間中の検出
器感度の変化や劣化に対する性能要求は厳しく、また感
度変化や劣化が生じた場合には、観測結果である大気中
の粒子の濃度が真値からずれる。 【解決手段】 レーザレーダ装置に内蔵する校正装置
は、校正用レーザ抽出部13と校正用レーザ導入部14
をもつ。校正用レーザ抽出部13において、レーザ発生
器1から出力されるレーザ光6を取り出す。校正用レー
ザ導入部14は、校正用レーザ抽出部13で取り出した
校正用レーザ光19を集光部3または受信検出器4へ伝
送する。伝送された校正用レーザ光は、受信検出器4に
おいて電気信号12に変換し、校正用データとして使用
する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] Conventional calibration of a reception detector and calibration of a laser output monitoring detector are based on calibration data of the detector sensitivity acquired before the observation period, and are used during the observation period. The performance requirements for the change or deterioration of the detector sensitivity are severe, and when the sensitivity change or deterioration occurs, the concentration of the particles in the atmosphere, which is the observation result, deviates from the true value. A calibration device incorporated in a laser radar device includes a calibration laser extraction unit and a calibration laser introduction unit.
With. The laser beam 6 output from the laser generator 1 is extracted in the calibration laser extraction unit 13. The calibration laser introduction unit 14 transmits the calibration laser light 19 extracted by the calibration laser extraction unit 13 to the light collection unit 3 or the reception detector 4. The transmitted calibration laser beam is converted into an electric signal 12 by the reception detector 4 and used as calibration data.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、人工衛星や航空
機等の飛しょう体に搭載して、大気中に存在する粒子の
濃度を観測するレーザレーダ装置に関し、特にレーザレ
ーダ装置に内蔵するレーザ発生器出力値および受信検出
器感度の校正装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser radar device mounted on a flying object such as an artificial satellite or an aircraft to observe the concentration of particles existing in the atmosphere, and more particularly to a laser generator built in the laser radar device. The present invention relates to an improvement of a calibration device for a detector output value and a reception detector sensitivity.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザレーダ装置は、レーザ光を観測対
象に照射し反射した光を受信して、観測対象の濃度や位
置などのセンシングを行う装置である。このレーザレー
ダ装置を人工衛星や航空機に搭載して、大気中に存在す
る粒子の濃度分布を観測する際、レーザ反射光のエネル
ギにより濃度が計測されるため、受信検出器の光に対す
る出力電気信号の感度(以下単に感度という)が観測期
間中に既知でなければならない。特に人工衛星に搭載し
て宇宙空間から地球大気を観測する場合には、例えば3
年間というような長期の運用期間に渡る受信検出器の感
度変化が観測結果である濃度データに影響を及ぼす。
2. Description of the Related Art A laser radar apparatus irradiates a laser beam to an object to be observed and receives the reflected light to sense the density and position of the object to be observed. When this laser radar device is mounted on an artificial satellite or aircraft to observe the concentration distribution of particles present in the atmosphere, the concentration is measured by the energy of the laser reflected light. Must be known during the observation period. In particular, when observing the earth's atmosphere from outer space mounted on a satellite, for example, 3
A change in the sensitivity of the reception detector over a long operation period such as one year affects the concentration data as the observation result.

【0003】一方、レーザレーダ装置のレーザ発生器か
ら送信されるレーザ光についても、送信出力値が変化す
ると、大気中の粒子からのレーザ反射光は変化する。レ
ーザ出力値が既知でなければ、前記の濃度データは不正
確なものとなる。
On the other hand, with respect to laser light transmitted from a laser generator of a laser radar device, when the transmission output value changes, the laser reflected light from particles in the atmosphere changes. If the laser output value is not known, the density data will be inaccurate.

【0004】従来における受信検出器の感度の校正は、
概ね以下のような2つの方法により行われている。 (a)レーザレーダ装置による観測前に、検出器単品で
感度の校正データを取得する。 (b)レーザレーダ装置による観測前に、レーザレーダ
装置外部から基準となる光源をレーザレーダ装置に照射
し受信検出器の感度の校正データを取得する。
[0004] Conventional calibration of the sensitivity of the reception detector is as follows.
It is generally performed by the following two methods. (A) Before the observation by the laser radar device, the sensitivity calibration data is obtained by the detector alone. (B) Before observation by the laser radar device, a reference light source is irradiated to the laser radar device from outside the laser radar device to acquire calibration data of the sensitivity of the reception detector.

【0005】レーザレーダ装置による観測結果の処理
は、観測結果である受信検出器の出力電気信号のデータ
を、あらかじめ(a)または(b)の方法によって取得
しておいた校正データと関連付けることにより行う。し
たがって、大気中の粒子の濃度等の物理量を正確に求め
るためには、観測前の受信検出器感度の校正データとレ
ーザレーダによる観測期間中の受信検出器感度が変化ま
たは劣化していないことが必要となる。
The processing of the observation result by the laser radar device is performed by associating the data of the output electric signal of the reception detector, which is the observation result, with the calibration data previously obtained by the method (a) or (b). Do. Therefore, in order to accurately determine the physical quantity such as the concentration of particles in the atmosphere, it is necessary that the calibration data of the receiver detector sensitivity before observation and the receiver detector sensitivity during the observation period by the laser radar have not changed or deteriorated. Required.

【0006】一方、従来におけるレーザ発生器のレーザ
出力値の変化は、レーザレーダ装置の観測期間中におい
て、レーザ出力端に受信検出器とは別の専用検出器を配
置して計測することが行われている。この専用の検出器
の感度が変化するレーザ出力の計測値は不正確なものと
なる。このレーザ出力モニタ用の専用検出器について
も、受信検出器と同様に校正を行うこととなり、観測前
の検出器感度校正データとレーザレーダ装置による観測
期間中の検出器感度が変化または劣化していないことが
必要となる。
On the other hand, a change in the laser output value of the conventional laser generator can be measured by arranging a dedicated detector different from the reception detector at the laser output end during the observation period of the laser radar device. Have been done. The measurement value of the laser output at which the sensitivity of the dedicated detector changes becomes inaccurate. The dedicated detector for monitoring the laser output is also calibrated in the same way as the receiving detector, and the detector sensitivity calibration data before observation and the detector sensitivity during the observation period by the laser radar device have changed or deteriorated. It is necessary that there is not.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来のレ
ーザレーダ装置の受信検出器およびレーザ出力モニタ用
の専用検出器の校正の方法は、レーザレーダ装置による
観測前に取得しておいた検出器感度の校正データに基づ
くものであり、レーザレーダ装置による観測期間中の検
出器感度の変化または劣化に対する性能要求は厳しくな
るという問題点がある。また、この検出器感度が変化ま
たは劣化した場合には、レーザレーダ装置による観測に
より求められる大気中の粒子の濃度が真値からずれたも
のとなるという問題点がある。
As described above, the conventional method of calibrating the reception detector of the laser radar device and the dedicated detector for monitoring the laser output is based on the detection method acquired before the observation by the laser radar device. It is based on the calibration data of the detector sensitivity, and there is a problem that the performance requirement for the change or deterioration of the detector sensitivity during the observation period by the laser radar device becomes severe. Further, when the detector sensitivity changes or deteriorates, there is a problem that the concentration of particles in the atmosphere obtained by observation with a laser radar device deviates from the true value.

【0008】この発明は以上の課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、レーザレーダ装置による観測期
間中においてレーザ発生器出力値および検出器感度の校
正をすることができる校正装置を設けたレーザレーダ装
置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a calibration device capable of calibrating an output value and a detector sensitivity of a laser generator during an observation period by a laser radar device. To provide a laser radar device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】第1の発明によるレーザ
レーダ装置は、レーザ発生器から出力されるレーザ光の
一部を取り出す校正用レーザ抽出部と、前記校正用レー
ザ抽出部により取り出されたレーザ光を光伝送路を通し
て受信検出器に注入する校正用レーザ導入部とを有し、
校正用レーザ導入部から注入されたレーザ光を前記受信
検出器において電気信号に変換し、その電気信号を校正
データとして用いることにより、前記レーザ発生器の出
力値と前記受信検出器の感度を校正するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser radar device for extracting a part of a laser beam output from a laser generator, and a laser beam extracted by the calibration laser extracting unit. Having a calibration laser introduction unit to inject the laser light into the reception detector through the optical transmission path,
The laser beam injected from the calibration laser introduction unit is converted into an electric signal in the reception detector, and the electric signal is used as calibration data to calibrate the output value of the laser generator and the sensitivity of the reception detector. Is what you do.

【0010】また、第2の発明によるレーザレーダ装置
は、レーザ発生器から出力されるレーザ光の一部を取り
出す校正用レーザ抽出部と、前記校正用レーザ抽出部に
より取り出されたレーザ光を光伝送路を通してレーザレ
ーダ装置の集光部に注入する校正用レーザ導入部とを有
し、校正用レーザ導入部から注入されたレーザ光を前記
集光部において集光した後、前記受信検出器において電
気信号に変換し、その電気信号を校正データとして用い
ることにより、前記レーザ発生器の出力値と前記受信検
出器の感度を校正するものである。
A laser radar device according to a second aspect of the present invention is a laser radar device for extracting a part of a laser beam output from a laser generator, and a laser beam extracted by the calibration laser extracting unit. Having a calibration laser introduction unit for injecting into the focusing unit of the laser radar device through the transmission path, after condensing the laser light injected from the calibration laser introduction unit in the focusing unit, in the reception detector The output value of the laser generator and the sensitivity of the reception detector are calibrated by converting into an electric signal and using the electric signal as calibration data.

【0011】第3の発明によるレーザレーダ装置は、前
記校正用レーザ抽出部の構成において、取り出したレー
ザ光を前記校正用レーザ導入部へ入れる前に、所定の振
幅レベルに減衰するレーザ光減衰器を含むものである。
According to a third aspect of the present invention, in the laser radar device according to the first aspect of the present invention, in the configuration of the calibration laser extraction unit, the laser beam attenuator attenuates the extracted laser beam to a predetermined amplitude level before entering the calibration laser introduction unit. Is included.

【0012】また、第4の発明によるレーザレーダ装置
は、前記校正用レーザ導入部の光伝送路として光ファイ
バケーブルを使用し、この光ファイバケーブルを所定長
さとすることにより、レーザ光の伝播を時間的に遅延
し、レーザ光発生時点と受信検出器出力時点を時間的に
分離するものである。
The laser radar device according to a fourth aspect of the present invention uses an optical fiber cable as an optical transmission line of the calibration laser introducing section and makes the optical fiber cable a predetermined length to thereby propagate laser light. It is time-delayed and temporally separates the laser light generation time and the reception detector output time.

【0013】第5の発明によるレーザレーダ装置は、前
記校正用レーザ導入部の光伝送路を長さの異なる2本の
光ファイバケーブルにより構成し、前記光ファイバケー
ブルの劣化を計測するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the laser radar device, the optical transmission path of the calibration laser introducing section is constituted by two optical fiber cables having different lengths, and the deterioration of the optical fiber cable is measured. .

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.図1は、この発明の実施の形態1に係る
校正装置を内蔵したレーザレーダ装置の全体構成図であ
る。図1において、1はレーザ発生器、2は校正装置、
3は集光部、4は受信検出器、5は大気中の粒子であ
る。レーザ発生器1からのレーザ光6を校正装置2に注
入し、校正装置2において取り出した校正用レーザ光9
を受信検出器4に注入し、受信検出器4において電気信
号12に光電変換される。集光部3を含めたレーザレー
ダ装置の校正を行う場合には、校正装置2において取り
出したレーザ光は、校正用レーザ光9として受信検出器
4に注入する代りに、校正用レーザ光10として集光部
へ注入する。
Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a laser radar device having a built-in calibration device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 1 is a laser generator, 2 is a calibration device,
Reference numeral 3 denotes a condensing unit, 4 denotes a reception detector, and 5 denotes particles in the atmosphere. The laser beam 6 from the laser generator 1 is injected into the calibration device 2, and the calibration laser beam 9 extracted by the calibration device 2.
Is injected into the reception detector 4, and the reception detector 4 photoelectrically converts the electric signal 12 into an electric signal 12. When calibrating the laser radar device including the focusing unit 3, the laser light extracted by the calibration device 2 is used as a calibration laser beam 10 instead of being injected into the reception detector 4 as a calibration laser beam 9. Inject into the focusing part.

【0015】ここで、この発明に係るレーザレーダ装置
に内蔵する校正装置を用いた校正方法の原理について図
1を参照しながら説明する。レーザレーダ装置から送信
した観測レーザ光7(出力値をEとする)は、大気中の
粒子5に照射されて散乱する。散乱したレーザ光8は、
集光部3において受信され受信光11となって受信検出
器4へ注入され、受信検出器4において電気信号12に
変換される。受信検出器4にて出力される電気信号12
(出力値I)は、測定する大気中の粒子の濃度をβ、受
信検出器4の感度をRとすると、
Here, the principle of the calibration method using the calibration device built in the laser radar device according to the present invention will be described with reference to FIG. The observation laser beam 7 (output value is E) transmitted from the laser radar device is irradiated to the particles 5 in the atmosphere and scattered. The scattered laser light 8 is
The light received by the condensing unit 3 is converted into an electric signal 12 as a received light 11, injected into the reception detector 4, and converted into an electric signal 12 by the reception detector 4. Electric signal 12 output by reception detector 4
(Output value I) is given assuming that the concentration of particles in the atmosphere to be measured is β and the sensitivity of the reception detector 4 is R.

【0016】[0016]

【数1】 (Equation 1)

【0017】で表される。(1)式において、TH は送
信したレーザ光の大気透過率およびレーザレーダ装置と
大気中の粒子までの距離に関わる項、TS は集光部の透
過率である。レーザ発生器1で発生するレーザ光6の出
力値が温度変化や経時劣化等の原因によりE’に変化
し、同様に受信検出器4の感度もR’に変化したとき、
受信検出器4にて出力される電気信号I’は(2)式に
より与えられる。
## EQU1 ## In the equation (1), T H is a term relating to the atmospheric transmittance of the transmitted laser light and the distance between the laser radar device and the particles in the atmosphere, and T S is the transmittance of the light collecting unit. When the output value of the laser beam 6 generated by the laser generator 1 changes to E ′ due to a change in temperature or deterioration over time, and similarly, the sensitivity of the reception detector 4 also changes to R ′.
The electric signal I ′ output from the reception detector 4 is given by equation (2).

【0018】[0018]

【数2】 (Equation 2)

【0019】(2)式をβについて解くと、When equation (2) is solved for β,

【0020】[0020]

【数3】 (Equation 3)

【0021】となる。レーザ光6の出力値のE’への変
化や、受信検出器4の感度のR’への変化が計測できな
い場合には、これらの値は、出力値E及び感度Rのまま
であると仮定して濃度βの算出が為されるため、レーザ
レーダ装置の観測結果である濃度βは真値からずれるこ
ととなる。
## EQU1 ## If the change of the output value of the laser beam 6 to E ′ or the change of the sensitivity of the reception detector 4 to R ′ cannot be measured, it is assumed that these values remain the output value E and the sensitivity R. Then, the density β, which is the observation result of the laser radar device, deviates from the true value.

【0022】この発明に係る校正装置2を内蔵するレー
ザレーダ装置は、レーザ発生器1からのレーザ光6の一
部を校正装置2において取り出しており、この抽出率を
kとすると(校正装置において取り出したレーザ光の出
力値をkE’とすると)、校正用レーザ光9によって受
信検出器4から出力される電気信号J’は、
In the laser radar device incorporating the calibration device 2 according to the present invention, a part of the laser beam 6 from the laser generator 1 is extracted by the calibration device 2, and the extraction rate is k (in the calibration device, When the output value of the extracted laser light is kE ′), the electric signal J ′ output from the reception detector 4 by the calibration laser light 9 is

【0023】[0023]

【数4】 (Equation 4)

【0024】となる。(4)式をE’×R’について解
き、(3)式に代入すると、
## EQU1 ## Solving equation (4) for E ′ × R ′ and substituting it into equation (3) gives

【0025】[0025]

【数5】 (Equation 5)

【0026】となる。したがって、濃度βの算出におい
ては、抽出率kがレーザレーダ装置による観測期間前に
既知であり、さらに電気信号J’をレーザレーダ装置に
よる観測期間中に受信検出器4からの電気信号出力12
として取得できていればよく、レーザ発生器1の出力変
化と受信検出器の感度変化は計測されなくても良いこと
となる。また、校正装置2から、校正用レーザ光9の代
りに校正用レーザ光10を出力して集光部3に注入する
場合には、集光部の透過率TS の劣化についても校正す
ることが可能となる。
## EQU1 ## Therefore, in the calculation of the concentration β, the extraction rate k is known before the observation period by the laser radar device, and the electric signal J ′ is output from the electric signal output 12 from the reception detector 4 during the observation period by the laser radar device.
The change in output of the laser generator 1 and the change in sensitivity of the reception detector need not be measured. Further, when the calibration laser beam 10 is output from the calibration device 2 instead of the calibration laser beam 9 and injected into the focusing unit 3, the deterioration of the transmittance T S of the focusing unit must also be calibrated. Becomes possible.

【0027】図2は、レーザ光6の出力(図2(a))
と電気信号12(図2(b))のタイミング図である。
レーザ発生器1から出力されるパルス状のレーザ光6
(出力値E’)とほぼ同時刻t0において校正用電気信
号S1(出力値J’)が受信検出器4から出力される。
一方、大気中の粒子5に当たって散乱したレーザ光8は
レーザレーダ装置と大気中の粒子5との距離に応じて時
間的に遅延して受信され、受信検出器4から観測電気信
号S2として出力される。観測電気信号S2の受信開始
時刻t2から受信終了時刻t3の期間を校正用電気信号
S1の出力期間(t0からt1の期間)〜分離すること
により、校正用電気信号S1と観測電気信号S2を取得
することができる。
FIG. 2 shows the output of the laser beam 6 (FIG. 2A).
FIG. 4 is a timing chart of the electric signal 12 (FIG. 2B).
Pulsed laser light 6 output from laser generator 1
At approximately the same time t0 as (output value E ′), the calibration electric signal S1 (output value J ′) is output from the reception detector 4.
On the other hand, the laser light 8 scattered upon the particles 5 in the atmosphere is received with a time delay according to the distance between the laser radar device and the particles 5 in the atmosphere, and is output from the reception detector 4 as an observation electric signal S2. You. The calibration electric signal S1 and the observation electric signal S2 are obtained by separating the period from the reception start time t2 to the reception end time t3 of the observation electric signal S2 from the output period of the calibration electric signal S1 (period from t0 to t1). can do.

【0028】図3は、この発明の実施の形態1に係る校
正装置2の内部構成図である。図3において、13は校
正用レーザ抽出部、15は光ファイバカブラ、16は必
要に応じて組込むレーザ光減衰器、14は校正用レーザ
導入部、15は光ファイバケーブルである。図3におい
て、校正用レーザ抽出部13は、レーザ発生器1から出
力されるレーザ光6を光ファイバカプラ15により取り
出す。光ファイバカプラ15により取り出した校正用レ
ーザ光18が受信検出器4に注入する光量として大きす
ぎる場合にはレーザ光減衰器16を通過させて所定レベ
ルに減衰した校正用レーザ光19を得る。校正用レーザ
導入部14は、校正用レーザ抽出部13からの校正用レ
ーザ光19を光ファイバケーブル17を介して校正用レ
ーザ光9として、受信検出器4に伝送する。集光部3を
含めて校正を行う場合には、校正用レーザ光9の代りに
校正用レーダ光10を集光部3へ伝送し、集光部3にお
いて集光したのち、受信検出器4へ出力する。校正用レ
ーザ光9または校正用レーザ光10は、受信検出器4に
おいて電気信号12に変換されたのち出力される。
FIG. 3 is an internal configuration diagram of the calibration device 2 according to the first embodiment of the present invention. 3, reference numeral 13 denotes a calibration laser extraction unit, 15 denotes an optical fiber cover, 16 denotes a laser light attenuator incorporated as required, 14 denotes a calibration laser introduction unit, and 15 denotes an optical fiber cable. In FIG. 3, a calibration laser extracting unit 13 extracts a laser beam 6 output from the laser generator 1 by an optical fiber coupler 15. If the calibration laser light 18 extracted by the optical fiber coupler 15 is too large as the amount of light to be injected into the reception detector 4, it passes through the laser light attenuator 16 to obtain the calibration laser light 19 attenuated to a predetermined level. The calibration laser introduction unit 14 transmits the calibration laser light 19 from the calibration laser extraction unit 13 to the reception detector 4 as the calibration laser light 9 via the optical fiber cable 17. When the calibration is performed including the condensing unit 3, the calibration radar light 10 is transmitted to the condensing unit 3 instead of the calibrating laser light 9, and is condensed by the condensing unit 3. Output to The calibration laser light 9 or the calibration laser light 10 is output after being converted into an electric signal 12 by the reception detector 4.

【0029】校正用レーザ導入部14における光ファイ
バケーブル17の長さを所定の長さにすることによっ
て、図4に示すようにレーザ発生器1のレーザ発生時点
t4と受信検出器4の校正用電気信号S1の開始時点t
0をずらすことが可能であり、この場合、レーザ発生期
間においてレーザ発生器1から受信検出器4へ伝播する
ノイズと校正用電気信号S1を分離することができる。
By setting the length of the optical fiber cable 17 in the calibration laser introducing section 14 to a predetermined length, as shown in FIG. Start time t of the electric signal S1
It is possible to shift 0, and in this case, it is possible to separate the noise propagating from the laser generator 1 to the reception detector 4 and the calibration electric signal S1 during the laser generation period.

【0030】また、図5に示すように、校正用レーザ導
入部14は校正用レーザ光19を分岐する光ファイバカ
プラ20、2本の光ファイバケーブル21、光ファイバ
ケーブル22で構成することもできる。この2本の光フ
ァイバケーブルを異なる長さとしておくことにより、光
ファイバケーブルの光伝播の減衰率(以下、単に減衰率
という)の経時変化や、レーザレーダ装置を宇宙空間で
使用する場合に生じる光ファイバケーブルの減衰率の放
射線劣化等を計測することができる。説明の便宜上、光
ファイバケーブル21を短い方、光ファイバケーブル2
2を長い方とする。光ファイバケーブル21の出力する
校正用レーザ光23(または校正用レーザ光25)と光
ファイバケーブル22の出力する校正用レーザ光24
(または校正用レーザ光26)は、受信検出器4におい
て変換されて、それぞれ校正用電気信号S1a(図6参
照)と校正用電気信号S1b(図6参照)となる。なお
図5では校正用レーザ光25,26は集光部3に集光さ
れるようになっている。図6に示すように、校正用電気
信号S1aと校正用電気信号S1bは、時間的に遅延し
て発生し、かつ出力値は光ファイバケーブルの長さに応
じた減衰を受けたものとなっている(図6において出力
値J’1はJ’2よりも大きいとしている)。光ファイ
バケーブル21および光ファイバケーブル22におい
て、長さに依存する減衰率の変化が生じる場合には、出
力値J’1とJ’2の変化についても長さに依存するこ
ととなり、出力値J’1とJ’2の変化の差によって、
光ファイバケーブルの減衰率の変化を把握することがで
きる。
As shown in FIG. 5, the calibration laser introducing section 14 can be constituted by an optical fiber coupler 20 for branching the calibration laser beam 19, two optical fiber cables 21, and an optical fiber cable 22. . By setting the two optical fiber cables to have different lengths, a change over time in the attenuation rate of light propagation of the optical fiber cable (hereinafter, simply referred to as an attenuation rate) or when a laser radar device is used in outer space is generated. Radiation degradation or the like of the attenuation rate of the optical fiber cable can be measured. For convenience of explanation, the shorter one of the optical fiber cable 21 and the optical fiber cable 2
2 is the longer one. Calibration laser beam 23 (or calibration laser beam 25) output from optical fiber cable 21 and calibration laser beam 24 output from optical fiber cable 22
The (or calibration laser beam 26) is converted by the reception detector 4 to become a calibration electrical signal S1a (see FIG. 6) and a calibration electrical signal S1b (see FIG. 6). In FIG. 5, the calibration laser beams 25 and 26 are focused on the focusing unit 3. As shown in FIG. 6, the calibration electric signal S1a and the calibration electric signal S1b are generated with a time delay, and the output value is attenuated according to the length of the optical fiber cable. (The output value J′1 is larger than J′2 in FIG. 6). When a change in the attenuation factor depending on the length occurs in the optical fiber cable 21 and the optical fiber cable 22, the change in the output values J′1 and J′2 also depends on the length. By the difference between the changes of '1 and J'2,
The change in the attenuation rate of the optical fiber cable can be grasped.

【0031】[0031]

【発明の効果】第1の発明によれば、レーザレーダ装置
による観測期間中において、レーザ発生器の出力値と受
信検出器の感度をそれぞれ取得することなく、レーザ発
生器の出力値と受信検出器の感度を校正することができ
る。
According to the first aspect of the present invention, during the observation period by the laser radar device, the output value of the laser generator and the sensitivity of the reception detector are obtained without acquiring the output value of the laser generator and the sensitivity of the reception detector, respectively. The sensitivity of the instrument can be calibrated.

【0032】第2の発明によれば、レーザレーダ装置に
よる観測期間中において、レーザ発生器の出力値と集光
部の透過率および受信検出器の感度を、それぞれ取得す
ることなく、レーザ発生器の出力値と集光部の透過率お
よび受信検出器の感度を校正することができる。
According to the second aspect of the invention, during the observation period by the laser radar device, the output value of the laser generator, the transmittance of the condensing section, and the sensitivity of the reception detector are not obtained, respectively. Can be calibrated with respect to the output value, the transmittance of the light condensing unit, and the sensitivity of the reception detector.

【0033】第3の発明によれば、校正用レーザ光を受
信検出器に入力する前に所定レベルに減衰することが可
能である。
According to the third aspect, the calibration laser light can be attenuated to a predetermined level before being input to the reception detector.

【0034】第4の発明によれば、校正用レーザ光の伝
播を時間的に遅延することができ、レーザ光発生時点と
受信検出器出力時点を時間的に分離することができる。
According to the fourth aspect, the propagation of the calibration laser light can be delayed in time, and the time when the laser light is generated and the time when the output of the receiving detector is output can be temporally separated.

【0035】第5の発明によれば、校正用レーザ光を伝
播させる光ファイバケーブルの劣化を計測することがで
きる。
According to the fifth aspect, it is possible to measure the deterioration of the optical fiber cable for transmitting the calibration laser light.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1に係る校正装置を内
蔵したレーザレーダ装置の全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a laser radar device including a calibration device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の校正装置を内蔵したレーザレーダ装置
のレーザ発生器出力と受信検出器の電気信号出力のタイ
ミングを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing timings of a laser generator output of a laser radar device incorporating the calibration device of FIG. 1 and an electric signal output of a reception detector.

【図3】 図1の校正装置の内部構成図である。FIG. 3 is an internal configuration diagram of the calibration device of FIG. 1;

【図4】 光ファイバケーブルを所定長とした場合のレ
ーザ発生器出力と受信検出器の電気信号出力のタイミン
グを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing timings of a laser generator output and an electric signal output of a reception detector when an optical fiber cable has a predetermined length.

【図5】 2本の光ファイバケーブルを用いた場合の校
正用レーザ光導入部の内部構成図である。
FIG. 5 is an internal configuration diagram of a calibration laser light introduction unit when two optical fiber cables are used.

【図6】 図5の校正用レーザ光導入部を用いた場合の
レーザ発生器出力と受信検出器の電気信号出力の波形を
示す図である。
6 is a diagram showing waveforms of a laser generator output and an electric signal output of a reception detector when the calibration laser light introducing unit of FIG. 5 is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ発生器、2 校正装置、3 集光部、4 受
信検出器、5 大気中の粒子、6 レーザ光、7 観測
レーザ光、8 散乱したレーザ光、9,10,18,1
9 校正用レーザ光、11 受信光、12 電気信号、
13 校正用レーザ抽出部、14 校正用レーザ導入
部、15,20 光ファイバカプラ、16レーザ光減衰
器、17,21,22 光ファイバケーブル、23,2
4,25,26 校正用レーザ光。
Reference Signs List 1 laser generator, 2 calibration device, 3 focusing unit, 4 reception detector, 5 particles in the atmosphere, 6 laser light, 7 observation laser light, 8 scattered laser light, 9, 10, 18, 1
9 Calibration laser light, 11 Received light, 12 Electric signal,
13 Calibration laser extraction unit, 14 Calibration laser introduction unit, 15, 20 optical fiber coupler, 16 laser light attenuator, 17, 21, 22 optical fiber cable, 23, 2
4, 25, 26 Calibration laser light.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 大気にレーザ光を照射し、散乱したレー
ザ光を集光した後、受信検出器により受信して大気中の
粒子の濃度を観測するレーザレーダ装置にお、おいてレ
ーザ発生器から出力されるレーザ光の一部を取り出す校
正用レーザ抽出部と、前記校正用レーザ抽出部により取
り出されたレーザ光を光伝送路を通して受信検出器に注
入する校正用レーザ導入部とを有し、前記校正用レーザ
導入部から注入されたレーザ光を前記受信検出器におい
て電気信号に変換し、その電気信号を校正データとして
用いることにより、前記レーザ発生器の出力値と前記受
信検出器の感度を校正するための校正装置を設けたこと
を特徴とするレーザレーダ装置。
A laser generator for irradiating the atmosphere with a laser beam, condensing the scattered laser beam, and receiving the laser beam by a reception detector to observe the concentration of particles in the atmosphere. A calibration laser extraction unit that extracts a part of the laser light output from the laser light source, and a calibration laser introduction unit that injects the laser light extracted by the calibration laser extraction unit into a reception detector through an optical transmission path. By converting the laser light injected from the calibration laser introduction unit into an electric signal in the reception detector and using the electric signal as calibration data, the output value of the laser generator and the sensitivity of the reception detector A laser radar device comprising a calibration device for calibrating the laser radar.
【請求項2】 大気にレーザ光を照射し、散乱したレー
ザ光を集光した後、受信検出器により受信して大気中の
粒子の濃度を観測するレーザレーダ装置において、レー
ザ発生器から出力されるレーザ光の一部を取り出す校正
用レーザ抽出部と、前記校正用レーザ抽出部により取り
出されたレーザ光を光伝送路を通してレーザレーダ装置
の集光部に注入する校正用レーザ導入部とを有し、前記
校正用レーザ導入部から注入されたレーザ光を前記集光
部において集光した後、前記受信検出器において電気信
号に変換し、その電気信号を校正データとして用いるこ
とにより、前記レーザ発生器の出力値と前記受信検出器
の感度を校正するための校正装置を設けたことを特徴と
するレーザレーダ装置。
2. A laser radar device for irradiating the atmosphere with a laser beam, condensing the scattered laser beam, and receiving the same by a reception detector to observe the concentration of particles in the atmosphere. A calibration laser extraction unit for extracting a part of the laser beam, and a calibration laser introduction unit for injecting the laser beam extracted by the calibration laser extraction unit into a condensing unit of a laser radar device through an optical transmission path. Then, after condensing the laser light injected from the calibrating laser introduction unit in the condensing unit, the reception detector converts the laser light into an electric signal and uses the electric signal as calibration data to generate the laser light. A calibration device for calibrating the output value of the detector and the sensitivity of the reception detector.
【請求項3】 前記校正用レーザ抽出部は、取り出した
レーザ光を前記校正用レーザ導入部へ入れる前に、所定
の振幅レベルに減衰するレーザ光減衰器を含むことを特
徴とする請求項1、2のいずれかに記載のレーザレーダ
装置。
3. The calibration laser extraction unit according to claim 1, further comprising a laser light attenuator that attenuates the extracted laser beam to a predetermined amplitude level before entering the calibration laser introduction unit. 3. The laser radar device according to any one of 2.
【請求項4】 前記校正用レーザ導入部の光伝送路は、
光ファイバケーブルにより構成し、前記光ファイバケー
ブルを所定長さとすることにより、レーザ光の伝播を時
間的に遅延し、レーザ光発生時点と受信検出器出力時点
を分離することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに
記載のレーザレーダ装置に内蔵する校正装置。
4. An optical transmission line of the calibration laser introduction unit,
An optical fiber cable, wherein the optical fiber cable has a predetermined length, thereby delaying the propagation of laser light in time, and separating a laser light generation time and a reception detector output time. A calibration device built in the laser radar device according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 前記校正用レーザ導入部の光伝送路は、
長さの異なる2本の光ファイバケーブルにより構成し、
前記光伝送路の光伝播の減衰率の劣化を検出することを
特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のレーザレー
ダ装置。
5. The optical transmission line of the calibration laser introduction unit,
It consists of two optical fiber cables with different lengths,
5. The laser radar device according to claim 1, wherein a deterioration of an attenuation rate of light propagation in the optical transmission line is detected.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006343132A (en) * 2005-06-07 2006-12-21 Toshiba Corp Weather radar equipment
JP2018087808A (en) * 2016-09-29 2018-06-07 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッドHoneywell International Inc. Apparatus and method for visual safety of laser particle sensor
CN112236685A (en) * 2018-04-09 2021-01-15 创新科技有限公司 Lidar system and method with internal light calibration

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006343132A (en) * 2005-06-07 2006-12-21 Toshiba Corp Weather radar equipment
JP2018087808A (en) * 2016-09-29 2018-06-07 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッドHoneywell International Inc. Apparatus and method for visual safety of laser particle sensor
CN112236685A (en) * 2018-04-09 2021-01-15 创新科技有限公司 Lidar system and method with internal light calibration

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