激光雷达微多普勒探测技术：毫米级速度分辨率

"这篇文章主要介绍了基于相干激光雷达的激光微多普勒探测技术，该技术应用于探测和识别低速、低频运动物体的微动特性。通过使用波长为1.064 μm的窄线宽单块激光器作为光源，结合外差探测方法，系统能够对微小的运动物体进行高精度的微多普勒信息提取。" 在本文中，研究者们利用了相干激光雷达系统来检测目标的微动特性。他们采用的是单频激光光源，这种光源具有波长为1.064 μm的特性，能够提供高度相干的光束。为了模拟长距离传输，激光通过4 km的光纤延迟线，这样可以使得激光雷达具备探测远距离目标的能力。激光照射到目标物体，如扬声器的发声单元或电动平移台，这些物体的微小振动会被反射回来的激光捕捉。 接收到的信号经过单模光纤聚焦，然后与参考光在3 dB光纤合束器中线性耦合，共同进入探测器。探测器采用光纤输入，具有3.5 GHz的宽频带，能够接收并处理高速相干信号。在数据分析阶段，研究者运用了时间-频率域联合描述的方法，这是对数/模(A/D)采样后的数据进行复杂信号分析的一种有效手段。 通过4 km光纤延迟的实验设置，系统能够探测到最低0.5 mm/s的微小速度变化，速度分辨率达到了毫米每秒级别，而频率分辨率则达到千赫兹级别。这些高性能指标使得该系统能够在实际应用中准确地探测物体表面的微动状态，并能识别不同运动状态。 微多普勒效应是由于目标物体的微小运动引起的，这与传统的多普勒效应不同，它能提供更精细的目标信息，特别是在军事、航空航天、工业监测等领域有着重要的应用潜力。通过利用这种技术，研究者成功地实现了对微动状态信息的探测，从而能够识别和区分不同运动状态的目标。 关键词涵盖了探测器、相干激光雷达、微多普勒效应、时频分析以及单频激光器，这些都是构建和理解这一系统的关键要素。这项工作展示了相干激光雷达在微动特性探测方面的卓越性能，为未来在相关领域的技术发展提供了新的思路和方法。