激光雷達的歷史

激光雷達自從60年代被發(fā)明以來就得到了大規(guī)模的發(fā)展。激光器成為了真正的武器，使得激光雷達價格低廉，可靠性高，使其比其它傳感器技術更具競爭力。先在可見光區(qū)域使用激光雷達(紅寶石激光器)，然后才是外區(qū)近紅外區(qū)(Nd: YAG雷射光器)，最后才是紅外區(qū)域(CO2激光器)。當前，許多激光雷達工作在對人眼無傷害的近紅外區(qū)域。1.5微米)。OCT、數字全息等新技術在激光雷達原理的基礎上得到了越來越多的關注。

它用于測繪，主要是對地、地、地物體的測距、定位和繪圖；它在環(huán)境應用中有重要應用，如風力探測和合成孔徑激光雷達的研制；門控成像技術主要應用于軍事、醫(yī)療、安全等領域；激光微雷達在血管研究和眼科視力矯正方面的應用。在理論與仿真方面，鬼激光雷達已經應用到了新技術上。作為一項重要技術，激光雷達應用于自動駕駛汽車和無人飛行器上，也被警察用于測量速度，還用于諸如微軟 Kinect體感游戲等游戲。

圖9.早期激光測距儀開發(fā)的例子.(a)愛立信 LRF第一臺測試設備(1965年);(b)瑞典海軍使用 LRF (1968年);(c)手持LP-7級手持式LP-7;(d) LRF KTD 2-2 (極地， USSR);(e) LRFBD-1 (801研究所， USSR);(f)FrantiCO2 TEA LRF.

綜觀激光雷達在歐洲、美國、前蘇聯、日本和中國的發(fā)展歷程，激光雷達經歷了從最早的激光測距到現在，使它在軍事領域的測距和武器制導領域獲得廣泛的應用，特別是激光定位(雙基地雷達)。在此基礎上，提出了一種基于二維門控監(jiān)控的激光成像系統，以及設備上的三維成像技術。它的發(fā)展主要包括：較大范圍、跨距分辨率、單光子敏感陣列和具有多種功能的多頻或寬光譜發(fā)射激光，更好的穿透能力，穿越植物，穿越密集介質，目標識別等應用。

從民用及軍民兩用領域看，大氣和海洋遙感環(huán)境激光雷達已經技術成熟，而在多個國家的三維測繪激光雷達也已投入使用。由于激光變得更加有效，而且更小、更便宜，這就為汽車和無人機提供了潛在的應用，在自動駕駛汽車上可能成為激光雷達中最廣泛的商業(yè)應用，從而大大降低了其尺寸、重量以及成本。

在醫(yī)學上，激光雷達技術有許多應用，其中光學低相干斷層掃描就是一例，源于激光反射儀廣泛應用于眼結構的三維重建，實現血管的三維內窺鏡研究，擴展到多普勒三維速度計，另一個重要例子是人眼屈光度折射成像研究。

研究激光雷達系統時，隨之而來的是多孔直徑、合成孔徑、雙向操作、多波長或寬發(fā)射激光、光子計數和先進量子技術、復合被動和主動系統、組合微波和激光雷達等。與此同時，也期待著用激光相干雷達使人們更多地獲取全場數據。就部件而言，有效的多功能激光源、緊湊的固態(tài)激光掃描器、非機械光束控制與整形、靈敏的焦平面陣列、高效的硬件及激光雷達信息處理算法和高數據速率的算法等，直接以及相干探測。

圖10. FSU激光雷達電光系統。(a)海軍激光雷達系統(基輔)的兩個甲板裝置之一，(b)配備激光雷達監(jiān)視和滅火控制系統(基輔)的多通道 CM,(c)精密測距和角度測量系統(阿爾泰光學激光中心)。

經過50年的對比，各國近50年的發(fā)展成果，證明激光雷達技術及其相關應用仍然具有廣闊的應用前景