自上世紀(jì)60年代激光被發(fā)明不久，激光雷達(dá)就大規(guī)模發(fā)展起來。激光成為真正的推動者，使得激光雷達(dá)變得既便宜又可靠，使得與其他傳感器技術(shù)相比更具有競爭力。激光雷達(dá)開始在可見光區(qū)域工作（紅寶石激光器），而后是近紅外區(qū)（Nd:YAG激光器），最后是在紅外區(qū)域（CO2激光器）。目前，很多激光雷達(dá)工作在對人眼無害的近紅外區(qū)域（～1.5 μm）。基于激光雷達(dá)原理，OCT和數(shù)字全息等許多新的技術(shù)逐漸受到重視。
激光雷達(dá)應(yīng)用于測繪主要有測距、定位以及地球及地外物體的圖形繪制；相干激光雷達(dá)在環(huán)境應(yīng)用有重要應(yīng)用，例如風(fēng)力傳感以及合成孔徑激光雷達(dá)的開發(fā)；門控成像主要應(yīng)用于軍事、醫(yī)療以及安全方面；激光微雷達(dá)在血管研究以及眼科視力矯正方面得到了應(yīng)用。鬼激光雷達(dá)已經(jīng)以新技術(shù)的形式應(yīng)用在理論和模擬方面。激光雷達(dá)作為一種重要的技術(shù)，應(yīng)用在自動駕駛汽車和無人飛行器方面，它也被警方用來測量速度，以及游戲中，比如微軟的Kinect體感游戲。
縱觀激光雷達(dá)在歐洲、美國、前蘇聯(lián)、日本和中國的發(fā)展歷史， 激光雷達(dá)經(jīng)歷了許多發(fā)展階段，從最早的激光測距，使得其在軍事方面的測距和武器制導(dǎo)上有廣泛的應(yīng)用，尤其是激光定位（雙基地雷達(dá)）。進(jìn)一步的研究導(dǎo)致了基于二維門控監(jiān)測的激光成像系統(tǒng)以及正在裝備過程中的三維成像技術(shù)的發(fā)展。成像系統(tǒng)的發(fā)展主要包括：更大范圍以及跨距離的分辨率、單光子敏感陣列以及具有多種功能的多頻率或?qū)捁庾V發(fā)射激光，更好的穿透能力、穿越植物、穿越密集的介質(zhì)而進(jìn)行目標(biāo)識別等應(yīng)用。
在民用以及軍民兩用方面，在大氣和海洋遙感研究方面環(huán)境激光雷達(dá)已經(jīng)技術(shù)成熟，而在很多國家三維測繪激光雷達(dá)已經(jīng)進(jìn)入運行狀態(tài)。隨著激光的效率越來越高，而且也更小巧、更便宜，這為汽車以及無人機(jī)提供了潛在應(yīng)用，在自動駕駛汽車方面的應(yīng)用可能是激光雷達(dá)最為廣泛的商業(yè)應(yīng)用，這極大的減小了激光雷達(dá)的尺寸、重量以及造價。
激光雷達(dá)技術(shù)在醫(yī)學(xué)方面有很多應(yīng)用，其中一個例子是光學(xué)低相干斷層掃描，這個技術(shù)起源于激光反射儀在眼科中研究眼睛結(jié)構(gòu)的三維復(fù)原方面的廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)對血管的三維內(nèi)窺鏡研究，擴(kuò)展到多普勒三維測速儀，另一個重要的例子是人類眼睛屈光度的折射成像研究。
在激光雷達(dá)系統(tǒng)研究中，伴隨出現(xiàn)了許多新興的技術(shù)和方法，包括：多孔徑以及合成孔徑、雙向操作、多波長或?qū)掝l發(fā)射激光、光子計數(shù)和先進(jìn)的量子技術(shù)、組合被動和主動系統(tǒng)，以及組合微波及激光雷達(dá)等。同時，也期待使用相干激光雷達(dá)使得人們的增加獲得全場數(shù)據(jù)的方法。在組件方面，有效的多功能激光源、緊湊的固態(tài)激光掃描儀、針對非機(jī)械光束控制和整形、敏感的以及更大的焦平面陣列、有效的硬件以及處理激光雷達(dá)信息和高數(shù)據(jù)速率的算法等，來實現(xiàn)直接以及相干檢測。
通過對比激光雷達(dá)技術(shù)50年來在各國的發(fā)展所取得的成就，結(jié)果顯示激光雷達(dá)技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用仍具有廣泛的應(yīng)用前景。
來源[OFweek激光網(wǎng)] |
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