陈雯菁
国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心 100160
摘要：随着光电子技术的不断发展，在激光雷达领域中也得到了深入应用，并在雷达信号传输、信息处理等领域中取得了明显的成果。笔者结合自身的实际经验，充分进行了探究与实践，阐述了光电子技术与激光雷达的概念，并介绍了光电子技术在激光雷达中的应用，期望能为各位同仁带来一些有效帮助。
关键词：激光雷达；光电子技术；应用
作为一种交叉渗透技术，对各个领域的学科知识，光电子技术都进行了一定的应用，在实际的使用环节，光电子技术的兼容性也相对较强。作为现代重要的科学技术，激光雷达的发展也在不断融合各种先进的科学技术，而光电子技术就是其中有代表性的一种。
一、激光雷达概述
（一）激光雷达的概念
当前我们提到的激光雷达主要是指激光探测系统，发射光源为激光器[1]。在现今社会当中，激光雷达探测的应用比较广泛，发射、接收和信息处理系统是激光雷达的主要构成部分。通过各式各样的激光器，在与光学扩束单元配合下构成发射系统，固定激光器、半导体激光器等都是发射系统的一种；光电探测器和望远镜共同构成了接收系统，光电倍增管、红外和可见光多元探测器都是接收系统的主要形式；信息处理系统的主要功能是处理激光雷达工作中产生的各种信息。在实际的使用过程中，激光雷达的探测方法由于不同的原理，也有多普勒、荧光等不同形式。
（二）激光雷达的原理
作为一种涵盖了光电检测技术、信号处理技术和激光技术的系统设备，激光雷达的工作原理是通过发射激光的形式，来探测目标物的状态特征，或者是通过间接的方式探测与目标物相关的物理状态特征量，通过接收回波信号的方式，对比与发射信号之间的差异，来实现探测目标。在实际的应用过程中，根据实际应用需求的不同，激光雷达系统也有着不同的形式，并取得了一定的应用成果，但无论是哪种激光雷达系统，都必须要通过激光来实现探测的目标。由于激光独特的光学特性，在测量过程中能够得到准确的测量数据，并且在远距离探测过程中，分辨能力是厘米级的。但是激光只是决定LIDAR系统精确度的一个因素，惯性导航系统技术、全球定位系统技术等因素，都会产生明显的影响。在当前阶段，在汽车无人驾驶技术等领域，LIDAR系统都进行了深入的应用。
二、光电子技术概述
（一）光电子技术的概念
光子技术和电子技术共同组合发展为光电子技术，并随着不断的发展，光电子技术也逐渐展现出了自身独特的优势。在信息、航空等领域中大幅度应用了光电子学，进而发展为光电子技术。在20世纪70年代，光纤和半导体技术出现并实现了高速的发展，也推动了相关领域的革新，与此同时也让光学和电子学实现了深入的渗透，为光电子技术提供了发展的土壤[2]。光电子技术的核心就是光能与电能的转换，涵盖了光能的产生、传输和处理等各个环节，涉及到材料学、半导体等多个学科领域，是一种全新的科学技术。
（二）光电子技术的现状
在光电子技术诞生以来，围绕着光电子技术的相关研究便受到了高度重视，在我国，针对光电子技术的相关研究，也取得了明显的成就，在世界上也取得了一定的领先。伴随着全球化、信息化的发展，通信产业也需要做出相应的转变，应用光电子技术推动全球信息交流。在未来阶段，光电子技术的发展空间和前景较为良好，值得我们进行深入探究。
三、激光雷达中光电子技术的应用
社会经济的发展必然会带动信息量的巨幅增加，而在传输和承载信息的过程中，微电子学和电子学领域也面临着越来越多的困难。作为一种重要的信息载体形式，光有着更高的反应速度和频率，能够推动信息技术的全面发展，针对当前信息传输、处理、承载等多方面的需求，需要发挥出光电子技术应有的作用。
在微波领域当中，光纤通信已经实现了广泛的应用，而在激光雷达领域也开展了相应的尝试，在激光雷达的应用环节，光电子技术发挥出了巨大的作用。而伴随着计算机的高速发展，激光雷达也必须要融入计算机技术，采用光电子技术进行革新。下面将从雷达信号传输、雷达信号处理以及雷达波束的光控制领域开展探究。
（一）雷达信号传输中光电子技术的应用
二极管、调制器、光纤共同构成了光纤链路。在传输雷达信息的过程中，通过调制器将微波信号进行处理，转化为光波的形式，借助光纤模拟微波信号的传输。在国外，在雷达信号激光传输环节，电子技术的应用要更加深入。在激光雷达信号传输环节应用光纤，能够降低传输过程中的消耗，并且频率相对更低。在传输雷达信号的过程中，如若调节信号与频段的损耗一致，信号传输就能够得到推动，也能够实现远程控制激光雷达系统的目标。需要控制好控制中心和天线的位置，防止产生反辐射左右。虽然会产生一定的传输损耗，但仍然可以借助同轴电缆来控制好天线与指令间的距离。
此外，随着频率的增加，电缆耗铜量也在不断增大，需要在保障放大器和放大信号电平能够发挥出应有作用的基础上，让信号保持在频率范围内，为信号传输打好基础。在雷达信号通过光纤链路进行传播的过程中，在光纤受比较小的前提下，不需要采取相应的变频措施，可以在不使用放大器的基础上，实现信号电平等。基于保持稳定信号传输性能，减少不必要运营成本，以及提升抗电磁能力的基础上，需要借助光缆实施信号传输，借助激光雷达天线远程化传输的方式，保障激光雷达能够在军事领域中发挥出应有的作用，也在某种程度上为经济发展保驾护航。而由于光纤系统重量轻、便捷性强的特性，在空间有限的场合中，光纤系统的应用更为广泛，也能发挥出应有的作用。
（二）雷达信号处理中光电子技术的应用
调节器、激光器共同构成了光纤延迟线，编码发生器、横向匹配滤波器等信号处理器就是在光纤延迟线的基础上发展而来的[3]。在激光雷达信号处理环节，性能会受到声表面波器件频率的影响，需要将频率控制在一定值以下，而对现在的信号处理器而言，想要实现这一效果还有很长的一段路要走。在处理激光雷达信号的过程中，往往会选择时间带宽大，并且成本相对较低的处理器。相较于其他延迟线，光纤延迟线有着更强大的性能，工作频率相对更高，并且在各种情况下都能发挥出延时的作用。在实际应用环节，选择单模石英光纤为主要的介质，能够在保障基础性能的前提下，有效降低成本。使用光纤延迟线作为主要构建制作信号处理器，能够发挥出应有的效能。将光纤延迟线应用于激光雷达的信号处理系统，能够发挥出重要的作用，并且在卫星雷达中也进行了深入的运用，在雷达信号处理中的光纤延迟线应用，具有着良好的经济价值和广阔的发展前景。
（三）相控阵雷达波束的光控制
通过跟踪尖锐波速束来实现相控阵雷达系统对光波束的控制，通过电子调控的方式改变辐射单位。二极管、铁氧体移相器是单元控制器件的移相器主要形式。随着科学技术的高速发展，将相移和射频功能使用光电子技术有效分配，有着巨大的优势。通过线性连续控制的方式实施微波相移操作，能够减少移相器的体积和能耗，让波束的控制变得更加灵活。一般来说，MMIC收发模块负责控制大型的相控阵天线，锁定主振动器。然后借助同轴电缆的方式来改动光纤链路上的参考信号，借助这样的形式减少设备的体积和重量，结合实际情况进行有效的应用。
结束语：
作为一种高速发展的技术形式，在民用和军用领域当中，激光雷达的作用都是不容忽视的。将光电子技术应用于激光雷达领域，推动激光雷达的进一步发展，实现经济、进度和实用性的多重突破，带来巨大的经济价值，为激光雷达提供更加广阔的发展前景。
参考文献：
[1]李启蒙.激光雷达中光电子技术的应用[J].电子技术与软件工程,2020,06:89-90.
[2]沈东.浅析现代雷达中的光电子技术[J].科技经济导刊,2016,32:80.
[3]Zu-yanXU,Shen-jinZHANG,Xing-jiangZHOU,Feng-fengZHANG,FengYANG,Zhi-minWANG,NanZONG,Guo-dongLIU,LinZHAO,LiYU,Chuang-tianCHEN,Xiao-yangWANG,Qin-junPENG.高分辨深紫外固态激光光电子能谱仪进展（英文）[J].FrontiersofInformationTechnology&ElectronicEngineering,2019,2007:885-914.