1.一种新体制调频连续波激光雷达测量装置,其特征在于,所装置包括依次连接的高质量扫频激光发射子系统、第一光放大器、第一分束器、双电光梳发生器子系统、第二分束器、光束收发子系统、第三分束器、耦合器和数据处理子系统;
所述双电光梳发生器子系统的两个输入端与所述第一分束器连接,所述双电光梳发生器子系统的一个输出端通过第二分束器与所述光束收发子系统连接,所述第二分束器的一个输出端与所述光束收发子系统连接,所述第二分束器的另一个输出端通过所述耦合器与所述数据处理子系统连接;
所述双电光梳发生器子系统的另一个输出端与所述第三分束器连接,所述第三分束器的一个输出端与所述数据处理子系统连接,所述第三分束器的另一个输出端通过所述耦合器与所述数据处理子系统连接;
所述高质量扫频激光发射子系统发出的高质量线性扫频激光经由所述第一光放大器放大后传输至所述第一分束器,所述第一分束器将分束处理后的高质量线性扫频激光发送至所述双电光梳发生器子系统,所述双电光梳发生器子系统将基于分束处理后的高质量线性扫频激光所产生的光学频率梳激光发送至所述光束收发子系统和所述数据处理子系统,以使所述光束收发子系统对待测对象进行测量,得到测量数据;所述数据处理子系统基于所述测量数据和所述双电光梳发生器子系统传输的光学频率梳激光,得到待测对象的三维表面形貌图;
所述高质量扫频激光发射子系统包括连续波激光器、电光调制器、光滤波器、第一子分束器和信号修正结构;
所述电光调制器与所述连续波激光器和所述信号修正结构连接,被所述信号修正结构驱动后,用于将所述连续波激光器发出的单频连续波激光调制为多边带线性扫频激光;
所述光滤波器与所述电光调制器和所述第一子分束器连接,所述第一子分束器的一个输出端与所述信号修正结构连接,另一个输出端作为所述高质量扫频激光发射子系统的输出端,所述光滤波器用于对所述多边带线性扫频激光进行高阶边带滤波处理,使得高质量扫频激光发射子系统通过所述第一子分束器输出高质量线性扫频激光;
所述信号修正结构包括非平衡式马赫曾德尔干涉仪、光电探测器、数字存储滤波器、计算机、第一信号源、数字鉴频鉴相器、环路滤波器、加法器、任意函数发生器、压控振荡器;
所述非平衡式马赫曾德尔干涉仪包括第二子分束器、声光调制器、第一单模光纤和子耦合器,所述第二子分束器与所述第一分束器连接,所述声光调制器和第一单模光纤的一端与所述第二子分束器连接,另一端与所述子耦合器连接,所述子耦合器与所述光电探测器连接;
所述光电探测器的另一端与所述数字存储滤波器和所述数字鉴频鉴相器连接,所述数字存储滤波器通过所述计算机与所述加法器连接,所述数字鉴频鉴相器的输入端还与所述第一信号源连接,输出端通过所述环路滤波器与所述加法器连接;
所述加法器通过所述任意函数发生器与所述压控振荡器连接,所述压控振荡器与所述电光调制器连接,用于通过发出的高质量驱动信号驱动所述电光调制器。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述双电光梳发生器子系统包括并行的信号电光梳和本振电光梳,分别设于所述双电光梳发生器子系统的两个输入端和两个输出端之间;
所述信号电光梳包括依次连接的第二信号源、第一功率分配器、预设数量的调制结构、第二单模光纤、第一高非线性光纤和第二光放大器,所述调制结构还与所述双电光梳发生器子系统的输入端连接;
所述本振电光梳包括依次连接的第三信号源、第二功率分配器、预设数量的调制结构、第三单模光纤、第二高非线性光纤和第三光放大器。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述光束收发子系统包括依次连接的光纤环形器、准直器、扫描振镜、单透镜和透射光栅。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述数据处理子系统包括可调谐光滤波器、90°光学混频器、第一平衡光电探测器、第二平衡光电探测器、第三平衡光电探测器和数字信号处理单元;
所述第一平衡光电探测器、所述第二平衡光电探测器和所述第三平衡光电探测器通过对应的低通滤波和模数转换器与所述数字信号处理单元连接,所述第一平衡光电探测器的另一端与所述耦合器连接;
所述90°光学混频器的输出端与所述第二平衡光电探测器和第三平衡光电探测器连接,一个输入端与所述光束收发子系统连接,另一个输入端与所述可调谐光滤波器连接后与所述第三分束器连接。
5.一种新体制调频连续波激光雷达测量方法,其特征在于,应用于权利要求1至4任一项所述的新体制调频连续波激光雷达测量装置,所述方法包括:获取高质量扫频激光发射子系统发出的满足预设误差要求的高质量线性扫频激光;
通过第一分束器对所述高质量线性扫频激光进行分束处理,并将分束处理后的高质量线性扫频激光输入至双电光梳发生器子系统;
利用所述双电光梳发生器子系统基于所述分束处理后的高质量线性扫频激光生成光学频率梳激光;
获取所述光学频率梳激光与预设形状条件之间的匹配关系;
在所述匹配关系表征所述光学频率梳激光满足所述预设形状条件时,通过光束收发子系统利用所述光学频率梳激光对待测对象进行测量,得到测量数据;
利用数据处理子系统基于所述测量数据得到待测对象的三维表面形貌图。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述获取高质量扫频激光发射子系统发出的满足预设误差要求的高质量线性扫频激光,包括:获取所述高质量扫频激光发射子系统中光电探测器的输出电信号,以及第一信号源输出的第一信号;
判断所述输出电信号与所述第一信号的信号频率是否相同以及信号相位之差是否满足差值要求,若是,则确定所述高质量线性扫频激光满足所述预设误差要求;
若否,则基于所述输出电信号和所述第一信号得到频率误差信号,并基于所述频率误差信号对高质量扫频激光发射子系统进行信号修正,直至所述高质量线性扫频激光满足所述预设误差要求。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述获取所述光学频率梳激光与预设形状条件之间的匹配关系,包括:获取所述光学频率梳激光的光谱形状,并检测得到所述光谱形状的平坦度和数量;
在所述平坦度和所述数量达到对应的预设阈值时,所述光学频率梳激光与预设形状条件之间的匹配关系表征为匹配;
在所述平坦度和所述数量未达到对应的预设阈值时,所述光学频率梳激光与预设形状条件之间的匹配关系表征为不匹配。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述通过光束收发子系统利用所述光学频率梳激光对待测对象进行测量,得到测量数据,包括:调节光束收发子系统中扫描振镜的角度和角分辨力,利用调节后的扫描振镜基于所述光学频率梳激光对待测对象进行慢轴扫描;
利用所述光束收发子系统中满足预设焦距要求的单透镜和满足预设空间频率要求的透射光栅,基于所述光学频率梳激光对待测对象进行快轴扫描;
获取基于所述慢轴扫描和所述快轴扫描反馈的激光反馈信号,基于所述激光反馈信号计算得到测量数据,所述测量数据包括距离值和速度值。