1.一种基于衍射光学元件与光纤阵列的多波长激光雷达系统,其特征在于,包括多波长激光器组(1)、发射光学系统(2)、多波长DOE模块(3)、多波长合束模块(4)、光束扫描模块(5)、接收光学系统(6)、光纤阵列(7)、多波长面阵探测器组(8)、多波长回波信号处理模块(9)、多波长三维图像处理模块(10);多波长激光器组(1)发射空间分离的多波长激光光束;来自多波长激光器组(1)的激光束通过发射光学系统(2)进行扩散、准直后,分别通过各自波长对应的多波长DOE模块(3)中的DOE器件,完成单束激光到多束阵列的转变;多波长激光阵列通过多波长合束模块(4)实现对多波长激光点阵空间位置的调控;合束后的多波长激光束通过光束扫描模块(5)完成对地大角度扫描;接收光学系统(6)将多波长激光回波聚焦并耦合进入位于焦平面上的光纤阵列(7)一端,在光纤阵列(7)的另一端,对应波长的光纤分别连接到与之对应的面阵探测器(8)上;面阵探测器(8)输出的原始信号经过多波长回波信号处理模块(9)和多波长三维图像处理模块(10)后,获取目标的几何信息和光谱信息;所述的发射光学系统(2)对激光束进行扩散和准直,达到DOE器件对入射激光光束尺寸和束散角的要求;所述的多波长DOE模块(3),根据各个波长激光束空间分布要求,独立设计DOE相位分布,多块DOE组合实现多波长激光点阵照明;所述的多波长合束模块(4)根据各个波长DOE器件出射光束的空间分布特点,调整其点阵空间位置,实现聚焦光斑与光纤位置一一对应;所述的接收光学系统(6)包括大口径反射望远系统与消色差透镜组,完成消色差处理,实现宽波段成像;所述的光纤阵列(7)的光纤空间排布与焦平面上多波长激光光斑空间分布一一对应以及单光斑对应的接收视场小于光纤端面接收角;所述的多波长面阵探测器组(8),根据激光波长选择探测器,不同波长对应不同类型的面阵探测器;所述的多波长回波信号处理模块(9)按波长独立完成信号处理,获取目标的距离信息和强度信息;所述的多波长三维图像处理模块(10)通过目标几何形状和空间位置进行辐射强度矫正,获取高精度目标光谱信息,多波长数据融合,获取高精度目标几何信息。
2.如权利要求1所述的基于衍射光学元件与光纤阵列的多波长激光雷达系统,其特征在于,所述的多波长激光器组(1)由多台或单台激光器构成,发射多个激光波长,各波长激光束在空间上独立且分离,构成对目标的主动光谱探测光源。
3.如权利要求2所述的基于衍射光学元件与光纤阵列的多波长激光雷达系统,其特征在于,所述多波长激光器组(1)采用Nd:YAG固体激光器,产生基频光λ1=1.06μm,非线性调频获取λ2=1.57μm,通过倍频晶体,获取倍频光λ3=0.53μm,三倍频光λ4=0.35μm,实现四波长激光脉冲同步输出,输出光窗相互独立分离。
4.如权利要求3所述的基于衍射光学元件与光纤阵列的多波长激光雷达系统,其特征在于,所述发射光学系统(2)针对0.35μm、0.53μm、1.06μm、1.57μm四波长激光光束质量分别设计相对应的扩散和准直系统,使其达到对应波长DOE器件对于入射光束质量的要求;多波长DOE模块(3)对0.35μm、0.53μm、1.06μm、1.57μm四波长激光光束都采用8×8面阵分束器,单个光斑尺寸为0.5mrad,光斑角间距为1mrad,保证四波长光斑阵列之间相互无重叠区域产生。
5.如权利要求4所述的基于衍射光学元件与光纤阵列的多波长激光雷达系统,其特征在于,所述光束扫描模块(5)采用双光楔扫描镜实现30°圆锥对地扫描。
6.如权利要求5所述的基于衍射光学元件与光纤阵列的多波长激光雷达系统,其特征在于,所述光纤阵列(7)采用大纤芯多模光纤,构成16×16光纤矩形,与在焦平面上多波长激光光斑分布一致。
7.如权利要求6所述的基于衍射光学元件与光纤阵列的多波长激光雷达系统,其特征在于,所述多波长面阵探测器组(8)中,0.35μm和0.53μm激光光束采用8×8MCP-PMT面阵探测器、1.06μm激光光束采用8×8SiAPD面阵探测器、1.57μm激光光束采用8×8InGaAsAPD面阵探测器。
8.如权利要求7所述的基于衍射光学元件与光纤阵列的多波长激光雷达系统,其特征在于,所述多波长回波信号处理模块(9)进行256路信号处理,获取多波长脉冲飞行时间和强度信息;所述多波长三维图像处理模块(10)采用多波长数据融合,获取目标几何信息以及多光谱三维图像。