[實用新型]雙端差分吸收激光雷達

無效

• 申請號: 00229072.3
• 申請日: 2000-01-11
• 公開（公告）號: CN2403017Y
• 公開（公告）日: 2000-10-25
• 發明（設計）人: 是度芳;賀渝龍;沙先武;劉會平
• 申請（專利權）人: 華中理工大學
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27;G01S17/88
• 代理公司: 華中理工大學專利事務所
• 代理人: 朱仁玲,戚昌文

本實用新型涉及一種激光雷達，用來探測大氣中二氧化氮和二氧化硫的濃度。

差分吸收激光雷達于七十年代開始研制。如英國國家物理實驗室(Martin?J.T.Miltou?and?Peter?T.Woods：Pulse?averaging?methods?for?alaser?remote?monitoring?system?using?atmospheric?backscattes.Appl.Opt.26(13).PP2598～2603.1987)，瑞士激光應用中心(H.J.klsch.P.Rairoux.J?P.Wolf.?and?L?wste：simultaneous?No?and?No2?DIALmeasurement?using?BBO?Crystals.Appl.Opt?28(11).PP2052～2056.1989)。這種激光雷達的一個共同點是：采用兩臺YAG脈沖激光器來泵浦兩臺染料激光器，也就是說一臺激光雷達要用4臺激光器，致使激光雷達體積龐大，造價很高，而且由于使用了染料(液體)激光器，不易防震。另外，測量不同的污染氣體需要不同的波長，這種激光雷達波長切換慢，濾波結構不夠精細，信號采集到處理系統不夠現代化。

本實用新型的目的是克服上述現有技術的不足之處，提供一種新型的激光雷達，在該雷達中只采用一臺雙脈沖雙波長固體調諧激光器。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：由雙脈沖雙波長可調諧固體激光器、光學耦合系統、望遠鏡光學系統、光信號接收裝置、數據采集與處理系統組成。

雙脈沖雙波長可調諧固體激光器，產生雙脈沖雙波長可調諧的激光；

光學耦合系統，包括反射鏡M₁和反射鏡M₂，由激光器輸出的諧波經反射鏡M₁、M₂反射后與接收望遠鏡轉軸同軸；

望遠鏡光學系統，發射望遠鏡與觀察望遠鏡安裝在接收望遠鏡上，置于發射望遠鏡中的反射鏡M₃接收經反射鏡M₂反射的光束，全反鏡M₅將反射鏡M₄反射來的光束反射進入接收望遠鏡，用以測量二個脈沖的激光功率，全反鏡M₆作為測量時的合作目標，將測量光束反射回接收望遠鏡，進入接收望遠鏡之光束經拋物反射鏡M₇聚焦，并經反射鏡M₈反射輸出；

光信號接收裝置，把接收望遠鏡接收到的光信號經光電探測器件轉換成電流信號輸出，它包括準直鏡L、濾光片F、單峰高反膜反射鏡M₉、光電探測器件，準直鏡L將接收望遠鏡之聚焦光束準直為平行光束，濾光片F及反射鏡M₉用來濾去雜散光；

數據采集與處理系統，包括放大器、數據采集卡及計算機，放大器將光電探測器件輸出的電流信號轉換成電壓信號輸出，響應時間為ns量級，激光器中第一路激光閃光信號同時輸出一脈沖觸發采集卡，采集卡開始工作，以記錄發射激光波和激光回波的電信號，記錄的數據再由計算機進行處理。

本實用新型的優點在于：

1.采用一臺雙脈沖雙波長可調諧固體激光器替代原來的四臺激光器，能使激光雷達結構緊湊，防震性能增強，實現微秒量級波長快速切換，有利于提高環境監測精度。

2.通過高反膜和干涉濾光片二次濾波，盡可能地消除雜散光，提高信噪比，提高測量靈敏度和精度。

3.采用觸發控制數據采集卡與計算機處理，操作簡便。

4.大大降低了成本，易于推廣。

圖1是本實用新型的結構簡圖。

圖2是圖1中激光器一種實施例的結構簡圖。

圖3是圖1中激光器另一種實施例的結構簡圖。

圖4是圖1中光信號接收裝置的一種結構剖面圖。

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

由圖1所示，本實用新型由雙脈沖雙波長可調諧固體激光器1、光學耦合系統2、望遠鏡光學系統3、光信號接收裝置4及數據采集與處理系統5組成。