[發(fā)明專利]雙波長(zhǎng)雙視場(chǎng)米散射激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)及其探測(cè)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710023308.8
• 申請(qǐng)日: 2007-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101071171A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉博;鐘志慶;遲如利;范愛(ài)媛;黃威;王珍珠;戚福弟;周軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G01S17/02
• 分類號(hào): G01S17/02;G01S7/481
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雷達(dá)探測(cè)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種雙波長(zhǎng)雙視場(chǎng)米散射激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)及其探測(cè)方法。

背景技術(shù)

激光雷達(dá)是以激光為光源，通過(guò)探測(cè)激光與大氣相互作用的輻射信號(hào)來(lái)遙感大氣。激光與大氣的相互作用，產(chǎn)生包含氣體分子和氣溶膠粒子有關(guān)信息的輻射信號(hào)，利用反演的方法就可以從中得到關(guān)于氣體分子和氣溶膠粒子的信息。

激光雷達(dá)是傳統(tǒng)雷達(dá)技術(shù)與現(xiàn)代激光技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。激光問(wèn)世后的第二年，即1961年，科學(xué)家就提出了激光雷達(dá)的設(shè)想，并開(kāi)展了研究工作，40多年來(lái)，隨著激光技術(shù)日新月異的發(fā)展，先進(jìn)的信號(hào)探測(cè)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用，激光雷達(dá)以它的高測(cè)量精度、精細(xì)的時(shí)間和空間分辨率以及大的探測(cè)跨度而成為一種重要的主動(dòng)遙感工具。

目前，探測(cè)對(duì)流層氣溶膠的米散射激光雷達(dá)系統(tǒng)一般存在以下三個(gè)方面的不足：首先是系統(tǒng)比較復(fù)雜、體積較大、重量較重、不易移動(dòng)和運(yùn)輸，限制了它的應(yīng)用區(qū)域范圍；其次探測(cè)高度有限，大部分局限在5～6km以下的邊界層內(nèi)，白天探測(cè)高度更低，第三長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行往往可靠性較差。

為了克服常規(guī)米散射激光雷達(dá)的上述缺點(diǎn)和不足，國(guó)際上，一種微脈沖激光雷達(dá)(Micro?Pulse?Lidar，簡(jiǎn)稱MPL)問(wèn)世。但是由于其輸出能量在μJ量級(jí)，依靠高重復(fù)率(數(shù)千Hz)提高探測(cè)信噪比，因此探測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，白天探測(cè)高度也僅6km，而且如果其過(guò)長(zhǎng)的幾何重疊因子(4km左右)不能精確確定，會(huì)給氣溶膠探測(cè)結(jié)果帶來(lái)較大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有可靠性強(qiáng)和準(zhǔn)確度高的雙波長(zhǎng)雙視場(chǎng)米散射激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)及探測(cè)方法。

本發(fā)明可以通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種雙波長(zhǎng)雙視場(chǎng)米散射激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括激光發(fā)射單元、回波信號(hào)接收單元、后繼光學(xué)單元、信號(hào)探測(cè)和采集單元及控制單元；所述的激光發(fā)射單元包括Nd:YAG激光器，激光器發(fā)射出532nm及1064nm兩個(gè)波長(zhǎng)的激光脈沖，與激光器的輸出光軸平行的光軸上設(shè)置有回波信號(hào)接收單元，所述的回波信號(hào)接收單元包括直徑200mm接收望遠(yuǎn)鏡和直徑400mm接收望遠(yuǎn)鏡，直徑400mm接收望遠(yuǎn)鏡的后繼光路上依次排列有小孔光闌、反射鏡、目鏡和分束鏡；分束鏡后光路分為兩路，一路通過(guò)1064nm窄帶濾光片連接光子計(jì)數(shù)探測(cè)器，光子計(jì)數(shù)探測(cè)器的輸出電路上設(shè)置有放大器VT120，放大器VT120的輸出電路上設(shè)置有光子計(jì)數(shù)卡MCS，光子計(jì)數(shù)卡MCS把采集到的信號(hào)送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理；另一路通過(guò)532nm窄帶濾光片連接模擬探測(cè)器，模擬探測(cè)器的后繼光路上設(shè)置有放大器777，放大器777的輸出電路上設(shè)置有A/D數(shù)據(jù)采集卡，A/D數(shù)據(jù)采集卡把采集到的數(shù)字信號(hào)送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理；直徑200mm接收望遠(yuǎn)鏡的后繼光路上依次排列有小孔光闌和目鏡；目鏡通過(guò)光纖把信號(hào)傳送給分束鏡，分束鏡后光路分為兩路，一路通過(guò)1064nm窄帶濾光片連接光子計(jì)數(shù)探測(cè)器，光子計(jì)數(shù)探測(cè)器的輸出電路上設(shè)置有放大器VT120，放大器VT120的輸出電路上設(shè)置有光子計(jì)數(shù)卡MCS，光子計(jì)數(shù)卡MCS把采集到的信號(hào)送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理；另一路通過(guò)532nm窄帶濾光片連接模擬探測(cè)器，模擬探測(cè)器的輸出電路上設(shè)置有放大器777，放大器777的輸出電路上設(shè)置有A/D數(shù)據(jù)采集卡，A/D數(shù)據(jù)采集卡把采集到的數(shù)字信號(hào)送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。