[發明專利]一種植被探測多波長對地觀測激光雷達系統的合波分波器

有效

• 申請號: 201310088378.7
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103235414A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 龔威;祝波;宋沙磊;史碩
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G02B27/14
• 分類號: G02B27/14;G01S7/481
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明涉及一種基于特殊波長的多波長激光合波分波技術，尤其涉及一種測繪遙感領域多光譜激光雷達系統的合波分波技術。?

背景技術

目前可以制作合波分波器的技術路線主要有薄膜濾波片，Bragg光柵，體光柵，陣列波導光柵和刻蝕光柵。薄膜濾波片式的合波分波器是將每一個濾波片設計成只反一個特定波長的光，其它波長的光則以較低的損耗通過。這種結構的合波分波器在道數目較小時具有很好的性能指標。但由于是用分立器件串聯構成的，在通道數目大時封裝難度和成本增加，且后面通道的插入損耗也是一個問題。Bragg光柵式的合波分波器的工作原理與結構與薄膜濾波片相似，也是串聯的模，因此雖然有很好的器件性能，但在大通道數時也會遇到封裝和成本的問題。體光柵則是由傳統的光譜儀發展而來。在通道間隔(即分辨率)、竄擾等方面具非常好的表現。但由于在通道間隔減小時，體積會迅速增大、器件對外界的抗干擾力差。陣列波導光柵(AWG)和刻蝕光柵(EDG)是采用了半導體加工工藝制作的集成平面光波導器件。同集成電路一樣，集成平面光波導器件在可靠性，縮小器件尺寸，降低成本方面有優異的表現。但以上制作合波分波器的技術多用于光纖通信領域內光信息傳輸問題，其傳輸波長多集中于0.8～2.0微米的近紅外波段，還未見基于可見光特殊波長的合波分波器存在。?

另一方面，傳統的激光雷達對地觀測技術多采用單波長激光發射與接收，隨著該技術的發展應用，單波長激光雷達系統已不能滿足其在對地觀測特別是植被監測中的應用要求。近年來，多波長激光雷達技術的發展，有望將激光雷達在對地觀測中的應用推上一個新的高度。其中，基于植被探測的多波長激光合波分波技術是關鍵問題之一。合波的主要任務是將多路選定的植被探測特殊波長的激光以低損耗、高效率的方式合成為一束光路輸出并能夠保持在較遠距離處仍具有很高凝聚度，從而保證這多個波長的激光反應的是同一個探測點的光譜信息。同時，還可以實現多路激光與接收望遠鏡的同軸發射，提高系統探測的精度。分波的主要任務是將望遠鏡接收到的激光后向散射多路回波分離成只包含若干個特定波長的激光信號，繼而在多通道接收器中進行后續處理。?

目前存在的分波、合波器難以應用到對地觀測多波長激光雷達系統中的原因在于：?

1.波長范圍不合適。目前的合波分波器主要應用對象為光纖通信，其他波長傳輸范圍為0.8～2.0微米，而對地觀測多波長激光雷達系統的探測波長包含可見光波段的綠光、紅光及近紅外波段（0.7微米左右）等植被“綠邊”、“紅邊”特殊波長，這些波長大多與植被色素含量、氮含量、水分含量等生化指標相關，是植被探測中不可或缺的波段。?

2.光柵合波分波器存在通道竄擾大、偏振相關性高等問題；普通的分立式薄膜濾波片合波分波器可以解決上述問題，但同時又存在多級串聯時損耗大的問題。多波長激光雷達系統是一種強激光發射、弱信號檢測技術，損耗過大會導致系統信噪比過低，嚴重影響探測精度。?

發明內容

本發明的目的是提供一種應用于植被探測特殊波長的多波長對地觀測激光雷達系統的合波分波器。?

為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：?

一種植被探測多波長對地觀測激光雷達系統的合波分波器，包括：合波器、分波器和底板，所述的合波、分波器均安裝于所述的底板上；?

作為優選，所述的合波器包括：第一激光準直器、第二激光準直器、第三激光準直器、第四激光準直器、第一鍍鋁膜全反射鏡、第二鍍鋁膜全反射鏡、第三鍍鋁膜全反射鏡、第四鍍鋁膜全反射鏡、第五鍍鋁膜全反射鏡、第六鍍鋁膜全反射鏡、第七鍍鋁膜全反射鏡、第八鍍鋁膜全反射鏡、第九鍍鋁膜全反射鏡、第十鍍鋁膜全反射鏡、第十一鍍鋁膜全反射鏡、第十二鍍鋁膜全反射鏡、第十三鍍鋁膜全反射鏡、第一薄膜濾波片、第二薄膜濾波片、第三薄膜濾波片；?

外部紅光激光器輸出端與所述的第一激光準直器的輸入端相連，所述的第一激光準直器的輸出端與所述的第一鍍鋁膜全反射鏡的輸入端相連，所述的第一鍍鋁膜全反射鏡的輸出端與所述的第二鍍鋁膜全反射鏡的輸入端相連，所述的第二鍍鋁膜全反射鏡的輸出端與所述的第一薄膜濾波片的輸入端相連；?