[實(shí)用新型]基于大口徑入射光束的純轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼測(cè)溫激光雷達(dá)擴(kuò)束系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520157283.0
• 申請(qǐng)日: 2015-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN204422748U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘向亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/481
• 分類號(hào): G01S7/481;G01S17/95
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 趙麗影;肖明洲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于激光大氣遙感領(lǐng)域，尤其涉及一種基于大口徑入射光束的純轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼測(cè)溫激光雷達(dá)擴(kuò)束系統(tǒng)。

背景技術(shù)

純轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼激光雷達(dá)測(cè)量大氣溫度屬于光譜技術(shù)測(cè)溫領(lǐng)域的一種雷達(dá)技術(shù)。該測(cè)溫激光雷達(dá)通過(guò)提取純轉(zhuǎn)動(dòng)譜線關(guān)于溫度變化趨勢(shì)相反的兩根或兩部分譜線，可以得到溫度信息，對(duì)研究大氣物理機(jī)制產(chǎn)生重要影響。

擴(kuò)束系統(tǒng)是能夠改變激光光束直徑和發(fā)散角的透鏡組件。在激光雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)中,從激光器發(fā)出的激光束具有一定的發(fā)散角，為了增大系統(tǒng)的作用距離,就要減小發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)散角，可利用擴(kuò)束系統(tǒng)壓縮空間發(fā)散角來(lái)實(shí)現(xiàn)。

純轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼測(cè)溫激光雷達(dá)往往采用大功率激光器作為發(fā)射光源，從而伴隨著入射激光光束口徑的增大。而目前現(xiàn)有的激光擴(kuò)束系統(tǒng)針對(duì)的是小口徑入射光束，其結(jié)構(gòu)無(wú)法消除大口徑入射光束所產(chǎn)生的像差，導(dǎo)致出射光束準(zhǔn)直性差，能量利用率低，嚴(yán)重限制了測(cè)溫激光雷達(dá)的探測(cè)高度以及精度。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服以上技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種基于大口徑入射光束的純轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼測(cè)溫激光雷達(dá)擴(kuò)束系統(tǒng)，用于激光工作波段為532nm的8倍定倍擴(kuò)束，該系統(tǒng)能夠有效減小軸上和軸外像差，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易調(diào)，能量利用率高，能夠達(dá)到測(cè)溫激光雷達(dá)的探測(cè)要求。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：本實(shí)用新型提供一種基于大口徑入射光束的純轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼測(cè)溫激光雷達(dá)擴(kuò)束系統(tǒng)，包括沿光路方向依次排列的目鏡組和物鏡組。

所述目鏡組為一個(gè)負(fù)彎月透鏡，其凸面朝著入射光方向，通光口徑為10mm。

所述物鏡組包括沿光路方向依次排列的負(fù)彎月透鏡和正雙凸透鏡，通光口徑均為80mm，其中負(fù)彎月透鏡凸面朝著入射光方向。

所述目鏡組和物鏡組間距可調(diào)；所述物鏡組中的負(fù)彎月透鏡與正雙凸透鏡間距固定不變。

所述純轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼測(cè)溫激光雷達(dá)擴(kuò)束系統(tǒng)具有固定擴(kuò)束倍率，其倍率為8。

所述純轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼測(cè)溫激光雷達(dá)擴(kuò)束系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)為532nm。

所述目鏡組透鏡與物鏡組透鏡均鍍有532nm高透膜，并采用K9玻璃材質(zhì)。

所述目鏡組負(fù)彎月透鏡左曲率半徑為1000.25mm，右曲率半徑為27.86mm。

所述物鏡組中負(fù)彎月透鏡左曲率半徑為757.86mm，右曲率半徑為437.27mm。

所述物鏡組中正雙凸透鏡左曲率半徑為898.39mm，右曲率半徑為232.65mm。

有益效果：對(duì)比現(xiàn)有擴(kuò)束系統(tǒng)，本實(shí)用新型可適用于口徑值最大可達(dá)10mm的入射光束的情況；采用雙分離物鏡組結(jié)構(gòu)，大大減小了由于大口徑入射光束所產(chǎn)生的像差；整個(gè)系統(tǒng)僅僅采用3片透鏡，在高功率激光器工作條件下，可有效減少光能損失；該特殊設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)已經(jīng)考慮到二次反射像成像在鏡片外部，提高了光損閾值。

附圖說(shuō)明

附圖1是本實(shí)用新型中的擴(kuò)束系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2是本實(shí)用新型中的擴(kuò)束系統(tǒng)光路示意圖；

附圖3是本實(shí)用新型中的擴(kuò)束系統(tǒng)點(diǎn)列圖；

附圖4是本實(shí)用新型中的擴(kuò)束系統(tǒng)波像差示意圖；

附圖標(biāo)記：1-目鏡組負(fù)彎月透鏡、2-物鏡組負(fù)彎月透鏡、3-物鏡組正雙凸透鏡。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。

本實(shí)用新型提供一種基于大口徑入射光束的純轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼測(cè)溫激光雷達(dá)擴(kuò)束系統(tǒng)，參閱圖1，目鏡組和物鏡組沿光路方向依次排列，并在同一光軸上。目鏡組由一個(gè)負(fù)彎月透鏡組成，通光口徑為10mm，中心厚度為2mm，凸面朝著入射光方向，相比凹面朝著入射光方向，可有效避免高功率激光會(huì)聚所引起的空氣電離。物鏡組由一個(gè)負(fù)彎月透鏡和一個(gè)正雙凸透鏡沿光軸方向依次排列組成，其中負(fù)彎月透鏡通光口徑為80mm，中心厚度為7mm，凸面朝著入射光方向；正雙凸透鏡光口徑為80mm，中心厚度為14mm。

三個(gè)透鏡均是采用K9材料加工而成，并且鍍有532nm高透膜，透光率高達(dá)99.7％。