[發(fā)明專利]高光譜偏振大氣探測(cè)激光雷達(dá)系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610113959.5
• 申請(qǐng)日: 2016-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN105738916B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何興道;李翔;吳濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S17/95
• 分類號(hào): G01S17/95;G01S7/481
• 代理公司: 南昌市平凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所36122
• 代理人: 張文杰

1.一種高光譜偏振激光雷達(dá)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，該系統(tǒng)包括激光發(fā)射系統(tǒng)、光電接收/探測(cè)系統(tǒng)和多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，激光發(fā)射系統(tǒng)由脈沖激光器、擴(kuò)束器、三維調(diào)整反射棱鏡和卡塞格林望遠(yuǎn)鏡組成，脈沖激光器與三維調(diào)整反射棱鏡之間設(shè)置有擴(kuò)束器，三維調(diào)整反射棱鏡的下方安裝有卡塞格林望遠(yuǎn)鏡；

光電接收/探測(cè)系統(tǒng)包括高光譜分辨率光柵和偏振分光棱鏡，其高光譜分辨率光柵的側(cè)面分別設(shè)置有第二準(zhǔn)直聚焦透鏡、小孔光闌、偏振分光棱鏡和第二平面反射鏡，第二準(zhǔn)直聚焦透鏡通過光纖連接第一準(zhǔn)直聚焦透鏡，第一準(zhǔn)直聚焦透鏡位于卡塞格林望遠(yuǎn)鏡的出光孔下端；小孔光闌與第一平面反射鏡之間依次設(shè)置有第三準(zhǔn)直聚焦透鏡和偏振分光棱鏡；第二平面反射鏡的一側(cè)依次設(shè)置有第一干涉濾光片、第四準(zhǔn)直聚焦透鏡和第一光電倍增管；偏振分光棱鏡的一側(cè)依次設(shè)置有第二干涉濾光片和第二光電倍增管；第一平面反射鏡的一側(cè)依次設(shè)置有法布里-珀羅干涉儀、第五準(zhǔn)直聚焦透鏡和第三光電倍增管；

所述多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由多通道數(shù)據(jù)采集卡、脈沖信號(hào)延遲發(fā)生器和計(jì)算機(jī)組成；多通道數(shù)據(jù)采集卡插裝于計(jì)算機(jī)中，激光器和第一、第二、第三光電倍增管的信號(hào)由脈沖信號(hào)延遲發(fā)生器控制，脈沖信號(hào)延遲發(fā)生器連接多通道數(shù)據(jù)采集卡，并通過計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)控制；

其工作過程如下：

脈沖激光器發(fā)射激光束經(jīng)擴(kuò)束器擴(kuò)束后射向三維調(diào)整反射棱鏡，通過調(diào)節(jié)三維調(diào)整反射棱鏡的三維調(diào)整架改變射向大氣的激光束角度，并發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的散射光信號(hào)，由激光發(fā)射系統(tǒng)中的卡塞格林望遠(yuǎn)鏡接收，大氣回波信號(hào)經(jīng)第一準(zhǔn)直聚焦透鏡準(zhǔn)直聚焦，耦合進(jìn)入多模光纖中，然后經(jīng)第二準(zhǔn)直聚焦透鏡聚焦后射向高光譜分辨率光柵，被分為拉曼散射信號(hào)、米散射信號(hào)和瑞利散射信號(hào)：其中拉曼散射信號(hào)射向第二平面反射鏡，經(jīng)第二平面反射鏡反射后的拉曼散射信號(hào)射向第一干涉濾光片，再經(jīng)第一干涉濾光片濾除的光射向第四準(zhǔn)直聚焦透鏡，第四準(zhǔn)直聚焦透鏡連接第一光電倍增管，拉曼散射信號(hào)由第一光電倍增管進(jìn)行接收；米散射信號(hào)和瑞利散射信號(hào)經(jīng)小孔光闌濾除雜散光經(jīng)第三準(zhǔn)直聚焦透鏡透射到偏振分光棱鏡后，再分離為兩束透射光偏振信號(hào)和瑞利散射信號(hào),透射光偏振信號(hào)即：米散射大氣水平偏振信號(hào)和米散射大氣垂直偏振信號(hào)；其中一束米散射大氣水平偏振信號(hào)被反射，經(jīng)第二干涉濾光片濾光后由第二光電倍增管接收；經(jīng)偏振分光棱鏡分離的另一束米散射大氣垂直偏振信號(hào)和瑞利散射信號(hào)射向第一平面反射鏡，經(jīng)第一平面反射鏡反射射向法布里-珀羅干涉儀,經(jīng)過法布里-珀羅干涉儀濾光后的信號(hào)再經(jīng)第五準(zhǔn)直聚焦透鏡準(zhǔn)直聚焦后，由第三光電倍增管進(jìn)行接收；最后，光電接收/探測(cè)系統(tǒng)中第一光電倍增管接收到的拉曼散射信號(hào)，第二光電倍增管接收到的米散射大氣水平偏振信號(hào)，第三光電倍增管接收到的米散射大氣垂直偏振信號(hào)和瑞利散射信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后，形成電信號(hào)，并傳輸?shù)蕉嗤ǖ罃?shù)據(jù)采集系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)字化處理，利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字化處理后的信號(hào)進(jìn)行分析反演，從而可以得到被探測(cè)大氣的各項(xiàng)參數(shù)。