[發明專利]基于馬赫曾德干涉儀的激光鑒頻裝置及鑒頻方法

有效

• 申請號: 201610538829.6
• 申請日: 2016-07-11
• 公開（公告）號: CN106019259B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 洪光烈;周艷波;舒嶸
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G01S7/486
• 分類號: G01S7/486;G01S7/481;G01S17/95
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司31213
• 代理人: 郭英

技術領域

本發明涉及一種激光頻率鑒定系統，具體涉及一種基于馬赫曾德干涉儀的激光鑒頻裝置及鑒頻方法。

背景技術

多普勒激光雷達常被用來測量風速或硬目標的移動速度，在大氣物理學、氣象遙感、軍事武器中都有廣泛應用，其中用來測量光的多普勒頻移裝置是這些應用中必不可少的核心部分。目前世界范圍內的多普勒激光雷達所用的探測方法大體分兩種，相干探測和非相干探測。非相干探測也叫直接探測，直接探測又分為邊沿檢測技術和條紋成像技術兩種，邊沿檢測運用窄帶濾光片鑒定風速或運動目標引起的激光的頻移，條紋成像運用F-P干涉儀、Fizeau干涉儀、Michelson干涉儀或Mach-Zehnder(馬赫曾德)干涉儀的干涉條紋與頻率的對應關系鑒定發射光與接收回波之間的頻率差從而反演出風速或運動目標的移動速度，這兩種技術在普通工況下都能正常工作且各有優勢，然而一旦要將系統放在移動平臺上比如車載甚至星載，這兩種技術又均面臨過于復雜和龐大，結構不夠穩定，要求被檢光為單縱模激光，某些器件要求恒溫條件等問題。本發明正是針對這種情況設計了一種對激光器穩頻精度要求很低，對溫度變化不敏感，不要求激光光源一定要單縱模入射，一旦各部件固定激光鑒頻裝置就十分穩定的一種基于馬赫曾德干涉儀的激光鑒頻裝置。這里的馬赫曾德干涉儀并非條紋成像式的馬赫曾德干涉儀，而是一種四通道的非條紋成像的馬赫曾德干涉儀，它基于Zhao YanLiu和Takao Kobayashi二人于1995年提出的一種用于測風激光雷達中檢測頻移的裝置，是對原裝置的改進，相比原裝置，結構更緊湊使得機載甚至星載此激光鑒頻裝置成為可能，光程差可調而利于裝調、數據獲取和反演激光頻率，能夠接收多縱模入射激光而拓展了激光鑒頻裝置的應用范圍。由于本激光鑒頻裝置及鑒頻方法沒有利用條紋成像技術，可以歸類為一種邊沿檢測技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種可以探測頻移的激光雷達鑒頻裝置及鑒頻方法，使得多普勒激光雷達風場探測、硬目標移動速度探測有一種可以接受多縱模入射激光、受溫度影響小、對激光器穩頻精度要求低又穩定、可靠、緊湊的鑒頻裝置。

為了達到上述目的，本發明中的激光鑒頻裝置由第一反射鏡1，第二反射鏡4，第三反射鏡7，第一特殊棱鏡2，第二特殊棱鏡3，第三特殊棱鏡8，第四特殊棱鏡9，三角棱鏡6，一維壓電位移臺5，四分之一波片10，第一沃拉斯頓偏振器11，第二沃拉斯頓偏振器12，第一會聚透鏡13，第二會聚透鏡14，第一單元探測器15，第二單元探測器16，第三單元探測器17，第四單元探測器18共同組成。

所述的第一反射鏡1、第二反射鏡4、第三反射鏡7、三角棱鏡6、四分之一波片10的高度不超過第一特殊棱鏡2、第二特殊棱鏡3、第三特殊棱鏡8、第四特殊棱鏡9中最低高度的一半。

所述的三角棱鏡6下方裝有用以精確控制和掃描激光鑒頻裝置光程差的一維壓電位移臺5。