[發(fā)明專利]一種高低空雙接收臭氧差分吸收激光雷達(dá)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710811082.1
• 申請(qǐng)日: 2017-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN107356939B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪思保
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽科創(chuàng)中光科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/95
• 分類號(hào): G01S17/95
• 代理公司: 53113 昆明合眾智信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所
• 代理人: 張璽

本發(fā)明公開了一種高低空雙接收臭氧差分吸收激光雷達(dá)裝置，紫外泵浦激光器、聚焦系統(tǒng)、受激拉曼激光系統(tǒng)、擴(kuò)束裝置、準(zhǔn)直鏡、高低空雙接收望遠(yuǎn)、光纖、第一分光光譜儀、第二分光光譜儀、光電倍增管PMT、模擬采集系統(tǒng)、量子采集系統(tǒng)、環(huán)境傳感系統(tǒng)和智能控制單元。本發(fā)明通過(guò)高低空雙接收和高層弱信號(hào)量子采集的設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍和信噪比，提高了差分吸收激光雷達(dá)的高低空一體化探測(cè)性能。并通過(guò)儀器一體化設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)，具有防雷設(shè)計(jì)、防風(fēng)防雨設(shè)計(jì)、鏡面除霧、天窗自動(dòng)清潔功能，滿足IP65防護(hù)等級(jí)，滿足戶外全天候和全天時(shí)運(yùn)行要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉臭氧差分吸收激光雷達(dá)裝置領(lǐng)域，具體一種高低空雙接收臭氧差分吸收激光雷達(dá)裝置。

背景技術(shù)

對(duì)于臭氧，大多數(shù)人都知道臭氧層具有防紫外線的功能，但很多人不知道這里說(shuō)的臭氧層實(shí)際是在大氣層的平流層中，在對(duì)流層中也存在著占大氣層臭氧總量10％的臭氧，這部分臭氧在對(duì)流層大氣污染扮演著重要的角色，臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，它和其他物質(zhì)反應(yīng)生成多種有毒氧化物，對(duì)人體有著極大地傷害，并且臭氧在霧霾的產(chǎn)生過(guò)程中起著重要作用，因此對(duì)對(duì)流層臭氧的監(jiān)測(cè)也越來(lái)越受到關(guān)注。差分吸收激光雷達(dá)技術(shù)以它高測(cè)量精度、高時(shí)空分辨率和能夠持續(xù)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)備受青睞。現(xiàn)有專利CN103293533A提供了一種用于大氣臭氧觀測(cè)的激光雷達(dá)系統(tǒng)，包括主控制器、激光發(fā)射裝置組、激光信號(hào)探測(cè)器、光束組合器、數(shù)據(jù)采集裝置、以及終端裝置，激光發(fā)射裝置組包括至少兩組激光發(fā)射器；其中，主控制器分別對(duì)各組激光發(fā)射器進(jìn)行控制，各組激光發(fā)射器發(fā)射端分別與光束組合器的輸入端相連接，實(shí)現(xiàn)采用多波長(zhǎng)對(duì)大氣臭氧同時(shí)進(jìn)行差分吸收觀測(cè)與分析，實(shí)現(xiàn)高效率、高精度的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)效果。

雖然現(xiàn)有專利CN103293533A實(shí)現(xiàn)了采用多波長(zhǎng)對(duì)大氣臭氧的觀測(cè)分析，但是存在對(duì)臭氧探測(cè)的動(dòng)態(tài)范圍不夠大、信噪比低和差分吸收激光雷達(dá)的一體化探測(cè)性能較差的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高低空雙接收臭氧差分吸收激光雷達(dá)裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

紫外泵浦激光器、聚焦系統(tǒng)、受激拉曼激光系統(tǒng)、擴(kuò)束裝置、準(zhǔn)直鏡、高低空雙接收望遠(yuǎn)鏡、光纖、第一分光光譜儀、第二分光光譜儀、光電倍增管PMT、模擬采集系統(tǒng)、量子采集系統(tǒng)、環(huán)境傳感系統(tǒng)和智能控制單元；

其中所述紫外泵浦激光器發(fā)射第一光線，第一光線經(jīng)過(guò)所述聚焦系統(tǒng)聚焦后產(chǎn)生第二光線，第二光線經(jīng)過(guò)受激拉曼激光系統(tǒng)處理后產(chǎn)生第三光線，第三光線經(jīng)過(guò)擴(kuò)束裝置擴(kuò)束后產(chǎn)生第四光線，第四光線經(jīng)準(zhǔn)直鏡傳遞后垂直射入到大氣中；

其中激光的后向散射光被高低空雙接收望遠(yuǎn)鏡接收，小口徑望遠(yuǎn)鏡通過(guò)模擬采集系統(tǒng)采集用于探測(cè)低空信號(hào)，大口徑望遠(yuǎn)鏡通過(guò)量子采集系統(tǒng)采集用于探測(cè)高空信號(hào)；

其中所述智能控制單元分別與所述量子采集系統(tǒng)、所述模擬采集系統(tǒng)、所述環(huán)境傳感系統(tǒng)和所述紫外泵浦激光器電性連接；

其中所述第一分光光譜儀安裝兩個(gè)所述光電倍增管PMT，兩個(gè)所述光電倍增管PMT分別與量子采集系統(tǒng)電性連接，所述第二分光光譜儀安裝兩個(gè)所述光電倍增管PMT，兩個(gè)所述光電倍增管PMT分別與模擬采集系統(tǒng)電性連接。

優(yōu)選的，所述紫外泵浦激光器采用Nd：YAG激光器。

優(yōu)選的，所述第一光線為波長(zhǎng)266nm的激光。

優(yōu)選的，所述受激拉曼激光系統(tǒng)裝有活性氣體。

優(yōu)選的，經(jīng)過(guò)所述受激拉曼激光系統(tǒng)處理產(chǎn)生第三光線為多波長(zhǎng)光束。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：