[實用新型]水下微小顆粒物探測的高光譜連續光激光雷達系統

有效

• 申請號: 201720185630.X
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN207882442U
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 趙光宇;米克爾布約得歌德;蘇尼斯萬貝里;何賽靈
• 申請（專利權）人: 蘇州四百克拉光電科技有限公司
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01S17/89
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 滕詣迪

本實用新型公開了一種水下微小顆粒物探測的高光譜連續光激光雷達系統，包括激光發射單元、激光接收單元、分光單元及光路補償單元、光電探測單元、數據采集分析單元；所述的激光發射單元的光源為連續激光光源，發送連續激光至待測物，待測物背向散射光反射至光路補償單元補償和分光單元，最后會聚在光電探測單元上；光電探測單元與數據采集分析單元相連通過數據采集單元進行分析信號；所述的激光發射單元與光電探測單元相連，光電探測單元發射同步脈沖信號，同步調制激光發射單元的發光頻率。本實用新型采用了連續光激光作為光源，采用成像方法實現空間分布探測，通過光學元件進行調節，具有更高的分辨率，實現水下微小顆粒物的光譜和空間信息同步探測。

技術領域

本實用新型屬于激光高光譜遙感領域，特別涉及一種水下微小顆粒物探測的高光譜連續光激光雷達系統。

背景技術

為了實現對水下完整生態系統高精度，多層次的空間監測，多種技術相結合是遙感技術發展的趨勢。遙感技術已經廣泛應用于生態環境探測領域。其中高光譜技術更是遙感技術的前沿，目前的高光譜成像技術具有較高的光譜分辨率，探測范圍廣等優點，能夠提供被測目標的光譜影像信息。但是暫不具備精確的測距定位功能。激光雷達技術具有單色性好，發射能量高等優點，能夠提供空間定位信息，但激光雷達技術不能夠提供光譜信息。

綜上，單一的探測方式已經難以滿足當前對生態遙感立體式監測需求，考慮結合高光譜技術和激光雷達技術實現對水下微小顆粒物的高光譜測距遙感探測，進而同時得到被測顆粒物的光譜以及空間分布信息具有重要意義，此處探測顆粒物為小于1mm的懸浮顆粒（動物糞便，海雪等），浮游植物，浮游動物等。

實用新型內容

1、本實用新型的目的。

本實用新型為了解決傳統設備水下探測困難，會隨著距離遠而導致探測信號以平方衰減，無法同時實現精準的測距及定位的問題。

2、本實用新型所采用的技術方案。

為了解決水下探測信號衰減過快，信噪比較高的問題，本實用新型所提出的水下微小顆粒物探測的高光譜連續光激光雷達系統，包括激光發射單元、激光接收單元、分光單元及光路補償單元、光電探測單元、數據采集分析單元；所述的激光發射單元的光源為連續激光光源，發送連續激光至待測物，待測物背向散射光反射至光路補償單元補償和分光單元，最后會聚在光電探測單元上；光電探測單元與數據采集分析單元相連通過數據采集單元進行分析信號；所述的激光發射單元與光電探測單元相連，光電探測單元發射同步脈沖信號，同步調制激光發射單元的發光頻率。

更進一步具體實施方式中，所述的激光發射單元包括連續激光光源、激光準直原件、激光控制電路，光電探測單元與激光控制電路相連，所述的激光控制電路控制激光光源的發光頻率發出激光，再經過激光準直原件射入水體中。

為了同步調節光源和探測單元的頻率，更進一步具體實施方式中，所述的激光控制電路包括激光器驅動電源和循環計數器，所述的光電探測單元與激光發射單元通過循環計數器相連同步調制激光發射。

為了探測被測物的信號，更進一步具體實施方式中，所述的同步調制激光發射，調制激光器以亮暗相間模式工作，激光器點亮時，探測器記錄被測目標探測信號；激光器熄滅時，探測器記錄被測背景信號。

為了提高系統的動態探測范圍，所述的光電探測單元為二維面陣CCD/CMOS，與所述數據采集分析單元相連，記錄接收面陣CCD/CMOS收集到的回波信號，在二維面陣CCD/CMOS的弧矢面上可以得到距離分布信息、在子午面上可以得到高光譜分布信息，進而得到被測目標的空間信息以及高光譜信息。

更進一步具體實施方式中，所述的激光接收單元為光收集透鏡組。