[發明專利]一種自校正轉動拉曼激光雷達測溫系統及其反演方法

有效

• 申請號: 201810053745.2
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108169767B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 李仕春;華燈鑫;李啟蒙;辛文輝
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01S17/95
• 分類號: G01S17/95
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 談耀文

1.一種自校正轉動拉曼激光雷達測溫系統，其特征在于，包括依次連接的脈沖激光器（1）和準直擴束器（2），沿所述準直擴束器（2）的光路出射方向依次設置有分光鏡（3）、反射鏡（5），所述分光鏡（3）反射光路方向上設置有光電檢測器（4），

還包括有望遠鏡（8），所述望遠鏡（8）的輸出光口固定有光纖耦合器（9），所述反射鏡（5）位于望遠鏡（8）的筒口處，所述光纖耦合器（9）依次連接有一級光譜分光系統（11）、二級光譜分光的相對探測系統（13）、系統控制處理平臺（20），所述一級光譜分光系統（11）和系統控制處理平臺（20）之間還連接有二級光譜分光的絕對探測系統（15），所述系統控制處理平臺（20）分別與脈沖激光器（1）、光電檢測器（4）連接；

所述光纖耦合器（9）通過接收光纖（10）與一級光譜分光系統（11）連接，所述一級光譜分光系統（11）通過第一連接光纖（12）與二級光譜分光的相對探測系統（13）連接，所述一級光譜分光系統（11）通過第二連接光纖（14）與二級光譜分光的絕對探測系統（15）連接；所述系統控制處理平臺（20）通過第一連接電纜（16）與二級光譜分光的絕對探測系統（15）連接；系統控制處理平臺（20）通過第二連接電纜（17）與二級光譜分光的相對探測系統（13）連接，系統控制處理平臺（20）通過第三連接電纜（18）與光電檢測器（4）連接，系統控制處理平臺（20）通過第四連接電纜（19）與脈沖激光器（1）連接；

所述一級光譜分光系統（11）包括沿出射光路方向依次設置的第一準直透鏡（21）、F-P光譜梳濾光器（22）、第一會聚透鏡（23）、小孔光闌（24）、第二準直透鏡（25）及第一衍射光柵（26），所述第一準直透鏡（21）位于一級光譜分光系統（11）上靠近接收光纖（10）的位置，所述第一連接光纖（12）和第二連接光纖（14）的輸入端面與小孔光闌（24）均位于第二準直透鏡（25）的焦平面上；

或者所述一級光譜分光系統（11）包括沿出射光路方向依次設置的第一準直透鏡（21）、F-P光譜梳濾光器（22）、長波通二向色鏡（27）及第二會聚透鏡（28），所述長波通二向色鏡（27）反射光路方向上設置有第三會聚透鏡（29）；所述第一準直透鏡（21）位于一級光譜分光系統（11）上靠近接收光纖（10）的位置，所述第二會聚透鏡（28）位于一級光譜分光系統（11）上靠近第二連接光纖（14）的位置，所述第三會聚透鏡（29）位于一級光譜分光系統（11）上靠近第一連接光纖（12）的位置。

2.如權利要求1所述的一種自校正轉動拉曼激光雷達測溫系統，其特征在于，所述接收光纖（10）、第一連接光纖（12）及第二連接光纖（14）均為多模光纖，且其纖芯直徑為0.4 mm，數值孔徑為0.22 mm。

3.如權利要求1所述的一種自校正轉動拉曼激光雷達測溫系統，其特征在于，所述第一連接光纖（12）和第二連接光纖（14）的纖芯中心呈對稱設置，所述小孔光闌（24）中心與第二準直透鏡（25）焦點連線的延長線為第一連接光纖（12）和第二連接光纖（14）的對稱線。

4.如權利要求1所述的一種自校正轉動拉曼激光雷達測溫系統，其特征在于，所述二級光譜分光的相對探測系統（13）包括沿出射光路方向依次設置的第三準直透鏡（30）、第一窄帶干涉濾光片（31）、第四會聚透鏡（32）、第一光電倍增管檢測系統（33），沿所述第一窄帶干涉濾光片（31）反射光路方向依次設置有第二窄帶干涉濾光片（34）、第五會聚透鏡（35）、第二光電倍增管檢測系統（36）；

所述第二連接電纜（17）包括電纜a（17-1）和電纜b（17-2），所述第一光電倍增管檢測系統（33）通過電纜a（17-1）與系統控制處理平臺（20）連接，所述第二光電倍增管檢測系統（36）通過電纜b（17-2）與系統控制處理平臺（20）連接，所述第三準直透鏡（30）位于二級光譜分光的相對探測系統（13）上靠近第一連接光纖（12）的位置。