[發明專利]一種基于光頻梳的植物生態監測系統

有效

• 申請號: 202010494022.3
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN111721231B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 朱志偉;劉洋;李文雪;羅大平;顧澄琳
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01N21/39
• 代理公司: 上海申蒙商標專利代理有限公司 31214
• 代理人: 黃明凱

1.一種基于光頻梳的植物生態監測系統，其特征在于所述植物生態監測系統包括光頻梳光源模塊、光學監測模塊、探測器模塊、數據采集與處理模塊以及時鐘同步模塊，所述光頻梳光源模塊上的兩個輸出端分別連接所述光學監測模塊和所述探測器模塊的輸入端，所述光學監測模塊的輸出端連接所述探測器模塊的輸入端，所述探測器模塊的輸出端連接所述數據采集與處理模塊的輸入端，所述時鐘同步模塊的兩個輸出端分別連接所述光頻梳光源模塊的輸入端和所述數據采集與處理模塊的輸入端；

所述光頻梳光源模塊輸出具有重頻差的監測光和參考光，所述監測光經所述光學監測模塊調節功率、波長以及光束后作用于監測對象，所述探測器模塊接收經由所述監測對象反射的所述監測光，所述探測器模塊對回返的所述監測光和所述參考光進行拍頻，所述數據采集與處理模塊采集所述探測器模塊發出的拍頻信號后進行分析并實時還原所述監測對象的吸收光譜以及形貌特征；

所述光學監測模塊由虛擬成像相位陣列、光柵、望遠鏡系統組成，所述虛擬成像相位陣列和所述光柵對光源信號進行面陣排列，所述望遠鏡系統調整入射到所述監測對象上的光斑大小；所述光學監測模塊包括依次設置的二分之一波片、第一偏振分束器、四分之一波片、虛擬成像相位陣列、光柵、第一共焦透鏡、第二共焦透鏡；

所述探測器模塊包括依次設置的二分之一波片、第二偏振分束器、二分之一波片、第三偏振分束器、探測器。

2.根據權利要求1所述的一種基于光頻梳的植物生態監測系統，其特征在于所述光頻梳光源模塊包括兩臺具有重頻差的飛秒光頻梳以及實現所述重頻差的鎖定模塊，所述重頻差的鎖定方式為光頻參考鎖定、載波包絡零頻鎖定、重頻鎖定中的一種或多種的組合。

3.根據權利要求2所述的一種基于光頻梳的植物生態監測系統，其特征在于所述重頻差的鎖定方式的反饋激勵為壓電陶瓷、電流、溫度、電光調制晶體、可飽和吸收體、碳納米管、石墨烯調制器中的一種或多種的組合。

4.根據權利要求2所述的一種基于光頻梳的植物生態監測系統，其特征在于兩臺所述光頻梳的波長范圍在極紫外、紫外、可見光、近紅外、中紅外、遠紅外的波長范圍內。

5.根據權利要求1所述的一種基于光頻梳的植物生態監測系統，其特征在于所述探測器為光電二極管探測器、單光子探測器、光學平衡探測器中的一種或多種組合。

6.根據權利要求1所述的一種基于光頻梳的植物生態監測系統，其特征在于所述時鐘同步模塊為原子鐘、光鐘、信號發生器中的一種。