[發明專利]大氣中苯濃度探測的中紅外差分吸收激光雷達及反演方法

在審

• 申請號: 202011434540.2
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112684472A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 李仕春;華燈鑫;辛文輝;高飛;宋躍輝
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01S17/95
• 分類號: G01S17/95;G01S7/48;G01N21/39
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 戴媛

1.大氣中苯濃度探測的中紅外差分吸收激光雷達系統，其特征在于，包括綜合控制處理系統(17)，所述綜合控制處理系統(17)電連接有譜上中紅外穩頻激光器(1)和譜外中紅外穩頻激光器(3)，沿所述譜上中紅外穩頻激光器(1)的光路出射方向依次設有譜上準直擴束器(2)、第一反射鏡(5)、合束器(6)，沿所述譜外中紅外穩頻激光器(3)的光路出射方向依次設有譜外準直擴束器(4)、合束器(6)，紅外穩頻激光器(1)和譜外中紅外穩頻激光器(3)的激光束在合束器(6)合束且沿合束后的激光出射方向依次設置有第二反射鏡(7)、第三反射鏡(8)、反射硬目標或后向散射軟目標(9)，所述反射硬目標或后向散射軟目標(9)的激光反射方向設置有接收望遠鏡(10)，沿所述接收望遠鏡(10)的激光反射方向依次設置有小孔光闌(11)和中紅外光譜分光系統(12)，所述中紅外光譜分光系統(12)的光路出射方向并列設置有第一中紅外光電探測器(13)和第二中紅外光電探測器(14)，所述第一中紅外光電探測器(13)和第二中紅外光電探測器(14)還電連接所述綜合控制處理系統(17)。

2.根據權利要求1所述的大氣中苯濃度探測的中紅外差分吸收激光雷達系統，其特征在于，所述綜合控制處理系統(17)分別通過第一連接電纜(15)和第二連接電纜(16)與第一中紅外光電探測器(13)和第二中紅外光電探測器(14)連接，所述綜合控制處理系統(17)分別通過第三連接電纜(18)和第四連接電纜(19)與譜外中紅外穩頻激光器(3)和譜上中紅外穩頻激光器(1)連接。

3.根據權利要求1所述的大氣中苯濃度探測的中紅外差分吸收激光雷達系統，其特征在于，所述第一反射鏡(5)與合束器(6)在豎直方向上平行放置，所述第二反射鏡(7)與合束器(6)在水平方向上平行放置，所述第二反射鏡(7)與第三反射鏡(8)在豎直方向上平行放置，所述第三反射鏡(8)位于接收望遠鏡(10)的筒口處。

4.根據權利要求1所述的大氣中苯濃度探測的中紅外差分吸收激光雷達系統，其特征在于，所述譜外中紅外穩頻激光器(3)和譜上中紅外穩頻激光器(1)采用閉環控制結構，所述閉環控制結構包括穩頻控制器(20)，所述穩頻控制器(20)分別通過第五連接電纜(21)和第六連接電纜(22)連接有電流驅動器(24)和溫度驅動器(25)，所述電流驅動器(24)和溫度驅動器(25)分別通過第八連接電纜(26)和第九連接電纜(27)共同連接有帶間級聯中紅外激光器(28)，所述穩頻控制器(20)還通過第七連接電纜(23)與帶間級聯中紅外激光器(28)連接，沿所述帶間級聯中紅外激光器(28)的輸出光束方向依次設置有分束鏡(29)、第四反射鏡(30)、第一中紅外分色片(31)、第三中紅外光電探測器(32)，所述第三中紅外光電探測器(32)通過第十連接電纜(33)連接所述穩頻控制器(20)，所述譜外中紅外穩頻激光器(3)和譜上中紅外穩頻激光器(1)的穩頻控制器(20)分別通過第三連接電纜(18)和第四連接電纜(19)連接所述綜合控制處理系統(17)，所述譜外中紅外穩頻激光器(3)和譜上中紅外穩頻激光器(1)的第一中紅外分色片(31)將激光束分成兩束，其中透射光束作為譜外中紅外穩頻激光器(3)和譜上中紅外穩頻激光器(1)的輸出光束，另一束輸入所述第三中紅外光電探測器(32)。

5.根據權利要求4所述的大氣中苯濃度探測的中紅外差分吸收激光雷達系統，其特征在于，所述譜外中紅外穩頻激光器(3)和譜上中紅外穩頻激光器(1)的帶間級聯中紅外激光器(28)的工作波長分別位于吸收譜上波長λ_on和吸收譜外波長λ_off處，相應的第一中紅外分色片(31)的截止波長也分別位于吸收譜上波長λ_on和吸收譜外波長λ_off處。