[發(fā)明專利]一種小型全光纖結(jié)構(gòu)海上霧霾探測(cè)激光雷達(dá)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110301930.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN113075693A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田斌;朱怡安;李聯(lián);孫立東;范潤龍;王望榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 田斌;朱怡安;李聯(lián);孫立東;范潤龍;王望榮
• 主分類號(hào): G01S17/95
• 分類號(hào): G01S17/95;G01S7/484;G01S7/486;G01S7/4861;G01S7/487;G01S7/481
• 代理公司: 北京匯信合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11335
• 代理人: 王艷波

本發(fā)明公開了一種小型全光纖結(jié)構(gòu)海上霧霾探測(cè)激光雷達(dá)系統(tǒng)，包括光纖激光器、輸出光纖、光線發(fā)射鏡組、光線接收鏡組、接收光纖、主透鏡、閃耀光柵、接收透鏡組、光電轉(zhuǎn)換模塊及數(shù)字信號(hào)處理模塊，光線接收鏡組包括沿光線出射方向依次設(shè)置的發(fā)射濾光片、發(fā)射透鏡，光纖激光器通過輸出光纖與光線發(fā)射鏡組連接，光線接收鏡組包括沿著光線入射方向依次設(shè)置的接收透鏡、接收濾光片，主透鏡通過接收光纖與光線接收鏡組連接，閃耀光柵設(shè)于主透鏡的光線出射面一側(cè)，接收透鏡組有兩組，兩組接收透鏡組分別通過拉曼散射光收集光纖和瑞利散射光收集光纖與主透鏡連接，該激光雷達(dá)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)霧霾等污染物分布廓線的快速探測(cè)，探測(cè)精度高、應(yīng)用前景廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種小型全光纖結(jié)構(gòu)海上霧霾探測(cè)激光雷達(dá)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

海上霧霾對(duì)人類生產(chǎn)生活以及對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境造成的影響是多樣的，如：霧霾時(shí)視距不足影響船舶的正常航行，尤其是易引發(fā)沿海港口中船舶之間的碰撞事故；影響艦載直升機(jī)、固定翼飛機(jī)的正常起降；影響海洋事故發(fā)生后的搜索與救援；過量的陸地沙塵暴、灰霾遠(yuǎn)距離輸送至海洋后，可導(dǎo)致赤潮等危害海洋生態(tài)現(xiàn)象的發(fā)生等。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種小型全光纖結(jié)構(gòu)海上霧霾探測(cè)激光雷達(dá)系統(tǒng)，該激光雷達(dá)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)霧霾等污染物分布廓線的快速探測(cè)，探測(cè)精度高、應(yīng)用前景廣泛。

一種小型全光纖結(jié)構(gòu)海上霧霾探測(cè)激光雷達(dá)系統(tǒng)，包括光纖激光器、輸出光纖、光線發(fā)射鏡組、光線接收鏡組、接收光纖、主透鏡、閃耀光柵、接收透鏡組、光電轉(zhuǎn)換模塊及數(shù)字信號(hào)處理模塊，所述光線接收鏡組包括沿光線出射方向依次設(shè)置的發(fā)射濾光片、發(fā)射透鏡，所述光纖激光器通過輸出光纖與光線發(fā)射鏡組連接，所述光線接收鏡組包括沿著光線入射方向依次設(shè)置的接收透鏡、接收濾光片，所述主透鏡通過接收光纖與光線接收鏡組連接，位于發(fā)射透鏡光線出射面的一側(cè)還設(shè)有發(fā)射窗口玻璃，位于接收透鏡光線入射面的一側(cè)還設(shè)有接收窗口玻璃，所述閃耀光柵設(shè)于主透鏡的光線出射面一側(cè)，所述接收透鏡組有兩組，兩組接收透鏡組分別通過拉曼散射光收集光纖和瑞利散射光收集光纖與主透鏡連接，光線經(jīng)過接收透鏡組被傳輸至光電轉(zhuǎn)換模塊，所述數(shù)字信號(hào)處理模塊與光電轉(zhuǎn)換模塊電性連接。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，還包括供電模塊，所述供電模塊與光纖激光器、光電轉(zhuǎn)換模塊及數(shù)字信號(hào)處理模塊電性連接。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，每組接收透鏡組包括沿光線入射方向依次設(shè)置的準(zhǔn)直透鏡和聚焦透鏡。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述光電轉(zhuǎn)換模塊設(shè)有兩組，分別與一組接收透鏡組連接。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述光纖激光器采用脈沖式光纖激光器。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述發(fā)射濾光片和接收濾光片均采用帶通濾光片，所述發(fā)射濾光片的通帶寬度寬于光纖激光器出射光的光譜寬度，所述接收濾光片的通帶寬度寬于大氣后向散射回波信號(hào)的光譜寬度。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述接收光纖采用多模光纖，接收光纖的數(shù)值孔徑與接收透鏡的數(shù)值孔徑相匹配，其通光波長范圍涵蓋回波信號(hào)光區(qū)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述發(fā)射窗口玻璃和接收窗口玻璃均傾斜設(shè)置。

本發(fā)明的有益效果在于：

該激光雷達(dá)系統(tǒng)時(shí)間與空間分辨率高、可連續(xù)觀測(cè)、可實(shí)時(shí)觀測(cè)、隱蔽性強(qiáng)、測(cè)量精度高，實(shí)現(xiàn)霧霾等污染物分布廓線的快速探測(cè)，應(yīng)用前景廣泛。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理圖。