[發明專利]光散射接收元件及其在激光雷達系統中的應用

在審

• 申請號: 202111333371.8
• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN114152930A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 王宣;易洋;周一帆;王凱楠;趙曉娜;王龍龍;王安宙;毛松;趙兵;李想;陳潛源
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481;G01S7/4911;G01S7/4912;G01S17/95
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 方可

1.一種光散射接收元件，其用于測量大氣氣溶膠的激光雷達系統，其特征在于，所述光散射接收元件設置在所述激光雷達系統的望遠鏡(21)接收端，所述光散射接收元件為光波導陣列，所述光波導陣列在光接收方向上具有多個收光面不同的光波導，所述收光面具有對應不同高度氣溶膠散射光的成像接收焦平面和視場。

2.如權利要求1中所述的光散射接收元件，其特征在于，所述光波導陣列在對應同一高度氣溶膠散射光的方向陣列上，還具有多個對應不同激光波長收光面的光波導。

3.如權利要求2中所述的光散射接收元件，其特征在于，所述光波導陣列為適應所述望遠鏡(21)接收端形狀的模塊化封裝。

4.如權利要求1中所述的光散射接收元件，其特征在于，所述光波導陣列設置對應單波長激光。

5.如權利要求2-4中任意一項所述的光散射接收元件，其特征在于，所述光波導陣列接收的光通過光纖組件傳輸。

6.一種測量大氣氣溶膠的激光雷達系統，其特征在于，所述激光雷達系統包括激光發射組件(1)、接收組件(2)和主控件(3)；

所述激光發射組件(1)包括激光器(11)和反射鏡(12)，所述反射鏡(12)與所述激光器(11)相對布置，以將所述激光器(11)發射的激光光束反射至大氣中；

所述接收組件(2)包括望遠鏡(21)、光纖集束固定件(22)、多根光纖集束(23)和分光器(24)，所述望遠鏡(21)用于接收經大氣散射后的激光光束，且所述望遠鏡(21)的輸出端用于將接收的所述激光雷達信號光束入射至插裝在所述光纖集束固定件(22)上的多根所述光纖集束(23)中，多根所述光纖集束(23)均勻間隔插裝在所述光纖集束固定件(22)中，各所述光纖集束(23)均貫穿所述光纖集束固定件(22)，且多根所述光纖集束(23)的頂端端部在豎直方向上呈梯形布置，以使得多根所述光纖集束(23)的頂端端部依次位于不同高度距離對應的所述望遠鏡(21)的焦平面處，各所述光纖集束(23)的底端均與所述分光器(24)連接；

所述主控件(3)與所述分光器(24)電連接，以對所述激光雷達信號光束進行數據分析和處理。

7.根據權利要求6所述的一種測量大氣氣溶膠的激光雷達系統，其特征在于，所述光纖集束固定件(22)的頂端端面為多個在豎直方向上高度依次遞減的階梯面(222)，多根所述光纖集束(23)和多個所述階梯面(222)一一對應，各所述光纖集束(23)插裝在相對應的所述階梯面(222)中。

8.根據權利要求7所述的一種測量大氣氣溶膠的激光雷達系統，其特征在于，所述階梯面(222)的數量不小于2個。

9.根據權利要求7所述的一種測量大氣氣溶膠的激光雷達系統，其特征在于，各所述階梯面(222)中所述光纖集束(23)的數量及光纖集束(23)的截面面積在豎直方向上由高至低依次增加。