[实用新型]一种激光测量光机系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学系统领域，尤其是涉及一种激光测量光机系统。

背景技术

云在天气系统发展、降水形成和大气辐射传输等物理过程中扮演着极其重要的角色。正确观测、分析云的变化，准确、及时地获取云的信息，是了解大气物理状况，掌握天气变化规律的一个重要因素。半导体激光云高仪是结合大气散射理论和激光测距原理发展起来的一种常用的激光测量光机系统，其测量原理是：从地面垂直向上发射激光，激光进入云层时，在云层边界处将产生较强的后向散射，散射信号的时域信息体现了云底的高度，散射信号的幅值信息则体现了云的类型、大气特性等参数。因此通过对后向散射信号的处理，可以反演出云底位置、云底高度、云层数、云厚和云量等关于云的信息。

半导体激光云高仪的系统设计中，收发同轴是常用的一种结构。这种结构可以尽可能多的收集反射的信号光，还可以解决非同轴光学系统中盲区过大的问题。在现有技术中，实现这种收发同轴的常用技术手段之一是采用卡塞格林式反射望远镜，将发射激光从接收望远镜的侧面反射到望远镜中心，但是这种结构存在的最大问题是很难保证发射光束的光轴与接收望远镜的光轴始终保持共轴或平行。另外一种实现收发同轴的常用技术手段是采用图1所示的结构，这种结构中发光光源发射激光，通过平面反射镜5的出射光孔以及透镜1射出激光，而平面反射镜将接收的回波信号反射至光接收组件9。因此，该结构中通过空心的平面反射镜将发射和接收光路分离，保证了发射光束的光轴与接收望远镜的光轴始终保持共轴或平行。但由于该结构中的激光为发散光，因此发射的光源和光接收组件9都要很精确的放置在透镜1的焦点上，因此对整个结构的调整精度要求很高。在安装和更换该结构中的部件时，需要进行精密的调整，因此给安装和维护带来极大的不便。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题在于提供一种激光测量光机系统，实现能够在不需要精确测量和定位的情况下对激光测量光机系统的组件进行装调，从而方便对激光测量光机系统的安装和维护。

为此，本实用新型解决技术问题的技术方案是：

本实用新型提供了一种激光测量光机系统，所述系统包括：激光发射组件、激光反射组件、望远镜组件以及激光探测组件。

所述激光发射组件包括脉冲半导体激光二极管、准直透镜；所述准直透镜用于将脉冲半导体激光二极管发射的激光准直成平行光。

所述激光反射组件包括：空心反射镜及连接装置；所述连接装置与所述空心反射镜连接，并且具有与所述激光发射组件、望远镜组件以及激光探测组件连接的安装接口；所述空心反射镜具有方形空心，所述空心反射镜用于将所述准直透镜准直后的平行光透过至望远镜组件中的负目镜，所述空心反射镜面对所述负目镜的一面的实心部分镀有全反射膜；所述全反射膜的反射波长为脉冲半导体激光二极管的发射波长。

所述望远镜组件包括由负目镜、镜筒和物镜组成的光学望远镜；所述负目镜的尺寸大于所述空心反射镜透过的平行光的尺寸；所述物镜的尺寸大于所述空心反射镜透过的平行光经负目镜和镜筒传输到所述物镜时的尺寸。

所述激光探测组件包括窄带滤波片、聚焦透镜和光电探测器；所述窄带滤波片用于对所述空心反射镜反射的激光回波进行滤波，所述聚焦透镜用于将所述窄带滤波片滤波后的激光回波聚焦到光电探测器。

优选地，所述激光反射组件的连接装置具有与所述激光发射组件、望远镜组件以及激光探测组件对应连接的凹槽。

优选地，所述空心反射镜的方形空心的尺寸与所述准直透镜准直后的平行光的尺寸相同。

优选地，其特征在于，所述空心反射镜的尺寸与所述负目镜的尺寸相配合。

优选地，所述空心反射镜为方形或椭圆形。

优选地，所述负目镜和所述物镜的两面均镀有增透波长为脉冲半导体激光二极管的发射波长的增透膜。

优选地，所述准直透镜的两面镀有增透波长为脉冲半导体激光二极管的发射波长的的增透膜。

优选地，所述聚焦透镜的两面镀有增透波长为脉冲半导体激光二极管的发射波长的的增透膜。

优选地，所述脉冲半导体激光二极管的发射波长为905nm，则所述全反射膜的反射波长、所述窄带滤波片的中心波长均为905nm。

优选地，所述系统用于半导体激光云高仪、气溶胶探测激光雷达或微脉冲激光雷达。