[实用新型]一种多波长偏振拉曼激光雷达系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光大气遥感技术领域，特别涉及一种多波长偏振拉曼激光雷达系统。

背景技术

大气气溶胶颗粒的形态、性质不停的发生各种变化，而大气水汽是影响这种变化的最重要因子。水汽在气溶胶颗粒表面上凝结，使得颗粒增大。这种亲水增长对其光学性质的影响，已成为气溶胶和气候变化领域一个重要的研究课题。

激光雷达是以激光器作为发射光源，采用光电探测技术手段主动遥感设备，是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测技术。由于激光雷达具有探测灵敏度高、空间分辨率高等优点，已成为目前对大气、海洋和陆地进行高精度遥感探测的有效方法。目前，激光雷达多为单波长、单参量测量，为了准确研究和评估气溶胶及水汽的环境和气候影响，通常需要进行多次测量，耗费大量成本及时间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种多波长偏振拉曼激光雷达系统。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了以下技术方案：

一种多波长偏振拉曼激光雷达系统，包括：

激光发射子系统，用于发射指定波长的激光束；

光学接收子系统，用于接收所述激光束经过大气后产生的后向散射光，并将其耦合至光学分光子系统；

所述光学分光子系统，用于提供至少两个光传输通道，至少两个光传输通道分别用于传输不同波长的光信号，并将提取出的光信号转换为电信号；

数据采集子系统，用于接收从所述光学分光子系统中输出的电信号并处理分析。

在一个实施方案中，所述激光发射子系统包括：

脉冲激光器，用于发射指定波长的激光束；

准直扩束器，用于将所述指定波长的激光束进行准直扩束。

在一个实施方案中，所述光学接收子系统包括：

望远镜，用于接收所述激光束经过大气后产生的后向散射光，并将其耦合至光学分光子系统；

光阑，用于抑制太阳背景噪声。

在一个实施方案中，所述光学分光子系统包括：

分光装置，用于将从光学接收子系统中出射的光线分为至少两路；

至少两个滤光装置，分别用于透过不同的指定波长光信号，一个滤光装置对应透射从所述分光装置出射的一路光信号；

光电探测器，与滤光装置的数量相等，一个光电探测器对应一个滤光装置设置，用于将透过滤光装置的指定波长光信号转换为电信号。

在更为优选的方案中，所述光学分光子系统还包括偏振装置，用于将其中一个滤光装置输出的光线偏振为水平光线和垂直光线。

在更为优选的方案中，所述光学分光子系统还包括聚光透镜，与光电探测器的数量相等，一个聚光透镜对应一个光电探测器设置，用于将从所述滤光装置或所述偏振装置出射的光线汇聚于所述光电探测器中。

作为一种具体的实施方案，所述分光装置包括至少一个二向色片，一个二向色片将接收到的光线分为两路；当二向色片为两个及以上时，两个及以上二向色片依次设置，前一个二向色片的其中一路光线作为后一个二向色片的输入光线。

作为一种具体的实施方案，中心波长为355nm的第一干涉滤光片、中心波长为532nm的第二干涉滤光片、中心波长为607nm的第三干涉滤光片、中心波长为660nm的第四干涉滤光片、中心波长为1064nm的第五干涉滤光片中的任意至少两个。通过不同波长的干涉滤光片选择出需要的光线。

上述任一实施方案中，所述多波长偏振拉曼激光雷达系统还包括微分运算放大子系统，用于将所述光电探测器输出的电流信号进行微分放大后，转换为电压信号输出给数据采集子系统。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：上述雷达系统一次性可以分析至少两种指定波长光线，即，可同时实现对大气气溶胶消光系数、气溶胶退偏振比、水汽等参数中的至少两种参数的全天候探测，从而降低探测成本，节约时间并减轻实验工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的多波长偏振拉曼激光雷达系统的结构示意图。

图中标记说明