[发明专利]多波长测量大气二氧化碳浓度及气溶胶垂直廓线的激光雷达系统装置

权利要求书

1.一种多波长测量大气二氧化碳浓度及气溶胶垂直廓线的激光雷达系统装置，其特征在于，所述装置包括1064nm种子激光器(1)、1572nm种子激光器(2)、三波长激光器(4)、发射扩束镜(5)、接收望远镜系统(6)、视轴监视模块(7)、中继光学单元(8)、光电探测单元(9)、积分球(10)、准直镜(11)、第一分光镜(12)、第二分光镜(13)、第三分光镜(14)、数据采集处理单元(15)、反光镜(16)；光电探测单元(9)包括第四分光镜(9-1)、第五分光镜(9-2)、第六分光镜(9-3)、1572nm探测光学单元(9-4)、1064nm探测光学单元(9-5)、532nm偏振探测光学单元(9-6)、532nm高光谱探测光学单元(9-7)、532nm平行偏振探测光学单元(9-8)、偏振分光镜(9-10)、高光谱滤波器(9-11)、1572nm探测器(9-12)、1064nm探测器(9-13)、532nm偏振接收探测器(9-14)、532nm高光谱接收探测器(9-15)、532nm平行偏振接收探测器(9-16)；其中：

所述的1064nm种子激光器(1)、1572nm种子激光器(2)的输出端口通过光纤与三波长激光器(4)的输入端口相连，所述的三波长激光器(4)发出的1572nm光束经所述的第一分光镜(12)分为两路光束，由所述第一分光镜(12)光分出的一路光经第二分光镜(13)分为两路光束后，其中由所述第二分光镜(13)分出的一路经所述的积分球(10)、准直镜(11)射入所述的光电探测单元(9)， 而由所述第二分光镜(13)分出的另一路光经所述的反光镜(16)后射入所述的视轴监视模块(7)，由所述第一分光镜(12)光分出的另一路光与三波长激光器(4)发出的532nm、1064nm光束同时经所述的发射扩束镜(5)入射到大气中，大气或地面散射的532/1064/1572nm三波长回波信号经所述的接收望远镜系统(6)接收后被视场分割的第三分光镜(14)分为两路光束，一路光射入所述的视轴监视模块(7)，另一路光经所述的中继光学单元(8)射入所述的光电探测单元(9)，所述的光电探测单元(9)的输出端与数据采集处理单元(15)的输入端相连；

所述的光电探测单元(9)中，经过所述的积分球(10)、准直镜(11)的1572nm光入射到所述的第四分光镜(9-1)上，经该第四分光镜(9-1)和所述的1572nm探测光学单元(9-4)后射入所述的1572nm探测器(9-12)，经过所述的中继光学单元(8)的三波长光束入射到第四分光镜(9-1)上被分为两路光束，一路为1572nm光束，另一路为532nm和1064nm光束，一路1572nm光束经所述的1572nm探测光学单元(9-4)射入1572nm探测器(9-12)，另一路532nm和1064nm光束经所述的第五分光镜(9-2)分为532nm和1064nm两路光束，一路1064nm光经所述的1064nm探测光学单元(9-5)射入所述的1064nm探测器(9-13)，另一路532nm光入射到所述的偏振分光镜(9-10)，经该偏振分光镜(9-10)分为532nm垂直光和平行光两路光束，一路532nm垂直光经过所述的532nm偏振探测光学单元(9-6)射入所述的532nm偏振接收探测器(9-14)，另一路532nm平行光经所述的第六分光镜(9-3)分为两路光束，一路光依次经过所述的高光谱滤波器(9-11)、532nm高光谱探测光学单元(9-7)射入所述的532nm高光谱接收探测器(9-15)，另一路光经所述的532nm平行偏振探测光学单元(9-8)射入所述的532nm平行偏振接收探测器(9-16)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的三波长激光器(4)为同时输出532nm、1064nm、1572nm三个波长的多波长激光器并且1572nm脉冲光波长与1572nm种子激光器(2)波长锁定，1064nm脉冲光波长与1064nm种子激光器波长锁定。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括1572nm激光锁频单元(3)，它与所述三波长激光器(4)相连，用于稳定所述三波长激光器(4)的输出波长。