[实用新型]一种多级放大望远镜及激光测风雷达

说明书

本实用新型提供一种多级放大望远镜及激光测风雷达。多级放大望远镜包括壳体、第一透镜组、第二透镜组，在壳体内部形成有填充腔，第一透镜组和第二透镜组设置在填充腔内部；第一透镜组包括相对设置的第一凸透镜和第一凹透镜，第二透镜组包括相对设置的第二凸透镜和第二凹透镜。激光测风雷达包括上述多级放大望远镜，还包括信号源、环形器和信号处理系统。信号源发出的信号光通过环形器传输给多级放大望远镜，多级放大望远镜可以消除在扩束过程中产生的球差，这样输出的信号光在进行探测时就可以达到最佳的探测效果。

技术领域

本实用新型涉及激光雷达领域，具体是涉及一种多级放大望远镜及激光测风雷达。

背景技术

激光雷达是以激光作为信号源来探测目标的位置、速度等特征量的雷达，激光雷达主要包括信号源、发射和接收系统、信号处理系统，其工作原理是向目标发射探测信号，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，经过信号处理系统进行处理，获得目标的有关信息。测风激光雷达是一种用来测量高空风向、风速的激光雷达，其发射和接收信号的结构一般包括环形器和望远镜。为了提高回波信号的接受效率，望远镜的输出口径相对较大(约为80mm)，而光纤激光器输出的光束口径较小(约为2mm)，因此望远镜的扩束倍率约为40倍，这时需要用到放大倍率较大的凸透镜，但是由于凸透镜的放大倍率较大，凸透镜的曲率也会较大，因此会产生较大的球差。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种能够消除球差的多级放大望远镜。

本实用新型的第二目的是提供一种应用上述多级放大望远镜的激光测风雷达。

为了实现上述的第一目的，本实用新型提供的多级放大望远镜包括壳体、第一透镜组、第二透镜组，在壳体内部形成有填充腔，第一透镜组和第二透镜组设置在填充腔内部；第一透镜组包括一片第一凸透镜和一片第一凹透镜，第二透镜组包括一片第二凸透镜和一片第二凹透镜。

由上述方案可见，采用凸透镜和凹透镜组合成透镜组的方式可以消除球差。由于望远镜的扩束倍率较大，造成的球差也会比较大，如果只采用一组透镜组矫正造成的球差的话，对于透镜组中凸透镜和凹透镜的曲率要求就会比较高，这样会造成凸透镜和凹透镜的加工难度提高，从而提高加工成本。采用两组透镜组对于球差进行矫正，这样两组透镜组中的凸透镜和凹透镜的曲率要求就会相对降低，加工难度也会降低，这样可以降低加工成本。

优选地，第一凸透镜和第一凹透镜的曲率半径相同，第一凸透镜的凸面形状与第一凹透镜的凹面形状相同。

在上述方案中，第一凸透镜和第一凹透镜的曲率半径相同，第一凸透镜产生的负球差和第一凹透镜产生的正球差相同，这样第一凸透镜和第一凹透镜组成的第一透镜组就可以达到最佳的消除球差的效果。

进一步的方案是，填充腔从左到右依次包括第一连通部和第二连通部，在第二连通部内部设置有第二壳体。

更进一步的方案是，第二透镜组设置在第二壳体内部。

更进一步的方案是，第一连通部的纵截面形状为梯形，在梯形的上底处设置有输入端，输入端与梯形的上底相连通，输入端的内径位于1.9mm至2.1mm之间。

更进一步的方案是，第一透镜组设置在输入端内部。

更进一步的方案是，第二连通部的纵截面形状为矩形，第二连通部与梯形的下底相连通。

更进一步的方案是，第二连通部的内径位于79mm至81mm之间。

在上述方案中，第二连通部的内径约为80mm，输入端的内径约为2mm，在第二连通部设置有输出端，输出端的内径为输入端内径的40倍，因此望远镜的扩束倍率为40倍，会产生较大的球差，因此需要设置两级透镜组对于球差进行矫正。