[发明专利]一种超快激光成丝对大气组分的远程实时探测系统

权利要求书

1.一种超快激光成丝对大气组分的远程实时探测系统，其特征在于，包括：飞秒激光光源、光路系统、信号采集与发射系统、光电信号接收与光谱分析系统；其中，

所述的飞秒激光光源用于产生飞秒脉冲激光；

所述的光路系统用于调整飞秒激光的空间位置，用于大气组分检测；

所述的信号采集与发射系统用于对大气中激光成丝的荧光光谱进行探测，实时将数据传回光电信号接收与光谱分析系统中；

所述的光电信号接收与光谱分析系统用于接收来自信号采集与发射系统的数据，同时对大气组分进行实时分析并显示。

2.根据权利要求1所述的一种超快激光成丝对大气组分的远程实时探测系统，其特征在于，光路系统包括：用于固定光学元件的光学面包板、用于光束整形的空间光调制器、用于激光扩束的扩束镜、用于激光聚焦的透镜；飞秒脉冲激光经过空间光调制器整形成高斯线性，经过扩束镜扩束以减少飞秒脉冲激光传输过程中可能存在的能量损耗，最后经过长焦距透镜聚焦。

3.根据权利要求2所述的一种超快激光成丝对大气组分的远程实时探测系统，其特征在于，所用的透镜为一个聚焦透镜或多个聚焦透镜的组合。

4.根据权利要求1所述的一种超快激光成丝对大气组分的远程实时探测系统，其特征在于，所述的光电信号采集与发射系统利用无人机携带荧光高光谱相机进行探测。

5.根据权利要求1所述的一种超快激光成丝对大气组分的远程实时探测系统，其特征在于，所述的光电信号收集与光谱检测系统利用激光大气成丝光谱变化探测大气组分和浓度，并通过计算机系统实时显示。

6.根据权利要求1所述的一种超快激光成丝对大气组分的远程实时探测系统，其特征在于，该系统的具体实现步骤如下：

S1：所述飞秒激光光源产生飞秒激光脉冲；

S2：所述的飞秒激光脉冲经过光路系统中的空间光调制器、扩束镜、聚焦镜之后，在空气中电离气体分子而产生一条光丝；

S31：当聚焦光束光腰位置能量大于大气分子的电离阈值，大气被击穿电离形成等离子体，激光脉冲作用后电子与母核发生复合，同时辐射出不同原子或分子特有的荧光光谱；

S32：所述的信号采集与发射系统对激光光丝位置进行定位，对荧光光谱进行数据采集，并回传到光电信号接收与光谱分析系统；

S4：光电信号接收与光谱分析系统接收来自信号采集与发射系统数据，对数据进行实时检测与分析。