[实用新型]一种适用于激光雷达全天时观测的原子滤光器装置

说明书

本实用新型公开了一种适用于激光雷达全天时观测的原子滤光器装置，包括机壳以及布设在机壳上的两条相互独立的光路；在每一条光路中均设置有光纤、斩光盘、光准直组件和光电转换部件，其中一条光路用于对激光雷达的望远镜在白天采集到的光信号进行处理及光电转换，在该条光路中还配置有原子滤光器，以滤除掉光采集信号中的太阳背景光；另外一条光路用于对激光雷达的望远镜在夜晚采集到的光信号进行处理及光电转换，由此满足了激光雷达的全天时观测要求。本实用新型采用白天、夜间双通道光路设计，有效解决了传统原子滤光器白天安装、夜晚拆除所造成的光路改变问题，继而消除了因光路偏差对后续的数据处理造成的困扰，保证了观测结果的准确度。

技术领域

本实用新型属于滤光设备技术领域，具体地说，是涉及一种原子滤光器装置。

背景技术

原子滤光器作为一种光学滤光器件，具有高透过率、窄带宽、高边带抑制比等优点，目前已被广泛运用在激光雷达、遥感等光信号采集设备上，用于从设备采集到的光信号中滤除到某些会影响观测结果的特定光线。例如，中国科学院武汉物理数学研究所研制的超窄带钠原子滤光器就被运用在钠荧光多普勒激光雷达上，用于过滤白天的太阳背景光，以实现钠荧光信号的有效采集。

现有的原子滤光器装置除了布设有原子滤光器外，还配置有光信号传输通路（光路）以及将光信号转换成电信号的光电倍增管。在配合激光雷达进行全天时观测时，白天需要将原子滤光器安装到光路中，夜晚需要将原子滤光器从光路中移除。原子滤光器在每一次安装时，其在光路中的安装位置不可能是完全一致的，总会存在一定程度的偏差，这种偏差会对后续的数据处理造成困扰，继而影响观测结果的准确度。

另外，这种类型的原子滤光器在使用过程中需要对其进行高温控制，以将钠泡中的钠原子高温汽化形成钠蒸汽。但是，高温会使得原子滤光器中的钠原子与玻璃发生反应，从而导致钠原子数量减少，并且光信号的透过率降低，因此需要每隔一段时间对原子滤光器进行钠原子吸收曲线的测量，根据曲线形状判断原子滤光器的工作是否正常及矫正所采集到的信号。

传统测量原子滤光器的方法一般是将原子滤光器从装置上拆卸下来进行单独检测，否则易造成装置上的光电倍增管烧毁，检测过程费时耗力，操作繁琐。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于激光雷达全天时观测的原子滤光器装置，该原子滤光器装置在配合激光雷达进行全天时观测时，夜晚无需将原子滤光器从光路中移除，继而保证了原子滤光器在光路中位置的一致性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种适用于激光雷达全天时观测的原子滤光器装置，包括机壳以及布设在所述机壳上的光路；所述光路包括两条相互独立的第一光路和第二光路；其中，所述第一光路用于对激光雷达在白天采集到的光信号进行处理及光电转换，包括第一光纤、第一斩光盘、第一光准直组件、原子滤光器和第一光电转换部件；所述第一光纤用于与激光雷达的望远镜耦合，接收望远镜采集到的光信号；所述第一斩光盘在白天打开，耦合所述第一光纤，用于滤除通过所述第一光纤出射的光信号中的强光信号；所述第一光准直组件对穿过所述第一斩光盘的光线进行准直并滤除杂散光；所述原子滤光器接收通过所述第一光准直组件出射的准直光线并滤除掉其中的太阳背景光后出射；所述第一光电转换部件接收所述原子滤光器出射的光信号并转换成电信号；所述第二光路用于对激光雷达在夜间采集到的光信号进行处理及光电转换，包括第二光纤、第二斩光盘、第二光准直组件和第二光电转换部件；所述第二光纤用于与激光雷达的望远镜耦合，接收望远镜采集到的光信号；所述第二斩光盘在夜间打开，耦合所述第二光纤，用于滤除通过所述第二光纤出射的光信号中的强光信号；所述第二光准直组件对穿过所述第二斩光盘的光线进行准直并滤除杂散光；所述第二光电转换部件接收所述第二光准直组件出射的准直光线并转换成电信号。