[发明专利]一种基于激光雷达测量大气数据的光学检测方法

权利要求书

1.一种基于激光雷达测量大气数据的光学检测方法，用于对待测物体（5）进行测量，其特征在于，使用基于激光雷达测量的光学检测系统进行以下操作：

步骤一：通过激光接收端口（11）接收激光光束，并通过环形器（1）发送到光开关（2）；

步骤二：通过光开关（2）进行切换选择，选择相应的第二输入输出端口传输激光光束，并发送给对应的扩束透镜组；

步骤三：通过扩束透镜组对发送来的激光光束进行激光光束的扩束；

步骤四：将不同的扩束透光镜组进行扩束后的激光光束发送到光束偏折准直装置（4）的偏折准直透镜组上，并通过偏折准直透镜组分别以不同的角度透射到待测物体（5）上；

步骤五：待测物体（5）反射激光光束回波到偏折准直透镜组，再依次经由扩束透镜组、光开关（2）和环形器（1），最终由接收激光回波导出端口（13）输出激光光束回波；

步骤六：将输出的激光光束回波经后续相干耦合或混频后，再发送到光电探测器；

所述基于激光雷达测量的光学检测系统包括依次连接的环形器（1）、光开关（2）、激光扩束装置（3）和光束偏折准直装置（4）；

所述环形器（1）不与光开关（2）连接的一端分别设置有发射激光接收端口（11）和接收激光回波导出端口（13）；所述环形器（1）的另一端设置有收发激光端口（12），在光开关（2）上的一端设置有第一输入输出端口（21）；所述环形器（1）和光开关（2）通过收发激光端口（12）和第一输入输出端口（21）进行连接；

所述光开关（2）还设置有多组与第一输入输出端口（21）可切换连接的第二输入输出端口；

所述激光扩束装置（3）内与第二输入输出端口数量对应的多组用于对激光进行扩束并进行发射的扩束透镜组；

所述光束偏折准直装置（4）内设置用于接收多组扩束透镜组发射的激光并分别从不同角度发射到待测物体（5）上的偏折准直透镜组。

2.如权利要求1所述的一种基于激光雷达测量大气数据的光学检测方法，其特征在于，所述扩束透镜组包括光束接收端、弯月凸透镜和平凸透镜；

将所述弯月凸透镜的凹侧面设置来与连接了对应的第一输入输出端口（21）的光束接收端相对，弯月凸透镜的凸侧面与平凸透镜的平缓面相对，将所述平凸透镜的凹侧面与所述光束偏折准直装置的偏折准直透镜组设置来相对。

3.如权利要求2所述的一种基于激光雷达测量大气数据的光学检测方法，其特征在于，所述偏折准直透镜组包括第一偏折凸透镜（41）、第二偏折凸透镜（42）和第二凹透镜（43）；

将所述第一偏折凸透镜（41）的弧面较缓的一侧面设置来与所述平凸透镜的凹侧面相对，所述第一偏折凸透镜（41）的弧面较大的一侧面与所述第二偏折凸透镜（42）的弧面较大的一面相对；

将所述第二偏折凸透镜（42）的弧面较缓的一面设置来与所述第二凹透镜（43）的平缓面相对；所述第二凹透镜（43）的凹侧面朝向所述待测物体（5）；

将所述第一偏折凸透镜（41）、第二偏折凸透镜（42）和第二凹透镜（43）同轴设置；所述第二偏折凸透镜（42）和第二凹透镜（43）的镜片口径相等并小于第一偏折凸透镜（41）的口径。

4.如权利要求3所述的一种基于激光雷达测量大气数据的光学检测方法，其特征在于，将多组所述扩束透镜组在激光扩束装置（3）中绕轴均匀设置，扩束透镜组所绕的轴线与第一偏折凸透镜（41）、第二偏折凸透镜（42）和第二凹透镜（43）同轴。