[发明专利]一种大气探测激光雷达系统及其使用方法

说明书

本发明属于激光雷达的技术领域，尤其涉及一种大气探测激光雷达系统及其使用方法，系统包括激光调试单元、激光发射单元；所述激光调试单元包括依光路设置的指示光源、第二反射镜，还包括用于检测光路的小孔光阑组件，所述第二反射镜反射的指示光光轴可与激光发射单元的激光光轴部分段重合。本发明提供了能够辅助外场运维人员快速调整大气探测激光雷达光路，实现激光雷达探测性能优化的方案。

技术领域

本发明属于激光雷达的技术领域，尤其涉及一种大气探测激光雷达系统及其使用方法。

背景技术

激光自问世以来已经被广泛地应用于各个领域，1963年，美国的研究者成功的研制出用于大气平流层探测的激光雷达，3年以后，我国也研制出了红宝石激光雷达，并且从1970年开始，利用激光雷达技术卓有成效的开展了大气各种参数的探测，如大气中的分子、烟雾浓度、温度、风速、风向及大气中的水汽含量等，以达到对大气环境进行监测及对暴风雨、沙尘暴等灾害天气预报的目的。

近年来，由于激光雷达技术的发展以及人们对大气环境的日益关注，越来越多的激光雷达设备投入到大气环境的监测中来。目前用于大气气溶胶、云探测的激光雷达主要使用355nm、532nm、1064nm波长的激光光源，用于臭氧、水汽探测的激光雷达多使用紫外波段的激光光源，用于风速、风向探测以及温室气体探测的激光雷达多使用近红外、中红外波段的激光光源，除了目前较成熟的使用532nm波长的气溶胶、云探测激光雷达外，其他多使用人眼不可见的激光光源。

激光雷达在运输或者长期工作后由于震动、温度变化等原因其发射光轴与接收光轴偏离设计位置，导致无法准确探测大气信号，维护人员由于无法看到发射的激光束，只能盲目的调整发射单元的第一反射镜，这种方式下需要耗费很长的时间，效率低下，而一旦发射激光的偏离角度较大，可能无法调整回原有状态，限制了激光雷达的业务使用。同时，由于这类激光雷达使用的激光光源能量都比较大，激光雷达在维护以及运行过程中，由于无法通过人眼判断激光器是否出光，极易造成对工作人员的身体伤害特别是人眼。

发明内容

为了可以指示人眼不可见激光的位置、出光状态，以减少激光雷达对人体特别是人眼的伤害，提高维护人员调光效率，提高激光雷达设备的业务化应用能力。本发明提出了一种大气探测激光雷达系统及其使用方法，具体技术方案如下：

一种大气探测激光雷达系统，包括激光调试单元、激光发射单元；所述激光调试单元包括依光路设置的指示光源、第二反射镜，还包括用于检测光路的小孔光阑组件，所述第二反射镜反射的指示光光轴可与激光发射单元的激光光轴部分段重合。

具体地说，所述小孔光阑组件包括若干个依次阵列设置的小孔光阑，且形成光阑工装。

具体地说，所述小孔光阑包括依次设置的第三小孔光阑和第四小孔光阑。

具体地说，所述激光调试单元还包括功率计，所述功率计用于检测小孔光阑组件前后和小孔光阑组件中相邻小孔光阑之间的激光功率。

具体地说，所述激光接收单元包括按光路依次设置的接收望远镜、第一小孔光阑、调光组件、探测器，所述探测器的信号端与信号处理单元对应端口连接。

具体地说，所述调光组件包括依光路依次设置的准直镜、第一反射镜、滤光片、会聚透镜。

具体地说，所述激光发射单元包括按光路依次设置的激光光源、分色片、全返镜；所述第二反射镜后的指示光光轴可与分色片后的激光光轴重合；所述激光光源与信号处理单元对应端口连接。

上述一种大气探测激光雷达系统的使用方法，包括以下步骤：

S1、判断设备是否需要维护，当需要维护时，打开指示光源，人眼观察指示光，粗调全返镜的角度和位置；

S2、关闭指示光源，打开激光光源，通过探测器信号强弱来微调全返镜的角度和位置，直至探测器信号强弱到达设定范围内，即表示完成维护。