[发明专利]一种基于1μm～2μm气体分子吸收谱线的全光纤测风激光雷达

摘要

本发明公开了一种基于1μm～2μm气体分子吸收谱线的全光纤测风激光雷达，通过将出射激光锁定在气体分子吸收谱线的陡峭边缘上，通过检测大气回波信号在分子吸收谱线上的能量变化测量多普勒频移。本发明将1μm～2μm的气体分子封装在恒温恒压条件下的晶体光纤中，实现了基于气体分子吸收谱鉴频的多普勒测风激光雷达全光纤接收光路。同时，采用Galatry函数拟合气体分子吸收谱，相比于Voigt函数，提高了作为测风基准的分子吸收谱精度。本发明提出的基于1μm～2μm气体吸收谱鉴频的全光纤测风激光雷达具有频谱特性稳定、光路准直条件容易满足、结构紧凑、人眼相对安全、系统稳定、探测精度高等优点。

主权项

一种基于1μm～2μm气体分子吸收谱线的全光纤测风激光雷达，其特征在于，包括：连续激光器(1)、光纤隔离器(2)、强度调制器(3)、任意函数发生器(4)、光纤放大器(5)、光纤环形器(6)、延时光纤(7)、光学收发和扫描系统(8)、光纤布拉格光栅(9)、光纤分束器(10)、基于气体分子吸收谱线的鉴频器(11)、第一探测器(12)、第一采集卡(13)、第二探测器(14)、第二采集卡(15)与计算机(16)，其中各器件连接关系为：连续激光器(1)的输出端与光纤隔离器(2)的输入端连接，光纤隔离器(2)的输出端与强度调制器(3)的输入端连接，强度调制器(3)的输出端与光纤放大器(5)的输入端连接，任意函数发生器(4)的输出端与强度调制器(3)的控制端连接；光纤放大器(5)的输出端与光纤环形器(6)输入端A连接，光纤环形器(6)的端口B与延时光纤(7)的输入端连接，延时光纤(7)的输出端与光学收发和扫描系统(8)的输入端连接，光纤环形器(6)的端口C与光纤布拉格光栅(9)的输入端连接，光纤环形器(6)的端口D与光纤分束器10的输入端连接；光纤分束器(10)包含输出端A与输出端B；其中的输出端A与基于气体分子吸收谱线的鉴频器(11)的输入端连接，基于气体分子吸收谱线的鉴频器(11)的输出端与第一探测器(12)的输入端连接，第一探测器(12)的输出端与第一采集卡(13)的输入端连接；光纤分束器(10)的输出端B与第二探测器(14)的输入端连接，第二探测器(14)的输出端与第二采集卡(15)的输入端连接；第一采集卡(13)的输入端和第二采集卡(15)的输入端分别接入计算机(16)。