[发明专利]振动拉曼激光雷达散射光处理系统及其处理方法

权利要求书

1.振动拉曼激光雷达散射光处理系统，该系统包括：

(a)一台脉冲激光器(1)；

(b)反射脉冲激光的第一反光镜(2)和第二反光镜(3)；

(c)收集大气的后向散射光信号的望远镜(4)；

(d)限制接收系统视场角的小孔光阑(5)和信号光准直透镜(6)；

(e)第三反光镜(7)；

(f)滤除光信号噪声的窄带滤光片(8)；

(g)检测光信号的光电倍增管；

(h)数据采集处理系统(12)，主要包括主控计算机和光子计数卡，该数据采集处理系 统与激光器(1)和光电倍增管相连；

其特征是：

所述光电倍增管包括第一光电倍增管(10)和第二光电倍增管(11)，两光电倍增管分别 设置在窄带滤光片(8)的两侧检测光信号；

振动拉曼激光雷达散射光处理系统还包括一个三棱镜(9)，它设置在第一光电倍增管 (10)与窄带滤光片(8)之间，将透射部分光送入第一光电倍增管(10)，反射部分光再经 窄带滤光片(8)后送入第二光电倍增管(11)。

2.根据权利要求1所述的振动拉曼激光雷达散射光处理系统，其中，望远镜(4)为卡塞 格林望远镜，焦距2m；准直镜的口径为1cm，信号光经准直后光斑大小1cm。

3.根据权利要求1所述的振动拉曼激光雷达散射光处理系统，其中，窄带滤光片(8)中 心波长为607nm，直径为2.54cm，200-1200nm波段压制率为10⁷。

4.根据权利要求1所述的振动拉曼激光雷达散射光处理系统，其中，三棱镜(9)为等腰 直角棱镜，第一反射面(92)镀有半反膜，第二反射面(93)镀有全反膜。

5.根据权利要求4所述的振动拉曼激光雷达散射光处理系统，其中，所述三棱镜(9)的 第一反射面(92)与第一光电倍增管(10)对应窄带滤光片(8)的上半部位置；三棱镜(9)的第二反 射面(93)与第二光电倍增管(11)对应窄带滤光片(8)的下半部位置。

6.根据权利要求1所述的振动拉曼激光雷达散射光处理系统，其中，光子计数卡采样速 率为200MHz，计数阈值电压可调。

7.振动拉曼激光雷达散射光处理方法，其特征在于它包括以下步骤：

(a)主控计算机控制激光器(1)发射脉冲激光，通过两个反光镜全反射进入大气；

(b)大气的后向散射通过望远镜(4)收集，通过小孔光阑(5)限制接收系统视场角，经 准直镜(6)将信号光准直；

(c)准直后的散射光信号经过窄带滤光片(8)的上半部，滤除背景噪声和激光的弹性散射；

(d)经过一次窄带滤光片(8)的光信号进入三棱镜(9)，在第一反射面(92)上信号光的透过 和反射比值为1∶1，

(e)透射光部分进入第一光电倍增管(10)进行高空探测；

(f)反射部分的光信号经过三棱镜(9)的第二反射面(93)全反射，由窄带滤光片(8)的下半 部第二次进入所述窄带滤光片(8)，并由第二光电倍增管(11)探测；

(g)第一、第二光电倍增管探测到的信号由数据采集处理系统(12)进行采集和处理。

8.根据权利要求7所述的振动拉曼激光雷达散射光处理方法，其中，三棱镜(9)为等腰直 角棱镜，第一反射面(92)镀有半反膜，第二反射面(93)镀有全反膜。

9.根据权利要求7所述的振动拉曼激光雷达散射光处理方法，其中，窄带滤光片(8)中心 波长为607nm，直径为2.54cm，200-1200nm波段压制率为10⁷。