[发明专利]多波段拉曼-荧光激光雷达系统

权利要求书

1.多波段拉曼-荧光激光雷达系统，其特征在于：包括激光发射系统(1)、回波信号接收系统(2)和信号采集系统(3)；激光发射系统(1)同时发射不同频率的激光束；激光束经物体散射后，由回波信号接收系统(2)接收；所述回波信号接收系统(2)对接收到的散射激光信号进行处理，得到垂直和水平的米散射信号、拉曼散射信号和荧光信号；回波信号接收系统(2)将所得到的垂直和水平米散射信号、拉曼散射信号转换成电信号，并传输给信号采集系统(3)，且由信号采集系统(3)同时以模拟和光子计数两种方式记录后，进行存储；回波信号接收系统(2)将荧光信号传输给信号采集系统(3)；信号采集系统(3)将接收到的荧光信号进行色散处理后、阵列测量不同波长的信号，由此完成荧光信号由光信号到电信号的转变和记录，并进行存储。 

2.根据权利要求1所述的多波段拉曼-荧光激光雷达系统，其特征在于，所述激光发射系统(1)包括脉冲激光器(11)、扩束准直器(12)、第一带宽反射镜(13a)、第二带宽反射镜(13b)和第三带宽反射镜(13c)；所述脉冲激光器(11)，用于通过对基波进行变频后输出不同波段的高能量脉冲激光束；所述扩束准直器(12)，用于将入射激光束的光斑扩大，并进一步减小激光束的发散角；所述第一带宽反射镜(13a)、第二带宽反射镜(13b)和第三带宽反射镜(13c)，用于反射激光束，经过3次反射后，最终将激光束反射射出。 

3.根据权利要求2所述的多波段拉曼-荧光激光雷达系统，其特征在于，所述回波信号接收系统(1)，包括望远镜(21)、全反射镜(22)、第一二色镜(23a)、第二二色镜(23b)、第三二色镜(23c)、第四二色镜(24)、第一窄带滤光片(25a)、第二窄带滤光片(25b)、第三窄带滤光片(25c)、第四窄带滤光片(25d)、第一偏振分光晶体(26a)、第二偏振分光晶体(26b)、第二凸透镜(27)、光电倍增管(28)、光纤(29)；所述望远镜(21)，用与接收散射回波信号；所述全反射镜(22)，用于将望远镜(21)接收到回波信号转变为水平方向传输；所述第一二色镜(23a)、第二二色镜(23b)、第三二色镜(23c)，用于根据不同的波段范围，反射一部分波段，透射另一部分波段；所述第四二色镜4(24)，对同一宽度的光谱信息，用于根据预定的能量比例进行反射和透射；所述第一窄带滤光片(25a)、第二窄带滤光片(25b)、第三窄带滤光片(25c)、第四窄带滤光片(25d)，均用于允许所需波段的光信号通过，过滤掉不需要波段的光信号；所述第一偏振分光晶体(26a)、第二偏振分光晶体(26b)，用于对回波光信号相应波段的偏振光信号进行检偏振处理，将总回波信号分为水平偏振和垂直偏振两个组分；所述第二凸透镜(27)，用于将经第一窄带滤光片(25a)、第二窄带滤光片 (25b)、第三窄带滤光片(25c)和第四窄带滤光片(25d)过滤后的光信号进行聚焦；所述光电倍增管(28)，放置在凸透镜(27)的焦点处，接收回波光信号，并将光信号转换为电信号；所述光纤(29)，与精细光纤调整架(291)配合，用于传输荧光信号。 

4.根据权利要求3所述的多波段拉曼-荧光激光雷达系统，其特征在于，所述信号采集系统(3)，包括32通道光栅光谱仪(31)、Licel瞬态记录仪(32)，计算机(33)；所述32通道光栅光谱仪(31)，用于将经光纤(29)传入的微弱荧光信号进行色散处理，然后由探测器阵列测量不同波长的信号强度，完成微弱荧光信号由光信号到电信号的转变；所述Licel瞬态记录仪(32)，用于同时以模拟和光子计数的方式记录大气回波信号，实现近场强信号的模拟探测和远场弱信号的光子探测的有效融合，扩展了激光雷达系统对微弱信号的提取和大动态范围信号的探测；所述计算机(33)用于存储信号数据；所述32通道光栅光谱仪(31)和Licel瞬态记录仪(32)由光电探测器(35)提供触发源。