[发明专利]一种星载海洋大气参数激光雷达探测系统

权利要求书

1.一种星载海洋大气参数激光雷达探测系统，其特征在于包括可调谐式激光器子系统、接收光学子系统、信号处理子系统、控制与数据处理子系统，其中

控制与数据处理子系统，包括控制模块与数据处理模块；控制模块将开机指令送至可调谐式激光器子系统，将电信号放大倍数、模数转换参数送至信号处理子系统；数据处理模块接收信号处理子系统发送的数字信号，使用差分吸收算法计算得到海洋大气中氧气和水汽的浓度，进而根据气体状态方程得到海洋大气的温度、湿度和密度；所述模数转换参数包括模数转换采样率、模数转换量化位数；

可调谐式激光器子系统，包括935nm激光发射器、761nm激光发射器；935nm激光发射器，接收控制与数据处理子系统中控制模块发送的开机指令后，产生线宽为1.0pm的935nm的激光并照射至海洋上空的大气；761nm激光发射器，接收控制与数据处理子系统中控制模块发送的开机指令后，产生线宽为1.0pm的761nm的激光并照射至海洋上空的大气；

接收光学子系统，包括光学望远镜、滤光分光系统；光学望远镜，接收935nm的激光与761nm的激光照射至海洋上空的大气后产生的后向散射信号，并分别送至滤光分光系统；滤光分光系统，从935nm的激光与761nm的激光照射至大气后产生的后向散射信号中分离出935nm波长的光信号与761nm波长的光信号，并分别送至信号处理子系统；

信号处理子系统，接收控制模块发送的电信号放大倍数、模数转换参数；接收滤光分光系统发送的935nm波长的光信号与761nm波长的光信号后分别经过不同增益的APD型Si探测器，然后分别进行光电转换，得到对应的电信号后按照电信号放大倍数进行放大，然后按照模数转换参数进行模数转换得到其分别对应的数字信号，将数字信号送至控制与数据处理子系统。

2.根据权利要求1所述的一种星载海洋大气参数激光雷达探测系统，其特征在于：所述的935nm激光发射器包括第一种子注入激光二极管、第一Nd：YAG泵浦单元、第一Ti：SAPPIRE功率振荡器、第一分束棱镜、水蒸气吸收池；第一种子注入激光二极管在接收控制与数据处理子系统中控制模块发送的开机指令后，驱动第一Nd：YAG泵浦单元产生激光波长935nm，脉宽500ns的脉冲激光并送至第一Ti：SAPPIRE功率振荡器，第一Ti：SAPPIRE功率振荡器接收脉冲激光后进行调节，得到波长为935nm，脉冲能量为100mJ，脉宽为500ns，脉冲发射间隔为400μs，谱宽为1pm的脉冲激光，并通过第一分束棱镜照射进入水蒸气吸收池，水蒸气吸收池接收脉冲激光后发生透射，如果该脉冲激光光强透过率为70％-90％，则第一Ti：SAPPIRE功率振荡器将将调节得到的脉冲激光照射至海洋上空的大气，否则重新产生脉冲激光直至该脉冲激光通过水蒸气吸收池的光强透过率为70％-90％后照射至海洋上空的大气。

3.根据权利要求1或2所述的一种星载海洋大气参数激光雷达探测系统，其特征在于：所述的761nm激光发射器包括第二种子注入激光二极管、第二Nd：YAG泵浦单元、第二Ti：SAPPIRE功率振荡器、第二分束棱镜照、氧气吸收池；第二种子注入激光二极管在接收控制与数据处理子系统中控制模块发送的开机指令后，驱动第二Nd：YAG泵浦单元产生激光波长761nm，脉宽500ns的脉冲激光并送至第二Ti：SAPPIRE功率振荡器，第二Ti：SAPPIRE功率振荡器接收脉冲激光后进行调节，得到波长为761nm，脉冲能量为100mJ，脉宽为500ns，脉冲发射间隔为400μs，谱宽为1pm的脉冲激光，并通过第二分束棱镜照射进入氧气吸收池，氧气吸收池接收脉冲激光后发生透射，如果该脉冲激光光强透过率为70％-90％，则第二Ti：SAPPIRE功率振荡器将将调节得到的脉冲激光照射至海洋上空的大气，否则重新产生脉冲激光直至该脉冲激光通过氧气吸收池的光强透过率为70％-90％后照射至海洋上空的大气。

4.根据权利要求1或2所述的一种星载海洋大气参数激光雷达探测系统，其特征在于：所述的光学望远镜口径为1.5m的同轴型共光路卡塞格林天线结构。

5.根据权利要求1或2所述的一种星载海洋大气参数激光雷达探测系统，其特征在于：所述的滤光分光系统采用窄带滤光片与标准具组合的方式。