[发明专利]一种全光纤相干测风激光雷达及其测风方法

权利要求书

1.一种全光纤相干测风激光雷达，其特征在于，包括光子晶体激光器（1）、光纤环形器装置（4）、光探测装置（6）、发射/接收光学装置（5）及信号处理与激光驱动装置（7）；所述光子晶体激光器（1）发射激光信号，所述激光信号的波长根据驱动电流的变化在一定范围内进行线性调制；所述光纤环形器装置（4）包括三个端口（41，42，43），光子晶体激光器（1）发射的激光信号传输至第一端口（41），由第一端口（41）输入的激光信号的一部分在第二端口（42）端面处发生反射经第三端口（43）传输至光探测装置（6），将这部分激光信号作为基频信号，由第一端口（41）输入的激光信号的另一部分经第二端口（42）传输至发射/接收光学装置（5）并经其聚焦于探测点（8），由探测点（8）反射回来的激光信号作为回波信号由第二端口（42）输入经第三端口（43）传输至光探测装置（6）；所述光探测装置（6）用于将所述基频信号与回波信号进行混频得到差频信号；所述信号处理与激光驱动装置（7）给光子晶体激光器（1）提供驱动电流并对接收自光探测装置（6）的差频信号进行处理得到探测点（8）的径向风速及风向。

2.根据权利要求1所述的全光纤相干测风激光雷达，其特征在于，所述信号处理与激光驱动装置（7）给光子晶体激光器（1）提供的驱动电流按照连续的三角波进行调制。

3.根据权利要求1所述的全光纤相干测风激光雷达，其特征在于，还包括将所述光子晶体激光器（1）发射的低功率激光信号放大至所需功率光纤的光放大装置（2）。

4.根据权利要求3所述的全光纤相干测风激光雷达，其特征在于，所述光放大装置（2）为EDFA光放大装置。

5.根据权利要求1所述的全光纤相干测风激光雷达，其特征在于，所述探测点（8）为发射/接收光学装置（5）的焦点位置。

6.根据权利要求1至5任一项所述的全光纤相干测风激光雷达，其特征在于，所述激光信号在单模光纤（3）中进行传输。

7.一种全光纤相干测风激光雷达的测风方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.1）将信号处理与激光驱动装置（7）提供给光子晶体激光器（1）的驱动电流按照线性方式进行调制，使光子晶体激光器（1）发出调制后的激光信号；

7.2）将获取的调制后的激光信号传输至光纤环形器装置（4）的第一端口（41），由第一端口（41）输入的激光信号的一部分在第二端口（42）端面处发生反射经第三端口（43）传输至光探测装置（6），将这部分激光信号作为基频信号，由第一端口（41）输入的激光信号的另一部分经第二端口（42）传输至发射/接收光学装置（5）并经其聚焦于探测点（8），由探测点（8）反射回来的激光信号作为回波信号由第二端口（42）输入经第三端口（43）传输至光探测装置（6）；

7.3）光探测装置（6）将基频信号与回波信号进行混频，获取差频信号；

7.4）信号处理与激光驱动装置（7）接收差频信号并对其进行处理及计算即可得到探测点（8）的径向风速及风向。

8.根据权利要求7所述的全光纤相干测风激光雷达的测风方法，其特征在于，步骤7.1）所述的信号处理与激光驱动装置（7）提供给光子晶体激光器（1）的驱动电流按照连续的三角波进行调制。