[实用新型]多波长拉曼偏振激光雷达光路系统及大气观测套装

说明书

技术领域

本实用新型涉及大气探测设备技术领域，具体而言，涉及一种多波长拉曼偏振激光雷达光路系统及大气观测套装。

背景技术

大气激光雷达是一种具有高时空分辨率、长期连续自动观测、可提供大气垂直分布信息的先进主动式遥感手段。其主要由激光发射单元、信号接收单元和数据采集单元组成。激光发射单元将激光束发射至大气中，激光束与大气颗粒物相互作用后，后向散射信号由信号接收单元接收，根据不同探测内容对信号进行分光处理，最后由数据采集单元完成各探测通道信号采集和存储。其中，信号接收单元与数据采集单元之间的分光部分又称为激光雷达的镜后单元。它是激光雷达硬件系统的核心，是最能体现激光雷达系统多元性和先进性的技术。

应用于大气气溶胶和环境监测的激光雷达系统主要分为：产品化激光雷达系统和实验室研制激光雷达。产品化激光雷达尽管在系统集成，硬件系统优化等方面具有很强的优势，但是涉及到的激光雷达镜后单元越复杂，价格就昂贵，甚至有些多功能的激光雷达系统一个镜后单元模块化结构的价格就可以买一台探测功能相对单一的整套激光雷达系统。这对于更为一般的用户而言是笔不小的经费开支。实验室研制的激光雷达系统无论在探测内容还是探测精度方面的技术水平均已相当成熟。然而，其不容易参加野外观测试验，且对运行环境和维护成本要求比较高。

近些年，随着大气科学的倍受关注和发展，对激光雷达观测手段而言，探测波长越多，探测精度越高就越能够全面获得大气颗粒物的信息，这也将极大的帮助大气科学中其他相关研究方向的发展。基于此，本专利针对激光雷达镜后单元的稳定性和灵活性，成本等问题提出了解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种多波长拉曼偏振激光雷达光路系统，两个光路系统模块化设计，集成度和稳定性高，提供更加丰富的大气变量，有效减少购置成本，使上述问题得到改善。

本实用新型的另一个目的在于提供一种大气观测套装，可同时探测多个波段的光信号，通过双接收视场的多通道光信号对近场和远场的目标物有了更有效全面的探测。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型的实施例提供了一种多波长拉曼偏振激光雷达光路系统，包括第一镜后单元模块盒及第二镜后单元模块盒；

所述第一镜后单元模块盒与所述第二镜后单元模块盒分别与光电探测器供电单元连接，所述光电探测器供电单元用于为所述第一镜后单元模块盒和所述第二镜后单元模块盒提供电能，所述第一镜后单元模块盒用于与小口径望远镜连接，所述第二镜后单元模块盒用于与大口径望远镜连接，所述第一镜后单元模块盒和所述第二镜后单元模块盒分别与数据采集单元连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述第一镜后单元模块盒包括第一盒体和位于所述第一盒体内部的第一光学模块，所述第一盒体开设有供回波信号射入的第一通孔，所述第一光学模块包括沿回波信号传输方向依次设置的第一二色镜、第一反射模组及第一透射模组，所述第一二色镜与穿过所述第一通孔的回波信号成45°夹角设置，所述第一反射模组与所述第一二色镜的镜面成45°夹角设置，所述第一反射模组与所述第一通孔位于所述第一二色镜的一侧，所述第一透射模组与所述第一反射模组位于所述第一二色镜的两侧。

在本实用新型可选的实施例中，所述第一二色镜相对于所述第一反射模组和所述第一透射模组靠近所述第一通孔，所述第一二色镜能够反射波长包含1064nm波段的长波回波信号，所述第一二色镜能够透射剩余的短波回波信号。

在本实用新型可选的实施例中，所述第一反射模组包括第一滤光片、第一透镜和第一光电倍增管，所述第一滤光片、所述第一透镜及所述第一光电倍增管沿回波信号传输方向依次设置，所述第一滤光片能够仅仅使1064nm波段的回波信号通过。

在本实用新型可选的实施例中，所述第一透射模组包括第一偏振晶体、第一平行偏振光组件和第一垂直偏振光组件，所述第一偏振晶体相对于所述第一平行偏振光组件和所述第一垂直偏振光组件靠近所述第一二色镜，所述第一平行偏振光组件沿平行于回波信号射入所述第一偏振晶体的方向设置，所述第一平行偏振光组件包括沿回波信号的投射方向依次设置的第二滤光片、第二透镜和第二光电倍增管，所述第二滤光片能够仅仅使532nm波段的回波信号通过，所述第一垂直偏振光组件沿垂直于回波信号射入所述第一偏振晶体的方向设置，所述第一垂直偏振光组件包括沿回波信号的传输方向依次设置的第三滤光片、第三透镜和第三光电倍增管，所述第三滤光片能够仅仅使532nm波段的回波信号通过。