[发明专利]法布里-珀罗干涉仪、干涉装置及多普勒测风激光雷达

说明书

本发明公开了一种法布里‑珀罗干涉仪、干涉装置及多普勒测风激光雷达，该法布里‑珀罗干涉仪包括：相对设置的第一透光基板以及第二透光基板；所述法布里‑珀罗干涉仪具有两个光通道；其中，所述法布里‑珀罗干涉仪的自由谱间距等于卫星飞行引起的多普勒频移的1/n，n为大于1的正整数；所述法布里‑珀罗干涉仪中两个通道的中心频率间隔等于所述自由谱间距的一半。所述法布里‑珀罗干涉仪结构简单，测量精度高，便于工程应用，避免了出现出射光频率无法锁定的问题。采用所述法布里‑珀罗干涉仪的多普勒测风激光雷达具有更高的测量精度以及可靠性。

技术领域

本发明涉及光学元件技术领域，更具体的说，涉及一种法布里-珀罗干涉仪、干涉装置及多普勒测风激光雷达。

背景技术

多普勒测风激光雷达以其高分辨率，高精度，大探测范围，能提供三维风场信息的能力，在气候研究和天气预报方面有着重要的应用，引起世界多国的关注，并投入了大量的人力、物力进行研究。按照探测方式不同，多普勒测风激光雷达技术可分为相干技术和非相干(直接探测)技术。其中直接技术是利用大气分子后向散射回波信号经鉴频器后的透过率高低来反演得到风速，可用于探测对流层和平流层的大气风场。

法布里-珀罗干涉仪作为直接探测多普勒测风激光雷达的核心部件，其性能的好坏直接影响了测量结果的准确性，现有的法布里-珀罗干涉仪技术主要有单通道和双通道(或称双边缘技术)，其中双通道法布里-珀罗干涉仪因为具有更高的测量精度而成为目前研发的测风激光雷达主要使用的技术，然而干涉仪的结构形式及参数选取都会直接影响测量的精度以及工程应用中的便利程度，目前多普勒测风激光雷达中所使用的法布里-珀罗干涉仪存在工程应用难度大，易出现出射光频率无法锁定等问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明技术方案提供了一种法布里-珀罗干涉仪、干涉装置及多普勒测风激光雷达，所述法布里-珀罗干涉仪结构简单，测量精度高，便于工程应用，避免了出现出射光频率无法锁定的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种法布里-珀罗干涉仪，用于卫星搭载的多普勒测风激光雷达，所述法布里-珀罗干涉仪包括：

相对设置的第一透光基板以及第二透光基板；

所述法布里-珀罗干涉仪具有两个光通道；

其中，所述法布里-珀罗干涉仪的自由谱间距等于卫星飞行引起的多普勒频移的1/n，n为大于1的正整数；所述法布里-珀罗干涉仪中两个通道的中心频率间隔等于所述自由谱间距的一半。

优选的，在上述法布里-珀罗干涉仪中，所述第一透光基板与所述第二透光基板之间具有透光填充介质，所述透光填充介质的透过率大于99％，热膨胀系数小于0.5/MK。

优选的，在上述法布里-珀罗干涉仪中，所述透光填充介质为微晶玻璃。

优选的，在上述法布里-珀罗干涉仪中，所述法布里-珀罗干涉仪的自由谱间距等于10.95GHz，两个通道的中心频率间隔等于5.475GHz，透过率曲线的半高宽等于1.56GHz。

本发明还提供了一种干涉装置，所述干涉装置包括：

1/4波片，所述1/4波片具有相对的第一面以及第二面；

偏振分光棱镜组，所述偏振分光棱镜组与所述第一面相对设置；

双通道的法布里-珀罗干涉仪，所述法布里-珀罗干涉仪与所述第二面相对设置；

其中，所述法布里-珀罗干涉仪为入权利要求1-4任一项所述的法布里-珀罗干涉仪。

优选的，在上述干涉装置中，所述偏振分光棱镜组具有三个相同的等腰直角三棱镜，所述等腰直角三棱镜具有一个斜边侧面以及两个相同的直边侧面；