[发明专利]一种基于宽谱光源的光谱测量方法和光谱扫描激光雷达

权利要求书

1.一种基于宽谱光源的光谱测量方法，其特征在于，包括：

分时调节可调滤波器的透射波长；

在每一透射波长周期中，宽谱脉冲激光经可调滤波器滤出激光脉冲，激光脉冲经放大后入射到探测目标，回波信息经同一可调滤波器得到待测信号，测量待测信号光强度得到该波长下的回波强度；

通过测量不同波长下回波强度，得到探测目标光谱；

所述宽谱脉冲激光和回波信号采用时分复用技术经过同一可调滤波器，具体包括：

在所述可调滤波器两端各设置光开关；

控制光开关切换，使可调滤波器在第一光通道与第二光通道间切换；所述第一光通道接收宽谱脉冲光激光输出激光脉冲；所述第二光通道接收回波信号输出待测信号；

在每一透射波长周期中，包含一个或多个探测周期；在每个探测周期中，依序导通第一光通道和第二光通道；

导通第二光通道时，依时序测量待测信号光强度，得到探测目标各个剖面在该波长下的回波强度；并据此得到探测目标各剖面光谱。

2.一种光谱扫描激光雷达，其特征在于，包括：

宽谱脉冲激光器，其产生宽谱脉冲激光；

第一光开关，其设有第一输入端、第二输入端和输出端；其第一输入端连接宽谱脉冲激光器；

可调滤波器，其输入端连接第一光开关的输出端，并受控仅使具有透射波长的光通过；

第二光开关，其设有输入端、第一输出端和第二输出端；其输入端连接可调滤波器的输出端；

放大器，其输入端连接第二光开关的第一输出端，并输出出射信号；

发射接收模块，其连接放大器的输出端以接收出射信号并发射；其还连接第一光开关的第二输入端以发送其接收到的回波信号；

探测器，其输入端连接第二光开关的第二输出端，用于探测回波信号经滤波后形成的待测信号的光强度并转化成电信号；

数据采集和处理模块，其采集所述电信号并转换成数字信号进行处理得到光强度值；和

控制器，其与宽谱脉冲激光器、第一光开关、可调滤波器、第二光开关和数据采集和处理模块信号连接；其控制宽谱脉冲激光器以特定频率输出宽谱脉冲激光并记录脉冲产生时间；其还控制可调滤波器调节透射波长；其还在控制第一光开关切换至第一输入端时控制第二光开关切换至第一输出端以滤出激光脉冲；其还在控制第一光开关切换至第二输入端时控制第二光开关切换至第二输出端以滤出待测信号；其还控制数据采集和处理模块在激光脉冲产生时间起经特定期间后多次采集所述电信号。

3.如权利要求2所述的一种光谱扫描激光雷达，其特征在于：所述发射接收模块包括发射望远镜和接收望远镜；所述发射望远镜用于接收出射信号并发射；所述接收望远镜用于接收回波信号并发送到第一光开关的第二输入端。

4.如权利要求3所述的一种光谱扫描激光雷达，其特征在于：所述发射接收模块包括环形器和收发望远镜；环形器的第一通道放大器与收发望远镜；环形器的第二通道连接收发望远镜和第一光开关的第二输入端；所述收发望远镜用于发射出射信号和接收回波信号。

5.如权利要求4所述的一种光谱扫描激光雷达，其特征在于：所述光谱扫描激光雷达还包括延时光纤，所述延时光纤设置于第二光开关的第一输出端与发射接收模块之间。

6.如权利要求2至5中任一项所述的一种光谱扫描激光雷达，其特征在于：所述光谱扫描激光雷达采用全光纤结构。