[发明专利]一种激光器输出控制装置、控制方法及激光测风雷达

说明书

本发明实施例公开了一种激光器输出控制装置、控制方法及激光测风雷达。其中激光器输出控制装置包括在连续单频激光器出射光路上依次排布的数字调制型声光调制器、模拟调制型声光调制器以及光放大器；数字调制型声光调制器用于将连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光；模拟调制型声光调制器用于将第一波形的脉冲激光调制为第二波形的脉冲激光；光放大器用于将第二波形的脉冲激光放大为第三波形的脉冲激光；其中，第一波形和第三波形均为方波，第二波形为上升沿小于下降沿的类三角波。本发明实施例的技术方案，可以使脉冲在放大过程中基本不会发生变形，从而实现极高单脉冲能量的激光输出。

技术领域

本发明实施例涉及激光测风雷达技术，尤其涉及一种激光器输出控制装置、控制方法及激光测风雷达。

背景技术

大气风对人类的日常工作与生活影响较大。对大气风场进行实时快速探测与分析在飞行安全、数值天气预报、灾害天气防治、空间天气态势分析、风力发电、轨道测风、星际测风、军事环境预报等方面具有重要意义。激光多普勒测风雷达是一种新型大气风场探测设备，能够实时、准确、有效地探测远距离的大气风场信息，包括风切变、风速等信息。利用大气风场的数据，可以获得大气的变化，并预见其改变，促进人类对能量、水、气溶胶、化学和其它空气物质圈的了解，对于大气污染的检测、军事环境预报、提高风能资源的利用效率、提升航空航天的安全性、改进气候研究模型等具有重大意义。激光多普勒测风雷达更有人眼安全、系统整体结构紧凑、体积小、准确性高、便于运输等优势，成为近些年来的研究热点。

典型的激光多普勒测风雷达系统包括高脉冲能量激光出射装置和数据采集处理装置两部分。目前，一般通过脉冲调制器将连续光调制为脉冲光，脉冲调制器最常用数字调制型声光调制器。声光调制是通过声光晶体对输出激光进行直接调制，从而实现将连续的激光调制成脉冲的激光输出，而且在调制过程中不改变光的频率、相位、线宽等参数，仅仅使激光的幅值成周期性的变化。现有的结构中，连续单频激光经过两个数字调制型声光调制器后变成方波脉冲，方波脉冲通过放大器时，由于放大器的瞬态增益效应，脉冲的前沿将得到优先放大，而脉冲的后沿得不到充分的增益，导致放大后脉冲的脉宽急剧下降，从而引起脉冲形状的畸变。此时的脉冲峰值比原脉宽要高出很多，极易出现非线性效应，破坏前级放大光路，同时导致放大后的功率和单脉冲能量不再增加，进而影响测风雷达的探测距离。

发明内容

本发明实施例提供一种激光器输出控制装置、控制方法及激光测风雷达，该激光器输出控制装置可以使脉冲在放大过程中基本不会发生变形，从而实现极高单脉冲能量的激光输出。

第一方面，本发明实施例提供一种激光器输出控制装置，用于使连续单频激光器输出的连续激光转换为脉冲激光，包括在所述连续单频激光器出射光路上依次排布的数字调制型声光调制器、模拟调制型声光调制器以及光放大器；

所述数字调制型声光调制器用于将所述连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光；

所述模拟调制型声光调制器用于将所述第一波形的脉冲激光调制为第二波形的脉冲激光；

所述光放大器用于将所述第二波形的脉冲激光放大为第三波形的脉冲激光；

其中，所述第一波形和所述第三波形均为方波，所述第二波形为上升沿小于下降沿的类三角波。

可选的，还包括双通道信号发生器，所述双通道信号发生器的第一输出通道与所述数字调制型声光调制器连接，用于向所述数字调制型声光调制器输出数字控制信号；

所述双通道信号发生器的第二输出通道与所述模拟调制型声光调制器连接，用于向所述模拟调制型声光调制器输出模拟控制信号。

可选的，所述数字控制信号为TTL信号。

可选的，所述连续单频激光器为光纤激光器，所述连续单频激光器、所述数字调制型声光调制器、所述模拟调制型声光调制器以及所述光放大器通过光纤依次连接。