[发明专利]一种多普勒脉冲激光测风装置、方法及系统

权利要求书

1.一种多普勒脉冲激光测风装置，其特征在于，包括：脉冲激光器、光纤环形器、第一光分路器、法拉第旋转器、参考光路以及平衡探测器；

所述脉冲激光器用于输出长脉冲激光信号，所述长脉冲激光信号经过所述光纤环形器，由所述第一光分路器划分得到第一光信号和第二光信号；

所述法拉第旋转器用于将所述第一光信号进行偏振态旋转，得到第三光信号；接收反射的第三光信号，进行偏振态旋转得到散射信号；

所述参考光路用于将所述第二光信号进行延迟反射和偏振态旋转，得到参考信号；

所述平衡探测器用于将所述散射信号和所述参考信号进行相干检测，输出得到差频信号，根据所述差频信号计算得到风速；

所述参考光路包括移频器、若干第三光分路器、若干第二可调光衰减器以及若干法拉第反射器；所述移频器的一端连接至所述第一光分路器，所述移频器的另一端连接至所述第三光分路器，所述第三光分路器连接至所述第二可调光衰减器的一端，所述第二可调光衰减器的另一端连接至法拉第反射器。

2.根据权利要求1所述的一种多普勒脉冲激光测风装置，其特征在于，所述多普勒脉冲激光测风装置还包括斜角无反射光纤头和光学发射接收天线镜头装置；

所述斜角无反射光纤头用于输出所述第一光信号和获取所述散射信号；

所述光学发射接收天线镜头装置用于输出所述第三光信号，并接收由空气悬浮物反射的第三光信号。

3.根据权利要求1所述的一种多普勒脉冲激光测风装置，其特征在于，所述多普勒脉冲激光测风装置还包括第二光分路器、第一光衰减器和触发探测器；

所述第二光分路器的输入端连接至所述第一光分路器，所述第二光分路器的输出端连接至所述第一光衰减器，所述第一光衰减器还连接至所述平衡探测器；

所述第二光分路器的输出端还连接至所述触发探测器。

4.根据权利要求1所述的一种多普勒脉冲激光测风装置，其特征在于，所述法拉第反射器包括准直透镜、法拉第旋转片以及反射镜；

所述准直透镜用于对所述第二光信号进行准直；

所述反射镜用于反射所述第二光信号；

所述法拉第旋转片用于对所述第二光信号进行偏振态旋转，得到参考信号。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种多普勒脉冲激光测风装置，其特征在于，所述多普勒脉冲激光测风装置中的光纤为非保偏单模光纤。

6.一种多普勒脉冲激光测风方法，应用于权利要求1所述的一种多普勒脉冲激光测风方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取长脉冲激光信号，将所述长脉冲激光信号划分得到第一光信号和第二光信号；

将所述第一光信号进行偏振态旋转得到散射信号；

将所述第二光信号通过延迟反射及偏振旋转得到参考信号；

将所述散射信号和所述参考信号进行相干检测，输出得到差频信号，根据所述差频信号计算得到风速。

7.根据权利要求6所述的一种多普勒脉冲激光测风方法，其特征在于，所述将所述第一光信号进行偏振态旋转得到散射信号，包括以下步骤：

将所述第一光信号经过透镜准直，再进行偏振态旋转，得到第三光信号；

通过空气悬浮物反射所述第三光信号，并进行聚焦得到所述散射信号。

8.根据权利要求6所述的一种多普勒脉冲激光测风方法，其特征在于，所述将所述第二光信号通过延迟反射及偏振旋转得到参考信号，包括以下步骤：

将所述第二光信号进行移频，得到延迟信号；

将所述延迟信号进行偏振态旋转得到所述参考信号。

9.一种多普勒脉冲激光测风系统，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器运行如权利要求6-8任一项所述的一种多普勒脉冲激光测风方法。