[实用新型]一种用于激光雷达的近场信号调制及三方向荧光接收装置

说明书

本实用新型公开了一种用于激光雷达的近场信号调制及三方向荧光接收装置，包括外壳、光纤、光学透镜组件、斩波盘、电机和光电探测器；外壳上开设有圆弧状滑轨，滑轨上安装有紧固组件；光纤通过光纤接头与紧固组件装配，通过紧固组件实现光纤在滑轨上的滑动和锁位；光学透镜组件封装于外壳中，与光纤光耦合；斩波盘位于光纤与光学透镜组件之间，其上形成有通光孔和遮光板，并由电机驱动其旋转；光电探测器用于对光学透镜组件输出的光信号进行光电转换处理。本实用新型的激光雷达接收系统不仅可以对低空返回的饱和信号进行斩波，以提高光电探测器的光电响应；而且可以对激光雷达近场信号的斩波高度实现调制，实现三个方向近场信号斩波高度的一致性。

技术领域

本实用新型属于大气环境监测设备技术领域，涉及一种激光雷达，具体地说，是涉及一种用于激光雷达的信号接收装置。

背景技术

激光雷达是一种主动遥感监测设备，具有高时空分辨率、高测量精度等优势。近年来，随着激光技术和光电探测技术的发展，激光雷达逐渐应用到中高层大气的探测与研究领域。为了满足激光雷达测量中高层大气三维风场的要求，需要激光雷达的接收系统能够同时在三个方向（比如垂直、东向和北向）接收激光荧光回波信号，并能对这三个方向上的中高层大气（离地面80-120km）返回的微弱光学荧光信号实现高灵敏度检测，以满足每个方向上风速测量的需要。

如果激光雷达的接收系统是单方向接收的，且探测高度较低，则无需较高的激光能量，不会出现低空饱和情况，因此，在设计接收光路时，无需对接收到的低空信号进行特殊处理，对接收光路的整体设计要求不高。

如果激光雷达用于测量中高层大气风场，则需要三个方向的观测数据来进行大气中三维风场的反演。此时，单个方向的接收系统已经不能满足信号接收要求，需要设计三方向微弱光学荧光信号接收系统。在三方向荧光信号接收系统中，为了保证每个探测方向的接收光路准直，以提高信号的接收效率，需要对三个方向的接收光路进行重新设计。另外，在对中高层大气进行探测时，由于探测距离较远，需要较高的激光能量，这样就使得低空信号很容易出现饱和现象，因此，需要在接收系统中，对三个方向的接收光路进行斩波，以降低因低空信号饱和问题对光电探测器采集高空信号时的影响。但是，在对三个方向的低空信号同时进行斩波时，容易出现三个方向的低空信号斩波高度不一致的问题，这会对后期的信号处理产生影响，因此，需要对激光雷达的近场信号进行调制。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于激光雷达的近场信号调制及三方向荧光接收装置，可以对激光雷达低空返回的三方向饱和信号进行斩波，并能对激光雷达近场信号的斩波高度实现调制。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种用于激光雷达的近场信号调制及三方向荧光接收装置，包括外壳、光纤、光学透镜组件、斩波盘、电机和光电探测器；其中，所述外壳包括呈相对位置关系的前面板和后面板，在所述前面板上开设有三个圆弧状滑轨，每一个滑轨上分别安装有一松紧度可调的紧固组件；所述光纤包括三根，用于接收来自三个方向的激光荧光回波信号；每一根光纤上均配有光纤接头，三根光纤通过各自的光纤接头与三个所述滑轨上的紧固组件对应装配，通过紧固组件实现光纤在滑轨上的滑动和锁位；所述光学透镜组件包括三路，封装于所述外壳中，分别与所述三根光纤一一对应光耦合，用于对通过三根光纤出射的三路光信号分别进行准直汇聚处理；所述斩波盘封装于所述外壳中，位于所述光纤与光学透镜组件之间，在所述斩波盘上形成有多个沿圆周方向排布的通光孔，相邻两个通光孔之间形成遮光板；所述电机安装在所述外壳上，且轴接所述斩波盘，用于驱动斩波盘旋转，以使遮光板和通光孔交替地经过所述光学透镜组件的光线入射端面；所述光电探测器包括三路，安装在所述外壳的后面板上，分别与三路所述光学透镜组件一一对应光耦合，用于对三路光学透镜组件输出的光信号进行光电转换处理。