[实用新型]一种无盲区的激光雷达系统

说明书

本实用新型公开了一种无盲区的激光雷达系统，其中系统包括：激光器、第一偏振分束镜、偏振方向控制器、第二偏振分束镜、第一探测器、第二探测器和处理器；所述激光器出射光束的光路为出射光路；所述出射光路上设置有所述偏振方向控制器；所述偏振方向控制器处于第一状态时，不改变所述激光器出射光束的偏振方向，处于第二状态时，将光束的偏振方向旋转90度；经大气相互作用后反射的垂直偏振光束被第一偏振分束镜反射至第一探测器；反射回来的平行偏振光束被处于第二状态的偏振方向控制器变成垂直偏振光束后，被第二偏振分束镜反射至第二探测器；整个过程中，发射光束和反射光束同轴，实现了激光雷达系统的无盲区接收。

技术领域

本实用新型涉及大气探测领域，特别涉及一种无盲区的激光雷达系统。

背景技术

大气探测是指借助各种仪器与装备对大气物理和化学特性进行的直接或间接的探测。大气探测按照探测方法可分为目测、器测两类。目测指的是凭借目力或借助辅助仪器进行的观测，主要由观测员用肉眼观测，主要应用于气象台站对云、能见度、天气现象及其演变过程的观测。器测又分为直接观测和遥感探测，直接观测指将仪器的感应元件直接置于待测大气之中，根据元件性质的变化，得到描述大气状况的气象参数，例如气压表、温度表、湿度表等；遥感探测指根据电磁波在大气中传播过程中信号的变化，反演出大气中气象要素的变化，例如激光气象雷达等。

激光雷达作为一种主动遥感技术，通过发射激光脉冲与大气粒子相互作用，并接收产生的回波信号来获取大气参数。现有技术中激光雷达由于系统设计原因，往往通常存在几十米到几百米，甚至1千米左右的盲区。对于盲区内的大气分子和气溶胶等参数，激光雷达无法测量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无盲区的激光雷达系统，其能够改善上述问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面本实用新型提供一种无盲区的激光雷达系统，其包括：

激光器、第一偏振分束镜、偏振方向控制器、第二偏振分束镜、第一探测器、第二探测器和处理器；

所述激光器出射光束的光路为出射光路；

所述出射光路上设置有所述偏振方向控制器，经大气相互作用后反射的光束再次进入所述偏振方向控制器；

所述偏振方向控制器处于第一状态时，不改变所述激光器出射的光束的偏振方向；所述偏振方向控制器处于第二状态时，将经大气相互作用后反射的光束的偏振方向旋转90度。平行和垂直偏振光分别指的是偏振方向平行和垂直于光路图纸面的光束。

所述处理器分别与所述第一探测器和所述第二探测器电连接。

可以理解，本实用新型公开了一种无盲区的激光雷达系统，其中，偏振方向控制器处于第一状态时，激光器出射的光束透射过偏振方向控制器，射向大气与大气反应；经大气相互作用后反射回来的且与出射光束偏振方向垂直的光束经第一偏振分束镜反射至第一探测器。与出射光束偏振方向平行的光束穿过第一偏振分束镜和处于第二状态的偏振方向控制器后，偏振方向旋转90度，被第二偏振分束镜反射至所述第二探测器；处理器将接收到的两种回波信号收集并反演，计算出大气分子和气溶胶等大气参数。整个过程中，发射光束和反射光束同轴，实现了激光雷达系统的无盲区接收。

在本实用新型可选的实施例中，所述激光雷达系统还包括电源，所述电源分别与所述激光器、所述第一探测器、所述第二探测器和所述偏振方向控制器电连接。

可以理解，电源可以分别为激光器、第一探测器、第二探测器和偏振方向控制器提供电能。

在本实用新型可选的实施例中，所述偏振方向控制器设置于所述出射光路上的第一偏振分束镜和第二偏振分束镜的中间，所述第一偏振分束镜用于反射垂直偏振状态的光束，所述第二偏振分束镜用于反射经偏振方向控制器旋转90度方向后的平行偏振光束；