[实用新型]一种大气污染探测用激光器发散角和指向稳定性测量装置

说明书

本实用新型公开了一种大气污染探测用激光器发散角和指向稳定性测量装置，包括测量仪本体和目标物，所述目标物上设置有标靶，所述标靶和目标物之间固定连接，所述测量仪本体包括激光器，所述激光器的输出端设置有光路转换装置，所述光路转换装置用于调整激光器的发射光线角度，所述测量仪本体还包括光学接收装置，所述光学接收装置用于接收标靶的反射光线，所述光学接收装置的输出端设置有光电转换装置。本实用新型具有结构合理、操作较简单、激光雷达产品使用者易操作的发散角和指向性的测量方法，另外本发明装置可在激光雷达实际使用环境中测量，涵盖了激光雷达其他部分对激光器发射角和指向性的影响，更具有真实性，可参考性。

技术领域

本实用新型涉大气监测技术领域，具体为一种大气污染探测用激光器发散角和指向稳定性测量装置。

背景技术

大气污染探测激光雷达作为监测空气质量的有力工具被环保气象等领域广泛使用。在激光雷达生产过程中，需要对其每个核心部件(激光器、采集卡、光电探测器、望远镜等等)进行相关指标的检验，建立核心器件入库质控体系。激光器作为激光雷达光学发射部分的核心器件，其能量大小、能量稳定性、发散角、指向性、体积、质量等各项指标对激光雷达整体性能起到关键性作用，其中激光器的发射角和指向性直接影响激光雷达探测距离和反演数据的准确性，因此，在激光器入库前对于此两项指标需要重点检验和核查。

目前激光雷达用激光器的发散角和指向性多采用光束分析仪进行测量，光束质量分析仪可测量激光光束的激光能量分布，光斑大小，发散角大小以及指向性等指标，其主要包括能量计探头和数据分析仪，能量计将接收到的光斑分成众多像素点，并获取各像素点的光能量，转换成数据量传送给数据分析仪，数据分析仪根据此数据精确计算光斑的大小、形状以及光斑能量分布，通过测量的光斑大小结合能量计与待测激光器的距离可推断出激光光束的发散角，多次测量激光光斑位置并进行统计，即可得到激光光束的指向性指标。其他领域如测距激光雷达领域，专利CN113759350A公开了一种激光雷达调试装置及调试方法，其主要过程是先利用透镜组对待测激光器进行准直，将准直后的激光束投射到测试板上，并用拍摄器对光斑进行拍摄，然后输出结果。通信领域用激光器专利CN202010609595.6公开了一种激光器发散角测量系统及测量方法，系统包括待测激光器单元、列探测器、测试探针等，该系统可对多个激光器进行发散角进行测量。

专利CN113759350A和专利CN202010609595.6对测距激光雷达和通信领域用激光器的发散角的测试装置和方法进行了详细阐述，但两件专利侧重描述的是对半导体激光器的测量，半导体激光器体积小，重量轻，可批量灵活测试，激光雷达用激光器多为固体激光器，输出能量从百uJ到数十mJ不等，且体积较大，输出光斑在10mm左右，上述2种装置均不能完成该类激光器发散角和指向性的测试，另外，上述2种装置在测试激光器发散角过程中，均需要多个能量计作为支撑，测试成本较高。

激光雷达用激光器发散角和指向性测量的主流方式采用光束质量分析仪，虽然测试精度较高，但其也具有以下诸多确定：价格昂贵，操作专业复杂，且配套的能量探头输入需要精确调节，否则会损伤仪器，这些无疑给使用者增加了成本和难度。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种大气污染探测用激光器发散角和指向稳定性测量装置，包括测量仪本体和目标物，所述目标物上设置有标靶，所述标靶和目标物之间固定连接，所述测量仪本体包括激光器，所述激光器的输出端设置有光路转换装置，所述光路转换装置用于调整激光器的发射光线角度，所述测量仪本体还包括光学接收装置，所述光学接收装置用于接收标靶的反射光线，所述光学接收装置的输出端设置有光电转换装置，所述光电转换装置的输出端设置有采集显示装置，所述测量仪本体还包括摄像装置，所述摄像装置用于观测标靶上的光点，且摄像装置的输出端与采集显示装置相连接。

进一步的，所述测量仪本体的底部设置有连接座，所述连接座和测量仪本体之间固定连接，所述连接座的底部设置有高度调节杆，所述高度调节杆和连接座之间通过插接方式进行连接。