[发明专利]一种探测大气二氧化碳浓度的激光雷达系统及方法

摘要

本发明公开了一种探测大气二氧化碳的激光雷达系统及方法,激光雷达系统的ON波长激光器不采用常规的主动稳频技术，而是采用被动稳频加频率调制技术，ON激光的回波信号在极短的时间内变化反映的是由于频率调制带来的回波强度变化，我们提取一个周期的最小值来反映该时刻二氧化碳吸收峰处波长的回波信号，回波信号与发射能量监视光电探测器得到的信号进行归一化处理，即可得到准确的ON、OFF波长回波信号强度，通过差分吸收激光雷达方程即可反演出大气二氧化碳浓度。使用该方法可以提高系统的测量精度，并简化系统的复杂度。

主权项

一种探测大气二氧化碳浓度的激光雷达系统，它包括ON波长激光器(2)，OFF波长激光器(5)，ON波长激光控制器(1)，OFF波长激光控制器(4)，第一电光调制器(3)，第二电光调制器(6)，第一光纤耦合器(7)，第二光纤耦合器(9)，光放大器(8)，发射光学单元(10)，接收光学单元(12)，第一光电探测器(11)，第二光电探测器(13)，AD采集卡(14)，用作数据处理的PC机单元(15),其特征在于：ON波长激光控制器(1)控制ON波长激光器(2)，ON波长激光器(2)输出激光经过第一电光调制器(3)进行正弦波强度调制；OFF波长激光控制器(4)控制OFF波长激光器(5)，OFF波长激光器(5)输出激光经过第二电光调制器(6)进行正弦波强度调制；第一电光调制器(3)与第二电光调制器(6)输出的激光经过第一光纤耦合器(7)耦合输出至光放大器(8)，光放大器(8)输出的激光连接第二光纤耦合器(9)，第二光纤耦合器(9)分一小部分光进入第一光电探测器(11)进行发射能量监视，其余部分进入发射望远镜(10)射入大气中；接收望远镜(12)接收硬目标回波，回波激光经过第二光电探测器(13)，其与第一光电探测器(11)的输出信号输入AD采集卡(14)进行AD转换，得到的数字信号传输至PC机单元(15)进行数据处理。