[实用新型]一种探测地球表面压强和海拔的差分吸收激光雷达

摘要

本专利公开了一种探测地球表面压强和海拔的差分吸收激光雷达，该激光雷达由激光发射单元、接收单元、控制与数控采集处理单元组成。其中，激光发射单元在氧气A带谱线凹槽中选择两个特定的波长作为探测波长和参考波长，两个激光波长相近。接收单元获得地表脉冲回波，由脉冲发射至回波脉冲返回的时间间隔可推测海拔高度，由两种波长激光的发射能量和回波能量的比值，可反演地表压强。本专利的优点在于可同时探测地表压强和海拔高度。

主权项

一种探测地球表面压强和海拔的差分吸收激光雷达，包括激光发射单元(1)、接收单元(2)、控制与数控采集处理单元(3)，其特征在于：所述的激光发射单元(1)包括第二反射镜(11)，偏振合束器(12)，第一反射镜(13)，波长监视器(14)，探测波长激光器(15)，参考波长激光器(16)，谐振腔腔长压电控制器(17)，泵浦激光器(18)，探测波长种子激光器(19)，参考波长种子激光器(110)；所述的泵浦激光器(18)泵浦探测波长激光器(15)和参考波长激光器(16)，这两台激光器的波长分别由探测波长种子激光器(19)和参考波长种子激光器(110)控制；探测波长激光器(15)部分光进入波长监视器(14)，并通过谐振腔腔长压电控制器(17)稳定探测波长激光器(15)输出的激光波长；参考波长激光器(16)出射的光经过第一反射镜(13)达到偏振合束器(12)与探测波长激光器(15)出射的光合为一束光后经由第二反射镜(11)竖直射向地球表面；参考波长激光器(16)有部分光进入发射脉冲触发器(31)和发射脉冲能量监视器(32)，探测波长激光器(15)有部分光进入发射脉冲能量监视器(32)；所述的接收单元(2)包括星上望远镜(21)，透镜(22)，窄带滤光片(23)，偏振分束器(24)，第三反射镜(25)，第一光探测器(26)，第二光探测器(27)；接收单元(2)中的星上望远镜(21)接收地表反射的脉冲能量回波信号通过透镜(22)和窄带滤光片(23)后经过偏振分束器(24)后一路光直接进入第一光探测器(26)，另一束光经过第三反射镜(25)进入第二光探测器(27)；所述的控制与数控采集处理单元(3)包括发射脉冲触发器(31)，发射脉冲能量监视器(32)，时间间隔测量器(33)，回波脉冲触发和回波数据采集器(34)，微处理器(35)；时间间隔测量器(33)从发射脉冲触发器(31)和回波脉冲触发和回波数据采集器(34)的触发得到时间间隔，微处理器(35)接收发射脉冲能量监视器(32)，时间间隔测量器(33)，回波脉冲触发和回波数据采集器(34)的信号，处理后得到地表高度和压强信息；系统工作时，所述的激光发射单元(1)向垂直地表方向发射两束脉冲激光，其波长为；来自地面的回波由接收单元(2)接收，将两个探测器接收到的信号发送至控制与数控采集处理单元(3)，控制与数控采集处理单元(3)对信号进行处理，得到地球表面压强和海拔的信息数据。