[发明专利]一种大气温室气体相干检测计

摘要

本发明公开了一种大气温室气体相干检测计，包括光筒、太阳跟踪器、准直光学望远镜、斩波器、本振激光器、光纤合波器、高速光电探测器、平方律检波器、射频放大器、视频放大器、锁定放大器、微型处理器。大气温室气体相干检测计借鉴了无线电外差式接收机和相干检波的思想，只有和本振激光器输出的激光波长相同的太阳光辐射分量被相干检测才能输出我们所用的信号，提高了太阳光度计的光谱分辨率。本发明的优点在于缓解了原始光度计太阳光探测灵敏度与光谱分辨率之间的矛盾，适合于水汽、二氧化碳、甲烷等大气温室气体成分的柱浓度测量。

主权项

1.一种大气温室气体相干检测计，包括光筒(1)、太阳跟踪器(2)、准直光学望远镜(3)，斩波器(4)、光纤合波器(5)、本振激光器(6)及其驱动器(7)、高速探测器(9)、射频/直流分离器(10)、多级射频放大器(11)、平方律检波器(12)、视频放大器(13)、锁定放大器(14)、A/D转换器(15)、微处理器(16)、开关信号脉冲发生器(17)以及同芯电缆(18)；其特征在于：所述的太阳跟踪器(2)瞄准太阳，太阳光通过光筒(1)被大气中的各成分吸收和散射后到达准直光学望远镜(3)并被其收集起来；本振激光器(6)在驱动器的温度控制和电流或电压驱动下，发射单频窄线宽的激光，成为本振光；被收集到的太阳光和本振光由光纤合波器(5)混合在一起被高速光电探测器(9)相干检测输出电信号，其输出的电信号包括外差干涉出来的射频信号和相当于直接探测出来的直流信号，外差干涉出来的射频信号和直接探测出来的直流信号被射频和直流分离器(10)分开，射频信号继续流向多级射频放大器(11)，当射频信号发达到足够量级时由平方律检波器(12)检出包络信号，此包络信号对应于射频的振幅，包络信号被视频放大器放大后与斩波器(4)的周期脉冲信号在锁定放大器(14)里进行相关运算，运算结果再被A/D转换器(15)转换成数字信号，由微处理器(16)进行处理；微处理器(16)生成的锯齿波波信号(8)调谐本振激光器的驱动器(7)使得本振激光器(6)输出波长可调谐的激光，来扫描大气温室气体的吸收峰，从而温室气体相干检测计可以输出一段特征吸收光谱曲线；根基吸收光谱曲线利用反演算法推演出整层大气中某项温室气体的柱浓度，根据先验曲线获得温室气体浓度廓线。