[发明专利]一种基于单光子CCD的多波长臭氧激光雷达

摘要

本发明公开了一种基于单光子CCD的多波长臭氧激光雷达，包括：Nd‑YAG四倍频激光器、光学透镜、拉曼管、扩束器、平面镜、光学接收模块、分光光谱仪、探测模块、数据采集和同步控制单元。本发明基于单拉曼管受激拉曼产生多波长激光，通过利用不同波长对的回波信号作差分反演，可以在较大的垂直高度范围内对臭氧浓度进行高精度的测量，单拉曼管的使用，不仅简化了装置，而且减小了不同波长激光几何因子的差异，提高装置的测量精度。此外，单光子CCD的使用，不仅简化了探测部分的组成，减小由于探测器的差异所导致的测量误差，使激光雷达装置有较大的升级空间，而且得益于单光子探测的高灵敏度，增加了装置的最大测量高度。

主权项

1.一种基于单光子CCD的多波长臭氧激光雷达，其特征在于，包括：激光光源(1)、拉曼管(3)、光学发射模块、光学接收模块(7)、分光光谱仪(9)、单光子CCD(10)、光子计数器(11)、主控模块(12)；所述激光光源(1)用于输出激光，所述激光包括第一波长激光；所述拉曼管(3)用于接收激光光源(1)输入的激光，产生至少两个波长的拉曼散射光；所述拉曼散射光包括第二波长激光和第三波长激光；所述第二波长激光和第三波长激光的波长差不大于10nm；所述光学发射模块用于将拉曼管(3)出射的激光发射到探测目标；所述光学接收模块(7)用于收集探测目标返回的回波信号；所述分光光谱仪(9)用于对光学接收模块(7)收集的不同波长的回波信号进行空间分离；所述单光子CCD(10)用于对分光光谱仪(9)输出的多个不同波长的回波信号进行光电转换；所述光子计数器(11)用于记录单光子CCD所测量的光子数，并将记录的信息发送给主控模块(12)；所述主控模块(12)用于处理光子计数器(11)发送的信息，从而得到目标位置的目标信息；所述目标信息包括臭氧浓度。