行星表面物质及大气远程原位综合测试系统

摘要

本发明公开了一种行星表面物质及大气远程原位综合测试系统。整个系统包括：小型脉冲固体激光器、卡塞格林望远系统、一维精密移动平台、连续光指示定位激光器、各种光学器件以及中阶梯光谱仪、ICCD、高分辨率相机以及光电倍增管等等。本发明装置系统和方法在同一套系统中实现激光诱导击穿光谱（LIBS）、拉曼光谱（Raman）以及激光雷达等技术联用，该发明采用模块化设计，集成度高、体积小、重量轻。可实现远距离表面显微成像、远距离物质元素分析、远距离物质成分分析以及行星边界层大气探测。

主权项

行星表面物质及大气远程原位综合测试系统，其特征在于：包括激光定位系统、远程LIBS系统、远程Raman系统、激光雷达系统以及安装调节底座；所述激光定位系统包括连续激光器(3)、全反镜(5)、卡塞格林光学系统、一维平移台(13)、分束镜一(21)、分束镜二(19)、CCD(20)；所述卡塞格林光学系统包括光学保护窗口(2)、卡塞格林遮光罩(10)、主镜(14)、次镜(12)；所述光学保护窗口(2)设置在卡塞格林遮光罩(10)的正前方；所述全反镜设置在光学保护窗口和次镜之间，用于将连续激光器(3)的出射光反射至卡塞格林光学系统正前方；所述次镜(12)设置在一维平移台(13)上，所述一维平移台(13)能够带动次镜沿卡塞格林光学系统轴线平移；所述分束镜一设置在主镜(14)正后方，所述分束镜二设置在分束镜一的反射光路上，所述CCD设置在分束镜二的反射光路上；所述远程LIBS系统、远程Raman系统、激光雷达系统包括双波长脉冲激光器(7)、45°双色镜(6)、半透半反镜(4)、扩束器(8)、准直透镜(9)、低通滤波片(11)、会聚透镜(18)、陷波滤波片(17)、光纤探头、光谱仪、ICCD和与所述激光定位系统共用的分束镜一(21)、分束镜二(19)；所述45°双色镜设置在双波长脉冲激光器的出射光路上，所述半透半反镜设置在45°双色镜透射光路和连续激光器出射光路的交汇处；所述扩束器、准直透镜、低通滤波片依次设置在45°双色镜的反射光路上，且低通滤波片位于45°双色镜反射光路和卡塞格林光学系统轴线交汇处；会聚透镜、陷波滤波片、光纤探头依次设置在分束镜二的透射光路上，光纤探头与光谱仪通过光纤连接；至少有一组激光雷达探测单元依次设置在分束镜一的正后方，所述激光雷达探测单元包括窄带滤波片(22、23、24)、位于窄带滤波片反射光路上的透镜(25、26、27)、设置在透镜后方的光电倍增管(28、29、30)；所述安装调节底座包括底座(33)、360°水平旋转机构(32)、180°倾斜角度旋转机构(31)；所述360°水平旋转机构32设置在底座上，所述180°倾斜角度旋转机构设置在360°水平旋转机构上，所述激光定位系统、远程LIBS系统、远程Raman系统、激光雷达系统均固定在180°倾斜角度旋转机构上。