非相干激光测风方法及激光雷达

摘要

本发明为一种非相干激光测风方法及由实现该方法的激光雷达。它首先产生窄线宽脉冲激光，并对该脉冲激光进行锁频，组成激光雷达发射单元，使该激光脉冲序列发射进入大气；利用望远镜接收大气分子和气溶胶的后向散射光，接收到的光信号分成两路，一路光信号直接转换为电信号I，通过碘吸收滤波器的另一路光信号转换成电信号II，计算机采集的两路电信号，经数据处理获得径向风速；数据处理的关键是获得激光雷达风速响应曲线，通过调谐种子激光频率，对碘吸收滤波器532nm附近的吸收线覆盖的频谱宽度进行激光频率扫描，在覆盖的频谱宽度内所接收到的两路激光回波信号比(I/II)，其随激光频率的变化即为实时测量到的风速响应曲线。根据风速响应曲线校正径向风速，再通过两个方向径向风速与水平风速的三角几何关系依次得到水平风速剖面，对多个不同方向多次测量后可以得到水平风速风场。利用本方法可获取高度40～60公里范围内的风速。

主权项

1、一种非相干激光测风方法，其特征是：首先产生窄线宽脉冲激光，并对该脉冲激光进行锁频，组成激光雷达发射单元，使该激光脉冲序列发射进入大气；利用望远镜接收大气分子和气溶胶的后向散射光，接收到的光信号分成两路，一路光信号直接转换为电信号I，通过碘吸收滤波器的另一路光信号转换成电信号II，计算机采集的两路电信号，经数据处理获得径向风速(即视线风速)；数据处理的关键是获得激光雷达风速响应曲线，通过调谐种子激光频率，对碘吸收滤波器532nm附近的吸收线覆盖的频谱宽度进行激光频率扫描，在覆盖的频谱宽度内所接收到的两路激光回波信号比(I/II)，其随激光频率的变化即为实时测量到的风速响应曲线。根据风速响应曲线校正径向风速，再通过两个方向径向风速与水平风速的三角几何关系依次得到水平风速剖面，对多个不同方向多次测量后可以得到水平风速风场。