一种双波长自适应光学修正波前畸变对直接探测测风激光雷达影响的装置及方法

摘要

本发明公开了一种双波长自适应光学修正波前畸变对直接探测测风激光雷达影响的装置及方法，包括Nd:YAG激光器，收发望远镜，自适应光学修正波前畸变的器件，主动激光导星，斩光器，后续FP鉴频器和控制装置。所述方法可以修正大气湍流和望远镜镜片及后继光学系统表面缺陷对355nm波长的后向散射信号耦合效率的影响。将自适应光学技术应用在激光雷达上，使用主动激光导星的方法，提高了直接探测测风激光雷达的探测性能。

主权项

一种双波长自适应光学修正波前畸变对直接探测测风激光雷达影响的装置，其特征在于：该装置包括激光器(18)、望远镜系统(19)和自修正后续光路(20)；激光器(18)包括种子激光器(1)、Q调制器(2)、泵浦(3)、二级放大器(4)、三级放大器(5)、二倍频器(6)、三倍频器(7)和色散分束器，望远镜系统(19)包括发射望远镜(11)，自修正后续光路(20)包括斩波器(13)、波前畸变探测器(14)、波前畸变矫正器(15)、光纤耦合器(16)和后续探测系统(17)，种子激光器(1)产生1064nm的基频激光，经过Q调制器(2)调制为脉冲光，经过泵浦(3)进行能量放大，然后又经过二级放大器(4)和三级放大器(5)实现三级放大，达到预期能量之后注入二倍频器(6)倍频产生532nm波长激光，再经过三倍频器(7)产生355nm波长激光，此时激光含有1064nm(8)，532nm(10)和355nm(9)三种波长的激光，激光经过色散分束器分离出无用的1064nm(8)的激光，再经过色散分束器分离开355nm(10)和532nm(9)波长的激光，分别注入两个发射望远镜(11)，532nm波长的发射望远镜(11)聚焦在海拔20km高的平流层顶端形成一个主动式激光导星，激光导星的后向散射信号和355nm准直探测光源的后向散射信号一起被望远镜系统(19)接收，并将准直光波(12)入射在色散分束器上，其中532nm波长的信号透射，355nm波长信号反射进入波前畸变矫正器(15)，532nm透射光经过斩波器(13)斩波，选择20km平流层顶段的信号通过，并将其入射在波前畸变探测器(14)上，波前畸变探测器(14)将检测到的波前畸变信号输送给计算机，计算机将532nm的波前畸变转换为355nm波前畸变量，并将所需修正参数传输给波前畸变矫正器(15)对355nm波长的波前畸变进行修正，修正之后的355nm波长信号经过光纤耦合器(16)耦合进光纤系统，并将信号输入到FP鉴频器和后续探测系统(17)，后续探测系统(17)输出的信号输入计算机进行处理和保存。