测量云中固、液态水含量的激光雷达探测方法与系统

摘要

本发明设计了测量云中固、液态水含量的激光雷达探测方法与系统。本发明利用水的固、液态拉曼散射频移的不同，使用SureliteⅡ-20激光器作为激光发射源，产生355nm波长的激光辐射，通过光学接收部分的4个探测通道：其中，两个水探测通道，使用窄带滤光片分别探测固、液两种相态水的特征拉曼回波信号，弹性散射通道用来探测气溶胶或云的光学特性，氮气拉曼通道则用来探测氮气的拉曼散射光，用于归一化水的拉曼散射信号,实现对云中水的相态进行探测。最后，通过水的固、液态拉曼散射原理反演出云中水的固、液态含量。

主权项

一种测量云中固、液态水含量的激光雷达探测系统，该探测系统包括：1)主控系统，用于设置系统工作方式，包括激光收发系统探测方式，激光器工作方式，并将命令发至下位机；主控系统包含数据分析模块，将采集的数据进行实时分析，并根据云中固、液态水的反演原理，实时计算并显示云中固、液态水的含量；2)激光发射系统，根据主控系统的设置，调整激光器的工作方式及激光能量；3)激光接收系统，作用在于收集不同距离处的大气回波强度信号、云中水的拉曼散射信号，并通过后继光路送往探测通道；4)光电探测系统，接收各个探测通道的光信号，并转换成电信号送往数据采集分析系统；该光电探测系统分为四个探测通道，分别接收大气分子、气溶胶、云的弹性散射；液态水的拉曼散射；固态水的拉曼散射和氮气分子的拉曼散射；5)数据采集系统，采用光子计数卡及高速AD采集卡采集光电探测系统探测的信号，发送给数据分析系统。