振动拉曼激光雷达散射光处理系统及其处理方法

摘要

一种基于窄带滤光片和反射三棱镜的振动拉曼激光雷达散射光处理系统及其处理方法，本发明针对激光雷达信号强度动态范围大、噪声信号相对拉曼散射信号强两个问题，通过将后向散射光分成高、低空两个通道进行探测，并充分利用窄带滤光片，提高了温度测量准确度，扩大了温度测量范围。高空信号噪声信号相对比较弱，其信号经过一次窄带滤光片后送入光电探测系统进行探测，而低空噪声信号很强，使用特殊光学设计，使大气的后向散射光两次经过同一个滤光片，总的透过率光谱相当于单次透过率光谱的平方，极大限度的压制了光噪声。发射波长的弹性散射和背景光被压缩后，在倍增管不饱和的情况下，可以通过增加发射激光的单脉冲能量，提高拉曼散射信号的回波强度，进而达到提高温度测量准确度和扩大温度测量范围的目的。

主权项

振动拉曼激光雷达散射光处理系统，该系统包括：(a)一台脉冲激光器(1)；(b)反射脉冲激光的第一反光镜(2)和第二反光镜(3)；(c)收集大气的后向散射光信号的望远镜(4)；(d)限制接收系统视场角的小孔光阑(5)和信号光准直透镜(6)；(e)第三反光镜(7)；(f)滤除光信号噪声的窄带滤光片(8)；(g)检测光信号的光电倍增管；(h)数据采集处理系统(12)，主要包括主控计算机和光子计数卡，该数据采集处理系统与激光器(1)和光电倍增管相连；其特征是：所述光电倍增管包括第一光电倍增管(10)和第二光电倍增管(11)，两光电倍增管分别设置在窄带滤光片(8)的两侧检测光信号；振动拉曼激光雷达散射光处理系统还包括一个三棱镜(9)，它设置在第一光电倍增管(10)与窄带滤光片(8)之间，将透射部分光送入第一光电倍增管(10)，反射部分光再经窄带滤光片(8)后送入第二光电倍增管(11)。