一种2μm全光纤相干激光多普勒测风雷达系统

摘要

一种2μm全光纤相干激光多普勒测风雷达系统，其系统由2μm离轴卡塞格伦光学天线系统、2μm激光光束分光系统、2μm种子注入激光器放大级、2μm监测探测器系统和2μm平衡式外差探测系统构成。弥补了自由空间光路存在环境干扰的缺陷，克服了散粒噪声对外差接收信噪比的影响，解决了2μm全光纤相干激光多普勒测风雷达系统全光纤小型化的问题，使2μm全光纤相干激光多普勒测风雷达系统结构更加紧凑，此外，本发明还具有激光对于人眼安全、光路采用柔性光纤器件连接、可操作性强、稳定性好、成本低、实时性好、有效测量距离远和测量(测速和测距)精度高等特点，在相干激光多普勒测风雷达领域具有很高的实用价值。

主权项

一种2μm全光纤相干激光多普勒测风雷达系统，其特征在于：2μm全光纤相干激光多普勒测风雷达系统包括该2μm收发合置离轴卡塞格伦光学天线系统、2μm激光光束分光系统、2μm线偏振种子注入激光器放大级、2μm监测探测器系统和2μm平衡式外差探测系统。所述的2μm种子注入激光器放大级包括2μm连续线偏振激光种子源、2μm线偏振脉冲激光放大级、2μm全光纤声光移频器、2μm在线式光纤分束器和2μm分束镜。所述2μm全光纤声光移频器在射频驱动信号源作用下，分别产生零级和一级衍射光，一级衍射光保持入射激光的频率，而一级衍射光相对于入射激光将会产生频率移动，其频率移动大小等于射频驱动信号源的频率。2μm全光纤声光移频器的衍射效率为95％，带宽10MHz，移频范围为95～105MHz，射频驱动功率0.5W，中心频率100MHz，布拉格衍射角为41°，2μm全光纤声光移频器所使用的声光晶体为氧化物玻璃，其折射率为2.7，激光损伤阈值为3W/mm2，声速为2.52×103m/s，品质因数为1.64x10-13m2/w，并且2μm全光纤声光移频器的激光输入、零级和一级全为2μm单模保偏光纤输出，输入和输出端口类型为FC/APC。2μm连续线偏振种子激光器发射的激光通过在线式光纤分束器后分成两束，其中一束种子光作为本振光，本振光被在线式光纤分束器分成两束；另一束种子光经2μm全光纤声光移频器后注入到2μm线偏振脉冲激光放大级中，经放大级放大的线偏振激光通过2μm分光镜分成两束，反射光被2μm单模准直器耦合进入光纤与一束本振光通过合束器合束后注入到2μm监测探测器中；而透射光被预扩束系统扩束，扩束的线偏振光经2μm强激光立方体偏振分光棱镜和四分之一波片后入射，到光学天线的次镜反射面上，之后线偏振光又被次镜反射到主镜反射面上，最终射向大气；被大气后向散射的光又依次经望远镜主镜、次镜、四分之一波片后被2μm强激光立方体偏振分光棱镜反射，反射光经二分之一波片后被2μm单模光纤准直器耦合进入光纤，进入光纤的线偏振激光与另一束本振光通过在线式光纤合束器合束后注入到2μm平衡式探测器中。