米散射偏振微脉冲激光雷达控制方法及装置

摘要

本发明公开了一种米散射偏振微脉冲激光雷达控制方法及装置，将小型半导体泵浦YAG倍频偏振激光器工作时发出的偏振激光输入扩束器进行扩束，扩束后向天空发射，激光被大气中的气溶胶所散射，气溶胶中的球型粒子的后向散射光将不改变激光的偏振方向，而非球型粒子的后向散射光将改变激光的偏振方向而形成与原激光偏振方向垂直的分量(退偏)。来自球型和非球型粒子的后向散射回波信号由接收光学望远镜接收并通过分光棱镜将两个不同偏振方向的光分开，分别传递到两个探测器；光子计数卡按照光电脉冲信号从空间返回的时序做对位记数和累加处理，其结果存储到相应的数据存储单元；对采集到的两路信号通过XJ-PMPL软件对采集到的信号进行计算得出回波的退偏振度，从而得出非球型粒子的空间分布廓线。此外，也可以将两组信号求合，得到总的后向散射光强度分布，因此偏振微脉冲激光雷达也可以完成一般微脉冲激光雷达的功能。

主权项

1、米散射偏振微脉冲激光雷达装置，包括发射光路单元、接收光路单元、信号接收单元和数据处理分析单元，其特征在于：发射光路单元与接收光路单元的光轴为平行非同轴结构；发射光路单元包括小型半导体泵浦YAG倍频偏振激光器、安装在偏振激光器出光口处的扩束器和安装在扩束器的出光口处的由两块反射镜构成的光路折转装置，偏振激光器与激光器电源相联接，激光器电源的激光同步脉冲信号通过BNC接口传送到两块光子计数卡的同步触发端；接收光路单元包括卡塞格林结构的接收光学望远镜、装配在接收光学望远镜系统焦点位置的微孔光阑、微孔光阑之后依次装配的整形透镜、窄带滤光片和分光棱镜；信号接收单元包括两个探测器，分别接收两个偏振态的回波，和安插在工控计算机的扩展槽上的两块计数卡，两个探测器分别通过BNC型接口与两块光子计数卡相接，光子计数卡的另外一个BNC型接口与激光电源同步输出端相连接，以控制光子计数卡同步工作；所述的光路折转装置中的两块反射镜以45°度倾斜并相互平行，其中的二次反射镜位于接收望远镜的次镜背后，所述二次反射镜背面与接收光学望远镜次镜背面相对，经二次反射镜反射的激光光路与接收光学望远镜的光轴平行但不同轴，发射光束外径与次镜装配框相切，光束发散角区域内的气溶胶粒子所产生的回波，将无遮拦的被接收系统所接收；所述的接收光学望远镜的主镜、次镜采用介质膜，激光的中心波长为532nm，其反射率>99％，带宽50nm；所述的微孔光阑的孔径为0.2mm；所述的窄带滤光片的带宽为3埃，中心波长透过率为25％；所述的分光棱镜为双渥拉斯顿棱镜分光棱镜，透光率>85％；所述探测器为高敏度光电探测器CPM，线性范围为10MHZ。