一种单通道探测偏振的激光雷达系统技术方案

本实用新型专利技术一种单通道探测偏振的激光雷达系统，包括光源、装有第一凸透镜的光学支架、装有第三线偏振片的光学支架、偏振态转换装置、滤光镜转盘、圆环、“L”型工具、可旋转光学支架、光电探测器。本实用新型专利技术一种单通道探测偏振的激光雷达系统占用更少的设计空间，使得整个激光雷达系统结构更加紧凑，在满足探测实验需求的前提下，有效减少了激光雷达系统的研制和维护成本，为研制一定数量的激光雷达系统，组建激光雷达观测网提供了经济上的可能性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术一种单通道探测偏振的激光雷达系统，包括光源、装有第一凸透镜的光学支架、装有第三线偏振片的光学支架、偏振态转换装置、滤光镜转盘、圆环、“L”型工具、可旋转光学支架、光电探测器。本技术一种单通道探测偏振的激光雷达系统占用更少的设计空间，使得整个激光雷达系统结构更加紧凑，在满足探测实验需求的前提下，有效减少了激光雷达系统的研制和维护成本，为研制一定数量的激光雷达系统，组建激光雷达观测网提供了经济上的可能性。【专利说明】一种单通道探测偏振的激光雷达系统
本技术涉及一种激光雷达系统，特别是涉及一种单通道探测偏振的激光雷达系统。
技术介绍
随着国内外激光雷达技术的快速发展，不同用途和功能的激光雷达系统已被广泛应用。从发展初期的单波段探测型逐渐演变为单波段带不同偏振态探测型，再到发展至目前的多波段带不同偏振态探测型，激光雷达硬件系统的设计经历着充满创意的变革。现有的激光雷达系统的回波信号接收部分的分光装置应用多个透射镜、偏振片或偏振晶体、滤光片，这些光学镜片都由光学支架独立固定在光学平台上，回波信号接收部分的探测装置采用光电探测器，根据激光雷达系统的实际探测功能，每一个波长通道对应一个光电探测器，或同一波长的水平和垂直偏振通道各需一个光电探测器，其中，光学镜片和光电探测器数量由激光雷达系统具体探测功能和内容决定。随之而来造成了两个方面的问题，一方面，激光雷达系统结构的紧凑型受到限制，当激光雷达系统设计成为多功能多通道时，就会面临许多光学元件和电子元件的排版问题，进而产生激光雷达系统成品后是否便携的问题，尤其在外场观测实验中，更需要激光雷达系统小巧的结构；另一方面，目前国外的激光雷达研发和应用水平已经发展到一个比较高的水平，同时在全球不同的地区设定多个观测激光雷达站点，构成激光雷达观测网，国内的激光雷达研发和应用水平还存在比较大的发展空间，并且在系统的组织激光雷达观测网方面差距较大，组建激光雷达网需要数量较多的单个激光雷达系统构成，如果选择从国外购置成品的激光雷达系统，将面临比自主研发成本更高的价格，自主研发的激光雷达也会由于信号接收部分的众多元件以及后期激光雷达系统的维护费用让成本相对较高。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种单通道探测偏振的激光雷达系统，不但实现了系统结构的紧凑和成本的降低，而且还能够探测更多通道的大气回波信号。本技术一种单通道探测偏振的激光雷达系统，包括光源、装有第一凸透镜的光学支架、装有第三线偏振片的光学支架、偏振态转换装置、滤光镜转盘、圆环、“L”型工具、可旋转光学支架、光电探测器；所述光源的光路上依序设置装有第一凸透镜的光学支架、装有第三线偏振片的光学支架、可旋转光学支架、滤光镜转盘、光电探测器；其中:所述滤光镜转盘上设有第 N立、第二卡位，第一滤光片叠加在垂直向线偏振片上方，位于所述第一卡位内；所述圆环位于所述第二卡位内，高度小于所述第二卡位的深度，圆环的外径与水平向线偏振片的直径相同 ，水平向线偏振片盖合固定在圆环上，第二滤光片叠加在所述水平向线偏振片上方，圆环任一直径的两端各设一个通孔；所述“L”型工具数量为两个，每个“L”型工具的长边分别和可旋转光学支架固定连接，短边分别插入所述圆环上的通孔内。本技术一种单通道探测偏振的激光雷达系统，其中所述第一滤光片和/或第二滤光片为532nm滤光片。本技术一种单通道探测偏振的激光雷达系统和现有技术相比，具有如下优点；1、本技术的激光雷达系统省去了透射镜、偏振晶体及相应的各光学镜片的支架等元件，将不同波段的滤光片及其对应的偏振片集中放置在滤光镜装盘中，利用一个光电探测器即可实现不同通道的信号探测，既可以实现利用同一款光电探测器对多个波段的探测，也可以同时探测到同一波段垂直和水平偏振通道的回波散射信号，明显减少了激光雷达系统中光电探测器以及滤光光学元件的需求数量。2、本技术一种单通道探测偏振的激光雷达系统占用更少的设计空间，使得整个激光雷达系统结构更加紧凑，避免了当激光雷达系统设计成为多功能多通道时面临的许多光学元件和电子元件的排版问题，使激光雷达系统成品后结构小巧、便于携带，更方便在外场观测实验中应用；3、在满足探测实验需求的前提下，有效减少了激光雷达系统的研制和维护成本，为研制一定数量的激光雷达系统，组建激光雷达观测网提供了经济上的可能性。下面结合附图对本技术的一种单通道探测偏振的激光雷达系统作进一步说明。【专利附图】【附图说明】图1为本技术一种单通道探测偏振的激光雷达系统的滤光镜转盘左视图；图2为本技术一种单通道探测偏振的激光雷达系统的滤光镜转盘主视图；图3为本技术一种单通道探测偏振的激光雷达系统的可旋转光学支架主视图；图4为本技术一种单通道探测偏振的激光雷达系统的可旋转光学支架左视图；图5为本技术一种单通道探测偏振的激光雷达系统的偏振态转换装置主视图；图6为本技术一种单通道探测偏振的激光雷达系统的偏振态转换装置后视图；图7为本技术一种单通道探测偏振的激光雷达系统的使用状态图。其中:ULED绿光光源；2、装有第一凸透镜的光学支架；3、装有第三线偏振片的光学支架；4、偏振态转换装置；41、光学镜片支架；42、半波片；5、滤光镜转盘；6、圆环；7、“L”型工具；8、可旋转光学支架；81、旋转把手；9、光电探测器；10、第一^N立；11、第二卡位；12、第一滤光片；13、垂直向线偏振片；14、水平向线偏振片；15、第二滤光片；16、步进马达；18、数据线；19、齿轮；20、万用表。【具体实施方式】下面结合附图对本技术的一种单通道探测偏振的激光雷达系统作进一步说明。如图5至图7所示，本技术一种单通道探测偏振的激光雷达系统包括光源1、装有第一凸透镜的光学支架2、装有第三线偏振片的光学支架3、偏振态转换装置4、滤光镜转盘5、圆环6、“L”型工具7、可旋转光学支架8、光电探测器9 ；光源I的光路上依序设置装有第一凸透镜的光学支架2、装有第三线偏振片的光学支架3、可旋转光学支架8、滤光镜转盘5、光电探测器9、万用表20 ；滤光镜转盘为光学领域常用装置，技术专利CN202710575U中即公开了一种滤光轮转盘，滤光轮转盘中的孔槽相当于本技术滤光镜转盘5上的卡位，孔槽或卡位的数量可以根据实际情况设置，从而进行多通道探测，另外，滤光轮转盘通过电机驱动电机轴旋转，从而带动转盘旋转，本技术中滤光镜转盘5也是通过电机带动齿轮，从而带动滤光镜转盘5旋转。如图2所不,上述滤光镜转盘5上设有第 H立10、第二卡位11,第一滤光片12叠加在垂直向线偏振片13上方，位于上述第一卡位10内；根据实际探测需要，也可以在转盘上设置多个卡位，进行多通道探测。如图2所示，圆环6位于第二卡位11内，高度小于上述第二卡位11的深度，圆环6的外径与水平向线偏振片14的直径相同，水平向线偏振片14盖合固定在圆环6上，与圆环6的外缘重合,第二滤光片15叠加在上述水平向线偏振片14上方，圆环6任一直径的两端各设一个通孔。根据实际探测情况，第一滤光片12、第二滤光片15可以择一选择或两者都选择其他波长的滤光片，例如，可以为532nm滤光片。如图3、图4、图7所示，上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周天，黄忠伟，史晋森，闭建荣，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：实用新型
国别省市：