一种紫外波段准单支纯转动拉曼谱线信号探测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种紫外波段准单支纯转动拉曼谱线信号探测装置，由光谱滤波单元和信号采集单元两单元组成。在波长为354.82nm的紫外激光辐射作用下，N

An ultraviolet band quasi single pole pure rotation Raman line signal detecting device

The invention discloses a device for detecting a single branch pure rotational Raman spectrum signal in an ultraviolet band, comprising a spectrum filtering unit and a signal collecting unit two. At the wavelength of 354.82nm UV laser radiation, N

【技术实现步骤摘要】
一种紫外波段准单支纯转动拉曼谱线信号探测装置
本专利技术属于激光大气遥感
，具体涉及一种紫外波段准单支纯转动拉曼谱线信号探测装置。
技术介绍
激光与大气气溶胶或大气分子相互作用，发生散射过程，其散射光包括弹性散射光和拉曼散射光。弹性散射光的频率与入射激光相同，拉曼散射光的频率与入射激光不同，并在入射激光频率两边呈对称分布，且靠近弹性散射光的频谱为纯转动拉曼散射谱，其中弹性散射光较低频率一侧的谱线为斯托克斯纯转动拉曼散射谱，弹性散射光较高频率一侧的谱线为反斯托克斯纯转动拉曼散射谱。纯转动拉曼散射谱强度包含温度和气溶胶消光等重要信息且容易被探测，同时纯转动拉曼激光雷达在探测过程中不需要假设大气静力学平衡，即使在湍流最多的对流层也可以正常测量，对工作环境要求相对较低，因此通过提取纯转动拉曼散射谱进行探测的激光雷达在大气遥感领域得到广泛应用。目前国内外已经开展纯转动拉曼谱线信号探测装置的基础研究，并广泛应用于激光雷达中，该类探测装置主要包括以下几种：1)武汉大学电子信息学院中高层大气实验室在2013年研制的DGP纯转动拉曼测温激光雷达采用双光栅多色仪系统来提取纯转动拉曼谱线。双光栅多色本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫外波段准单支纯转动拉曼谱线信号探测装置，其特征在于：由光谱滤波单元(1)和信号采集单元(2)组成；所述光谱滤波单元(1)包括能量分光镜(101)、第一超窄带滤光片(102)、第一恒温箱(103)、第一Fabry‑Perot标准具(104)、第一会聚透镜(105)、第一双透镜组(106)、高反镜(107)、第二超窄带滤光片(108)、第二恒温箱(109)、第二Fabry‑Perot标准具(110)、第二会聚透镜(111)、第二双透镜组(112)；沿光轴依次排列的能量分光镜(101)、第一超窄带滤光片(102)、第一恒温箱(103)、第一Fabry‑Perot标准具(104)、第一会聚透镜(...

【技术特征摘要】
1.一种紫外波段准单支纯转动拉曼谱线信号探测装置，其特征在于：由光谱滤波单元(1)和信号采集单元(2)组成；所述光谱滤波单元(1)包括能量分光镜(101)、第一超窄带滤光片(102)、第一恒温箱(103)、第一Fabry-Perot标准具(104)、第一会聚透镜(105)、第一双透镜组(106)、高反镜(107)、第二超窄带滤光片(108)、第二恒温箱(109)、第二Fabry-Perot标准具(110)、第二会聚透镜(111)、第二双透镜组(112)；沿光轴依次排列的能量分光镜(101)、第一超窄带滤光片(102)、第一恒温箱(103)、第一Fabry-Perot标准具(104)、第一会聚透镜(105)、第一双透镜组(106)组成低阶拉曼通道，提取354.82nm紫外激光辐射时的N2分子反斯托克斯纯转动拉曼J＝8特征谱线和O2分子反斯托克斯纯转动拉曼J＝11特征谱线，对波长为354.82nm的弹性散射信号强度产生大于6个数量级的抑制；沿光轴依次排列的高反镜(107)、第二超窄带滤光片(108)、第二恒温箱(109)、第二Fabry-Perot标准具(110)、第二会聚透镜(111)、第二双透镜组(112)组成高阶拉曼通道，提取354.82nm紫外激光辐射时的N2分子反斯托克斯纯转动拉曼J＝14特征谱线和O2分子反斯托克斯纯转动拉曼J＝19特征谱线，对波长为354.82nm的弹性散射信号强度产生大于6个数量级的抑制；所述信号采集单元包含第一光电探测器(201)、第二光电探测器(202)和数据采集器(203)，第一光电探测器(201)实现对N2分子反斯托克斯纯转动拉曼J＝8特征谱线和O2分子反斯托克斯纯转动拉曼J＝11特征谱线的接收并转换为电信号，第二光电探测器(202)实现对N2分子反斯托克斯纯转动拉曼J＝14特征谱线和O2分子反斯托克斯纯转动拉曼J＝19特征谱线的接收并转换为电信号，第一光电探测器(201)和第二光电探测器(202)将电信号输送至数据采集器(203)，数据采集器(203)实现对测量数据的实时采集和存储。2.根据权利要求1所述的紫外波段准单支纯转动拉曼谱线信号探测装置，其特征在于：光束直径小于等于50mm的入射平行光照射工作角度为45°的能量分光镜(101)，能量分光镜(101)以50:50的能量比反射和透射入射平行光，能量分光镜(101)透射的平行光依次通过三片相同的第一超窄带滤光片(102)照射第一Fabry-Perot标准具(104)，出射平行光依次经过第一会聚透镜(105)、第一双透镜组(106)变为光束直径小于8mm的平行光并被第一光电探测器(201)接收；能量分光镜(101)反射的平行光经过工作角度为45°的高反镜(107)折转90°角传输，依次通过两片相同的第二超窄带滤光片(108)照射第二Fabry-Perot标准具(110)，出射平行光依次经过第二会聚透镜(111)、第二双透镜组(112)变为光束直径小于8mm的平行光并被第二光电探测器(202)接收。3.根据权利要求1所述的紫外波段准单支纯转动拉曼谱线信号探测装置，其特征在于：所述第一超窄带滤光片(102)中心波长为354.07nm，带宽为0.15nm，峰值透过率大于等于40％，对波长为354.82nm的弹性散射信号强度产生大于2个数量级的抑制，带外抑制大于7个数量级，三片相同的第一超窄带滤光片(102)叠加使用，且叠加使用后对波长为354.82nm的弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：易帆，潘向亮，柳付超，张云鹏，余长明，闫燕莺，翁淼，易洋，王鹏辉，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42