有效提取大气镍共振荧光信号的激光雷达系统技术方案

本发明专利技术公开了一种有效提取大气镍共振荧光信号的激光雷达系统，利用Fabry‑Perot干涉仪的周期结构，同时提取多支镍的共振荧光信号，由于Fabry‑Perot干涉仪的带宽窄和占空比低的特点，可有效隔离大气背景噪声；同时，Fabry‑Perot干涉仪周期结构引入的大气背景噪声通过带通滤波器和陷波滤波器进一步隔离。该激光雷达系统通过Fabry‑Perot干涉仪、带通滤波器和陷波滤波器的协同工作，可高透过率的提取多支镍共振荧光信号，同时有效抑制大气背景噪声，从而实现镍激光雷达的昼夜连续观测。

Lidar system for extracting atmospheric resonance fluorescence signals of nickel

The invention discloses a laser radar system for effectively extracting atmospheric nickel resonance fluorescence signal, periodic structure by using Fabry interferometer Perot, simultaneous extraction of multi branch nickel resonance fluorescence signal, because the band width and duty Fabry Perot interferometer is low characteristic, can effectively isolate the atmospheric background noise; at the same time. Fabry Perot interference atmospheric background noise into the instrument of periodic structure through the band-pass filter and a notch filter to further isolate. The laser radar system interference coordination instrument, bandpass and notch filter by Fabry Perot, high transmittance extraction Ni resonance fluorescence signal at the same time, effectively suppress the atmospheric background noise, so as to realize the continuous observation of laser radar and nickel.

【技术实现步骤摘要】
有效提取大气镍共振荧光信号的激光雷达系统
本专利技术涉及激光雷达领域，尤其涉及一种有效提取大气镍共振荧光信号的激光雷达系统。
技术介绍
大气中间层位于80km至110km之间。中间层的大气参数探测对于研究大气潮汐波、重力波、行星尺度波以及波与波之间的相互作用具有重要作用。中间层对底部传输来的大气波动、动量注入，以及对太阳辐射、高能粒子的沉降和空间天气事件的短周期扰动敏感。大气中间层的重力波控制着由高能粒子产生的NOx和HOx的向下输运过程，而这些粒子将会增大平流层臭氧的损耗从而影响地面的气候。激光雷达由于其高精度、高时空分辨率等特点，是研究中高层大气的重要手段。由于流星烧蚀，中间层富含各种金属原子或者金属离子，如Na、K、Li、Mg、Ca和Fe等原子或离子。激光雷达通过探测这些金属原子或离子，可以获取中间层的大气参数信息。例如，通过Na共振荧光激光雷达可探测中间层的风速和温度信息。目前，基于镍的大气激光雷达尚处于研发阶段。该类型激光雷达通过发射337.054纳米的激光，从而激发镍的共振荧光，其中339.396纳米的信号占总信号的41％，337.054纳米的信号占31％，347.35纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有效提取大气镍共振荧光信号的激光雷达系统，其特征在于，包括：种子激光器(1)、激光放大器(2)、激光扩束装置(3)、望远镜(4)、第一耦合透镜(5)，带通滤波器(6)、Fabry‑Perot干涉仪(7)、温控装置(8)、陷波滤器(9)、第二耦合透镜(10)、探测器(11)、采集卡(12)以及数据处理和显示系统(13)；其中：种子激光器(1)的输出端与激光放大器(2)的输入端连接，激光放大器(2)的输出端与激光扩束装置(3)的输入端连接；激光通过激光扩束装置(3)发射到大气中，大气的回波信号通过望远镜(4)接收；大气回波信号先经第一耦合透镜(5)转成平行光，平行光依次经带通滤波器(6)、Fa...

【技术特征摘要】
1.一种有效提取大气镍共振荧光信号的激光雷达系统，其特征在于，包括：种子激光器(1)、激光放大器(2)、激光扩束装置(3)、望远镜(4)、第一耦合透镜(5)，带通滤波器(6)、Fabry-Perot干涉仪(7)、温控装置(8)、陷波滤器(9)、第二耦合透镜(10)、探测器(11)、采集卡(12)以及数据处理和显示系统(13)；其中：种子激光器(1)的输出端与激光放大器(2)的输入端连接，激光放大器(2)的输出端与激光扩束装置(3)的输入端连接；激光通过激光扩束装置(3)发射到大气中，大气的回波信号通过望远镜(4)接收；大气回波信号先经第一耦合透镜(5)转成平行光，平行光依次经带通滤波器(6)、Fabry-Perot干涉仪(7)和陷波滤器(9)，来提取镍回波信号并滤除大气背景噪声，Fabry-Perot干涉仪(7)内的温度通过温控装置(8)控制，镍回波信号经陷波滤器(9)后通过第二耦合透镜(10)经信号耦合到探测器(11)，探测器(11)的输出端与采集卡(12)的输入端连接，采集卡(12)的输出端与数据处理和显示系统(13)的输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种有效提取大...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛向辉，上官明佳，夏海云，窦贤康，唐怡环，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34