【技术实现步骤摘要】
基于宽谱光源的测风激光雷达
本专利技术涉及激光雷达领域，尤其涉及一种基于宽谱光源的直接探测测风激光雷达。
技术介绍
大气风速遥感中，测风激光雷达由于具有高精度、高时空分辨率等特点，已广泛应用于大气风廓线探测、风切变预警、飞机尾流探测、风能发电、航空航天和军事等领域。测风激光雷达可分为直接探测和相干探测两类。目前，这两种机制的测风激光雷达的光源均采用要求苛刻的窄线宽的激光器。相干激光雷达通过采用窄线宽提高相干长度，从而提高相干效率，光谱越宽，相干效率越差。而在直接探测测风激光雷达中，通过采用窄线宽激光锁定在滤波器的陡峭边沿上，微弱的多普勒频移将引起大的透过强度的变化，从而提取风速信息，激光光谱越窄探测灵敏度越高。在实际应用中，由于激光器和滤波器之间的漂移，需要采用参考光，将激光器频率锁定在滤波器上。这就带来了以下几个问题，首先，当周围温度和压强变化大时，将引起激光器和滤波器大的频率漂移，这一方面增大了锁定的难度，也对系统的稳定性提出了更好的要求，另外一方面，引入了系统误差；其次，在光纤激光器中，线宽越窄，受激布里渊散射效应越强，从而限制了激光器的输出功率，增大了激光...
【技术保护点】
1.一种基于宽谱光源的测风激光雷达，包括：种子激光脉冲产生单元(10)，用于产生种子激光脉冲；滤波单元(20)，包括滤波器(21)，所述滤波器(21)用于对产生的种子激光脉冲进行滤波；激光频移和放大单元(30)，用于接收经由所述滤波单元(20)滤波后的已滤波种子激光脉冲，并对所述已滤波种子激光脉冲进行频移和放大；激光发射和接收单元(40)，用于接收经由所述激光频移和放大单元(30)频移和放大后的已频移和放大的种子激光脉冲，并将所述已频移和放大种子激光脉冲发射至大气中；所述激光发射和接收单元(40)还用于接收所述已频移和放大种子激光脉冲与大气相互作用后形成的大气回波信号；其中...
【技术特征摘要】
1.一种基于宽谱光源的测风激光雷达，包括：种子激光脉冲产生单元(10)，用于产生种子激光脉冲；滤波单元(20)，包括滤波器(21)，所述滤波器(21)用于对产生的种子激光脉冲进行滤波；激光频移和放大单元(30)，用于接收经由所述滤波单元(20)滤波后的已滤波种子激光脉冲，并对所述已滤波种子激光脉冲进行频移和放大；激光发射和接收单元(40)，用于接收经由所述激光频移和放大单元(30)频移和放大后的已频移和放大的种子激光脉冲，并将所述已频移和放大种子激光脉冲发射至大气中；所述激光发射和接收单元(40)还用于接收所述已频移和放大种子激光脉冲与大气相互作用后形成的大气回波信号；其中，经由所述激光发射和接收单元(40)接收的所述大气回波信号经由所述滤波器(21)滤波后，分别得到透射信号和反射信号，这两个信号对大气多普勒频移敏感，通过测量所述透射信号和反射信号的强度变化可反演获得大气风速信息。2.根据权利要求1所述的基于宽谱光源的测风激光雷达，还包括：回波信号探测单元(50)，用于探测所述透射信号和所述反射信号；信号采集和处理单元(60)，用于采集由回波信号探测单元(50)探测到的所述透射信号和所述反射信号，并测量所述透射信号和所述反射信号的强度变化，反演获得大气风速信息。3.根据权利要求2所述的基于宽谱光源的测风激光雷达，其中，所述滤波单元(20)还包括：第一光开关(24)和第二光开关(25)，通过所述第一光开关(24)和所述第二光开关(25)的选通方式使所述种子激光脉冲和所述大气回波信号分时经过所述滤波器(21)，其中，所述第一光开关(24)与所述种子激光脉冲产生单元(10)连接，所述第二光开关(25)与所述激光频移和放大单元(30)以及所述回波信号探测单元(50)连接。4.根据权利要求3所述的基于宽谱光源的测风激光雷达，其中，所述种子激光脉冲经过所述第一光开关(24)的第一光通道后，入射到所述滤波器(21)，所述滤波器(21)对所述种子激光脉冲进行滤波，得到所述已滤波种子激光脉冲，所述已滤波种子激光脉冲入射到所述第二光开关(25)的第一光通道，进而输入至激光频移和放大单元(30)。5.根据权利要求4所述的基于宽谱光源的测风激光雷达，其中：所述滤波单元(20)还包括：环形器(26)，所述环形器(26)与所述激光发射和接收单元(40)以及回波信号探测单元(50)连接，其中，由所述激光发射和接收单元(40)接收的大气回波信号经过所述环形器(26)后，经过所...
【专利技术属性】
技术研发人员：上官明佳，夏海云，薛向辉，窦贤康，
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
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