基于双级虚像相位阵列的双波长高光谱分辨率激光雷达系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于双级虚像相位阵列的双波长高光谱分辨率激光雷达系统，该系统包括双波长垂直偏振光发射系统、分光系统一、光电探测器一、望远镜、分光系统二、带通滤光片一、带通滤光片二、分光系统三、光电探测器二、双级虚像相位阵列系统一、分光系统四、光电探测器三、ICCD采集系统一、分光系统五、光电探测器四、双级虚像相位阵列系统二、分光系统六、光电探测器五、ICCD采集系统二、时序控制器；本发明专利技术的系统具有实时探测海洋中的次表层信息、浮游植物垂直分层结构、海水温度盐度垂直剖面分布以及海洋混合层深度的时空变化的能力，有效的解决目前海洋探测技术手段中存在问题与缺陷，为进一步实现透明海洋提供了系统方案。

【技术实现步骤摘要】
基于双级虚像相位阵列的双波长高光谱分辨率激光雷达系统
本专利技术涉及海洋光学探测领域，具体涉及一种基于双级虚像相位阵列的双波长高光谱分辨率激光雷达系统及反演方法。
技术介绍
地球71％的面积是海洋，探测海洋对研究地球演变和全球气候变化及其重要，海洋也是国防与国民经济建设的主战场。被动式海洋水色卫星遥感在观测全球碳循环、初级生产力以及海洋与海岸带环境变化方面有着不可替代的作用，但是该观测技术无法提供足够的海洋环境参数垂直分布结构，也不能进行全天时昼夜观测。随着激光技术的发展，海洋激光雷达具有时空分辨率高、可昼夜连续观测、可探测海洋垂直剖面等优点。目前，米散射激光雷达和高光谱分辨率激光雷达是研究海洋环境参数的主要技术方案。但对于上述系统方法也存在一些问题，比如米散射激光雷达方程需假设激光雷达比解决一个方程两个未知数的问题，这也导致反演精度并不能得到有效保证；高光谱分辨率激光雷达系统中所用到的F-P干涉仪、碘分子吸收池存在扫描时间长、光路对齐要求高以及只能用于532nm波段等问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双级虚像相位阵列的双波长高光谱分辨率激光雷达系统，其特征在于，该系统包括：/n双波长垂直偏振光发射系统(1)，用于发射两种不同波长的激光；/n分光系统一，包括分光镜一(2)和反射镜一(4)，分光镜一(2)用于将激光分成两束，其中一束被光电探测器一(3)接收，另一束经反射镜一(4)后入射到海水(5)中产生后向散射信号；/n望远镜(6)，用于接收海水(5)产生的后向散射信号；/n分光系统二，包括反射镜二(7)和分光镜二(8)，望远镜(6)接收到后向散射信号后，经反射镜二(7)反射到分光镜二(8)，分光镜二(8)将光束分成两束，一束经带通滤光片一(9)进入分光系统三，另一束经带通滤光片二...

【技术特征摘要】
1.一种基于双级虚像相位阵列的双波长高光谱分辨率激光雷达系统，其特征在于，该系统包括：
双波长垂直偏振光发射系统(1)，用于发射两种不同波长的激光；
分光系统一，包括分光镜一(2)和反射镜一(4)，分光镜一(2)用于将激光分成两束，其中一束被光电探测器一(3)接收，另一束经反射镜一(4)后入射到海水(5)中产生后向散射信号；
望远镜(6)，用于接收海水(5)产生的后向散射信号；
分光系统二，包括反射镜二(7)和分光镜二(8)，望远镜(6)接收到后向散射信号后，经反射镜二(7)反射到分光镜二(8)，分光镜二(8)将光束分成两束，一束经带通滤光片一(9)进入分光系统三，另一束经带通滤光片二(31)进入分光系统五；
分光系统三，包括分光镜三(10)和反射镜三(11)，分光镜三(10)将光束分为两束，一束经反射镜三(11)后被光电探测器二(12)接收，另一束入射到双级虚像相位阵列系统一；
双级虚像相位阵列系统一包括半波片一(13)、柱面透镜一(14)、偏振分光镜一(15)、虚像相位阵列一(16)、半波片二(17)、偏振分光镜二(18)、反射镜四(19)、柱面透镜二(20)、空间滤波器一(21)、球面透镜一(22)、反射镜五(23)、反射镜六(24)、球面透镜二(25)、空间滤波器二(26)和球面透镜三(27)；垂直偏振光束经过半波片一(13)变为水平偏振光，然后经过柱面透镜一(14)、偏振分光镜一(15)入射到虚像相位阵列一(16)，然后水平偏振光经过半波片二(17)变为垂直偏振光，经偏振分光镜二(18)和反射镜四(19)反射，依次经过柱面透镜二(20)、空间滤波器一(21)、球面透镜一(22)、反射镜五(23)、反射镜六(24)、偏振分光镜一(15)后，再次进入虚像相位阵列一(16)，依次经半波片二(17)、偏振分光镜二(18)、球面透镜二(25)、空间滤波器二(26)、球面透镜三(27)后，入射到分光系统四，分光系统四中的分光镜四(28)把光束分成两束，一束入射到光电探测器三(29)中；另一束由ICCD采集系统一(30)接收；
分光系统五包括分光镜五(32)和反射镜七(34)，分光镜五(32)将光束分成两束，一束入射到光电探测器四(33)，另一束经反射镜七(34)入射到双级虚像相位阵列系统二中；
双级虚像相位阵列系统二包括半波片三(35)、柱面透镜三(36)、偏振分光镜三(37)、虚像相位阵列二(38)、半波片四(39)、偏振分光镜四(40)、反射镜八(41)、柱面透镜四(42)、空间滤波器三(43)、球面透镜四(44)、反射镜九(45)、反射镜十(46)、球面透镜五(47)、空间滤波器四(48)和球面透镜六(49)；垂直偏振光束经过半波片三(35)变为水平偏振光，水平偏振光经过柱面透镜三(36)和偏振分光镜三(37)入射到虚像相位阵列二(38)中，然后水平偏振光经过半波片四(39)后变为垂直偏振光，经偏振分光镜四(40)...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛志华，袁大鹏，陈鹏，陶邦一，黄海清，朱乾坤，
申请(专利权)人：自然资源部第二海洋研究所，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33