一种大气海洋探测激光雷达的探测方法及中继光学系统技术方案

本发明专利技术提供一种大气海洋探测激光雷达的探测方法及中继光学系统，包括视场分离和分通道回波信号探测，视场分离镜将接收望远镜的输出光进行视场分离，532nm大视场回波信号被反射至海洋探测通道中继光学系统，小视场大气回波信号通过视场分离镜的中心开孔后射向大气探测通道准直镜组，再进行分色、光路转折后分通道光学中继。本发明专利技术通过采用视场分离镜，将探测海底的532nm大视场回波信号与探测大气与海面的中心视场355nm、532nm、1064nm回波信号分离开，实现大气海洋空间环境的复合探测；采用准直镜、聚焦镜、分色镜、偏振分光镜、滤光片等光学模块对回波信号进行处理，实现气海三波长五通道探测功能，能够实现大气与海洋复合探测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
一种大气海洋探测激光雷达的探测方法及中继光学系统


[0001]本专利技术涉及测量测试
，具体涉及一种大气海洋探测激光雷达的探测方法及中继光学系统。

技术介绍

[0002]气象海洋环境条件是影响军事行动进程的重要因素，特殊情况下可决定军事行动的成败。我国第一代军事大气海洋环境卫星云海一号卫星装载推扫式CCD微光云图成像仪、全极化微波辐射计、红外扫描辐射计等有效载荷，利用微光和红外成像，微波辐射探测等手段，获取全球范围微光可见光红外云图，海面风场等信息，重点监测晨昏时段海上和目标区低云大雾的发生及演变情况，为我军水面舰艇航行、舰载机起降、航空飞行、精确制导武器和光学侦察卫星运用提供气象水文保障。新一代军事大气海洋环境综合观测卫星，主要实现对陆表、海表、大气、云、中高空风场、空间环境等的探测，制作生成低云大雾、海面风场、温湿度廓线、中高空风场、空间环境等保障产品，实现对目标区域的大气海洋环境探测和预报功能，可为我军水面舰艇航行、舰载起降、航空飞行、精确制导武器运用等提供大气海洋环境信息，提高我国气象水文保障能力。
[0003]大气海洋探本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大气海洋探测激光雷达的探测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、视场分离：视场分离镜(1)将接收望远镜的输出光进行视场分离，532nm大视场回波信号被反射至海洋探测通道中继光学系统(2)，小视场大气回波信号通过所述视场分离镜(1)的中心开孔后射向大气探测通道准直镜组(3)，所述视场分离镜(1)45
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放置以进行光路转折；S2、分通道回波信号探测：根据滤光片能接受的最大光线入射角设计所述532nm大视场回波信号准直为平行光的角度，使所述532nm大视场回波信号先准直为平行光再通过聚焦镜聚焦至光电探测器的光敏面处，得到532nm大视场电信号；所述小视场大气回波信号经大气探测通道准直镜组(3)进行三波长准直，再进行分色、光路转折后分别进入355nm大气探测通道中继光学系统(5)、532nm偏振探测通道中继光学系统(7)和1064nm大气探测通道中继光学系统(8)，经分通道对准直后的平行光滤光、聚焦后射向光电探测器的光敏面，得到355nm大气探测电信号、532nmP偏振大气探测电信号、532nmS偏振大气探测电信号和1064nm大气探测电信号；光路转折使用45
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放置的分色镜或折转反射镜，聚焦镜根据准直后的平行光的入射角度设计。2.根据权利要求1所述的一种大气海洋探测激光雷达的探测方法，其特征在于：步骤S2包括以下步骤：S21、海洋探测通道探测：所述海洋探测通道中继光学系统(2)将所述532nm大视场回波信号准直为平行光后聚焦到光电探测器的光敏面上，得到所述532nm大视场电信号；根据海洋探测通道滤光片(22)能接受的最大光线入射角设计所述海洋探测通道准直镜组(21)的参数；S22、355nm大气探测通道探测：所述小视场大气回波信号经所述大气探测通道准直镜组(3)进行三波长准直后得到的平行光后通过所述第一分色镜(4)进行分色，355nm大气探测回波信号被反射至所述355nm大气探测通道中继光学系统(5)，经355nm大气探测通道滤光片(51)滤光后再经355nm聚焦镜组(52)聚焦到355nm大气探测通道光电探测器(53)的光敏面上，得到所述355nm大气探测电信号，所述第一分色镜(4)45
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放置进行光路转折，所述355nm聚焦镜组(52)为两片SILICA材质的平凸透镜组合；S23、532nm偏振探测通道探测：通过第一分色镜(4)透射的所述所述小视场大气回波信号输出至所述第二分色镜(6)，所述第二分色镜(6)将532nm大气探测回波信号反射至532nm偏振探测通道中继光学系统(7)，经偏振分光棱镜(72)偏振分光、P偏振通道滤光片(74)滤光、P偏振通道532nm聚焦镜(75)聚焦后聚焦到P偏振通道光电探测器(76)，得到所述532nmP偏振大气探测电信号，所述偏振分光棱镜(72)的反射光经折转反射镜(73)进行光路转折后射向S偏振通道滤光片(77)，滤光后经S偏振通道532nm聚焦镜(78)聚焦后聚焦到S偏振通道光电探测器(79)，得到所述532nmS偏振大气探测电信号；所述P偏振通道532nm聚焦镜(75)和所述S偏振通道532nm聚焦镜(78)均根据滤光后的入射角度设置为两片SILICA材质的平凸透镜组合；S24、1064nm大气探测通道探测：所述第二分色镜(6)将1064nm大气探测回波信号透射至1064nm大气探测通道中继光学系统(8)，经1064nm大气探测通道滤光片(81)滤光、1064nm聚焦镜(82)聚焦后聚焦到1064nm大气探测通道光电探测器(83)上，得到所述1064nm大气探
测电信号；所述1064nm聚焦镜(82)包括材质分别为H
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ZF7LA、H
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K9L、H
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ZF7LA的三片透镜。3.根据权利要求2所述的一种大气海洋探测激光雷达的探测方法，其特征在于：步骤S2包括以下步骤：S25、偏振校准：当进行所述532nm偏振探测通道中继光学系统(7)的偏振校准模式时，将消偏片(71)切入到光路中。4.一种大气海洋探测激光雷达中继光学系统，其特征在于：包括设置在接收望远镜输出光路上中心开孔的视场分离镜(1)，设置在所述视场分离镜(1)反射光路上的海洋探测通道中继光学系统(2)，依次设置在所述视场分离镜(1)的中心光路上的大气探测通道准直镜组(3)、第一分色镜(4)，设置在所述第一分色镜(4)反射光路上的355nm大气探测通道中继光学系统(5)，设置在所述第一分色镜(4)透射光路上的第二分色镜(6)，设置在所述第二分色镜(6)反射光路上的532nm偏振探测通道中继光学系统(7)和设置在所述第二分色镜(6)透射光路上的1064nm大气探测通道中继光学系统(8)，所述视场分离镜(1)45
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放置在所述接收望远镜的焦平面处；所述视场分离镜(1)用于将532nm大视场回波信号反射至所述海洋探测通道中继光学系统(2)，经准直、滤光、聚焦后入射光到光电探测器的光敏面并得到532nm大视场电信号，所述532nm大视场回波信号为海底探测信号；所述视场分离镜(1)用于将小视场大气回波信号通过开孔后分色、转折并分别输出至所述355nm大气探测通道中继光学系统(5)、所述532nm偏振探...

【专利技术属性】
技术研发人员：李菁文，潘超，赵一鸣，边吉，刘宇哲，王丽东，韩晓爽，
申请(专利权)人：航天长征火箭技术有限公司，
类型：发明
国别省市：