一种基于超透镜的光学检测设备和大气检测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及大气检测领域，具体而言，涉及一种基于超透镜的光学检测设备和大气检测系统，其中，包括：激光发射单元、光线接收单元和超透镜光束调制单元；激光发射单元生成发射光，发射光经过超透镜光束调制单元进行准直后入射到大气中，并与大气发生散射作用后产生散射光；散射光中的后向散射光入射到超透镜光束调制单元后，超透镜光束调制单元对后向散射光进行汇聚形成汇聚光线，光线接收单元对汇聚光线进行接收；其中，发射光的光轴与汇聚光线的光轴重叠。通过本实用新型专利技术实施例中发射光的光轴与汇聚光线的光轴重叠，使得光线接收单元与激光发射单元能够同轴设置，消除了激光雷达大气检测系统中光学检测设备的检测盲区。大气检测系统中光学检测设备的检测盲区。大气检测系统中光学检测设备的检测盲区。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超透镜的光学检测设备和大气检测系统


[0001]本技术涉及超透镜应用领域，具体而言，涉及一种基于超透镜的光学检测设备和大气检测系统。

技术介绍

[0002]目前，对大气中的气溶胶、二氧化碳等成分的检测对环境污染防控和天气预测有着重要意义。激光雷达大气检测系统在对大气中的气溶胶和二氧化碳等成分的检测中具有广泛应用。
[0003]通常的激光雷达大气检测系统中，发射系统与接收系统是双轴并向设置的，双轴并向设置的发射系统和接收系统由于空间位置不可避免的错位设置，导致激光雷达大气检测系统无法对低空区域的大气情况进行检测。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本技术实施例的目的在于提供一种基于超透镜的光学检测设备和大气检测系统。
[0005]第一方面，本申请提供一种基于超透镜的光学检测设备，包括：激光发射单元、光线接收单元和超透镜光束调制单元；
[0006]所述激光发射单元生成发射光，所述发射光经过所述超透镜光束调制单元进行准直后入射到大气中，并与所述大气发生散射作用后产生散射光；
[0007]所述散射光中的后向散射光入射到所述超透镜光束调制单元后，所述超透镜光束调制单元对所述后向散射光进行汇聚形成汇聚光线，所述光线接收单元对所述汇聚光线进行接收；其中，所述发射光的光轴与所述汇聚光线的光轴重叠。
[0008]第二方面，本技术实施例还提供了一种大气检测系统，包括：上述第一方面所述的基于超透镜的光学检测设备。
[0009]本技术上述第一方面至第二方面提供的方案中，通过在光学检测设备中设置超透镜光束调制单元，超透镜光束调制单元对激光发射单元发出的发射光进行准直，并将准直后的发射光进入大气后产生的散射光汇聚后得到汇聚光线，光线接收单元对汇聚光线进行接收，且发射光的光轴与汇聚光线的光轴重叠。与相关技术中激光雷达大气检测系统中双轴并向设置的发射系统和接收系统相比，本技术实施例发射光的光轴与汇聚光线的光轴重叠，使得光线接收单元与激光发射单元能够同轴设置，消除了激光雷达大气检测系统中光学检测设备的检测盲区，扩大了检测区域范围，实现了对全空域范围内大气的充分检测。
[0010]为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1示出了本技术实施例所提供的一种基于超透镜的光学检测设备的结构示意图；
[0013]图2示出了本技术实施例所提供的一种基于超透镜的光学检测设备中，复用超透镜的结构示意图；
[0014]图3示出了本技术实施例所提供的一种基于超透镜的光学检测设备中，分光单元将不同波长接收光反射进不同探测装置的示意图；
[0015]图4示出了本技术实施例所提供的一种基于超透镜的光学检测设备中，复用超透镜所使用的正六边形超表面结构单元排布图；
[0016]图5示出了本技术实施例所提供的一种基于超透镜的光学检测设备中，复用超透镜所使用的正方形超表面结构单元排布图。
[0017]图标：1、复用超透镜；2、物镜支架；3、扩束镜；4、激光发射单元；5、望远目镜；6、分光单元；7、探测装置；101、光线准直单元；102、光线汇聚单元
具体实施方式
[0018]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0019]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0020]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0021]目前，在对环境污染防控和天气预测领域，对大气中的气溶胶、二氧化碳等成分的检测是非常重要的必要环节。现有技术中通常采用激光雷达大气检测系统对大气中的气溶胶和二氧化碳等成分进行检测。而现有技术中的激光雷达大气检测系统中发射系统与接收系统是双轴并向设置的，双轴并向设置的发射系统和接收系统受到设备本身设备体积的制约，不可避免的必须要进行错位设置，错位设置的接收系统在低空域会形成检测盲区，这就导致检测盲区的部分散射光不能被接收系统所接收，从而导致激光雷达大气检测系统无法
对低空区域的大气情况进行精准检测。
[0022]基于此，本实施例提出一种基于超透镜的光学检测设备和大气检测系统，通过在光学检测设备中设置超透镜光束调制单元，超透镜光束调制单元对激光发射单元发出的发射光进行准直，并将大气产生的散射光汇聚后得到汇聚光线，光线接收单元对汇聚光线进行接收，发射光的光轴与汇聚光线的光轴重叠，由于发射光的光轴与汇聚光线的光轴重叠，使得光线接收单元与激光发射单元能够同轴设置，消除了激光雷达大气检测系统中光学检测设备的检测盲区，扩大了检测区域范围。
[0023]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请做进一步详细的说明。
[0024]实施例
[0025]参照图1所示一种基于超透镜的光学检测设备的结构示意图，本实施例提出一种基于超透镜的光学检测设备，包括：激光发射单元4、光线接收单元和超透镜光束调制单元；激光发射单元4生成发射光，发射光经过超透镜光束调制单元进行准直后入射到大气中，并与大气发生散射作用后产生散射光。
[0026]超透镜光束调制单元包括复用超透镜1，该复用超透镜1靠近激光发射单元4的一侧设置光线准直单元101，远离激光发射单元4的一侧设置汇聚单元102；通过在一片复用超透镜上设置光线准直单元101和汇聚单元102能够实现对发射光和会聚光进行同平面调制的功能，增大了设备设置的空间自由度，有利于设备小型化。
[0027]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超透镜的光学检测设备，其特征在于，包括：激光发射单元、光线接收单元和超透镜光束调制单元；所述激光发射单元生成发射光，所述发射光经过所述超透镜光束调制单元进行准直后入射到大气中，并与所述大气发生散射作用后产生散射光；所述散射光中的后向散射光入射到所述超透镜光束调制单元后，所述超透镜光束调制单元对所述后向散射光进行汇聚形成汇聚光线，所述光线接收单元对所述汇聚光线进行接收；其中，所述发射光的光轴与所述汇聚光线的光轴重叠。2.根据权利要求1所述的基于超透镜的光学检测设备，其特征在于，所述超透镜光束调制单元包括复用超透镜，所述复用超透镜靠近所述激光发射单元的一侧设置光线准直单元；所述光线准直单元对所述发射光进行准直。3.根据权利要求2所述的基于超透镜的光学检测设备，其特征在于，所述复用超透镜远离所述激光发射单元的一侧设置汇聚单元；所述汇聚单元对所述散射光中入射到所述超透镜光束调制单元中的所述后向散射光进行汇聚形成所述汇聚光线。4.根据权利要求3所述的基于超透镜的光学检测设备，其特征在于，所述后向散射光，包括：不同波长的散射光束；所述不同波长的散射光束在入射到所述汇聚单元后，所述汇聚单元还能够改变所述不同波长的散射光束的传播方向，所述不同波长的散射光束在经过所述汇聚单元汇聚后，形成包括不同波长光线的汇聚光线；所述汇聚光线具有不同波长的光线会按照改变后的传播方向入射到所述光线接收单元。5.根据权利要求3所述的基于超透镜的光学检测设备，其特征在于，所述激光发射单元，包括：光源和扩束镜；所述扩束镜对所述光源发出的光线进行扩束后生成所述发射光；所述扩束镜设置在所述光源与所述复用超透镜之间；所述扩束镜与所述复用超透镜之间的距离满足第一限定关系。6.根据权利要求5所述的基于超透镜的光学检测设备，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小波，郝成龙，谭凤泽，朱健，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：