一种应用于测风雷达四合一望远镜系统技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于测风雷达四合一望远镜系统，包括激光发射器，所述激光发射器后依次设置有光通道切换开关

【技术实现步骤摘要】
一种应用于测风雷达四合一望远镜系统


[0001]本专利技术涉及测风望远镜领域，具体涉及一种应用于测风雷达四合一望远镜系统
。

技术介绍

[0002]现有测风雷达望远镜技术路线为采用4个单独的望远镜，分别耦合光通道切换开关分离出的4组光束
。
并通过调焦模块，聚焦至大气空间
。
经气溶胶散射回光，进入4个望远镜内，再分别耦合进对应光纤，如图1所示
。
采用4组望远镜导致系统一致性低，调焦难度大，成本高
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对采用4组望远镜导致系统一致性低，调焦难度大，成本高，针对此不足，提出了一种应用于测风雷达四合一望远镜系统
。
[0004]为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：
[0005]一种应用于测风雷达四合一望远镜系统，包括激光发射器，其特征在于，所述激光发射器后依次设置有光通道切换开关
、
若干调焦模块
、
防尘保护镜和望远镜组件，所述望远镜组件包括若干镜片和镜筒，若干所述镜片形成具有
17
°‑
20
°
视场的光学传输系统，其中包括第一聚焦透镜
、
第二聚焦透镜
、
第一像差补偿透镜和第二像差补偿透镜，所述第一聚焦透镜和第二聚焦透镜设置于靠近防尘保护镜一端；第一聚焦透镜
、
第二聚焦透镜汇聚带有发散角的激光束，实现近准直光输出；通过第一像差补偿透镜和第二像差补偿透镜调整像高和对像差补偿，实现远远小于衍射极限的像质设计
。
[0006]作为本专利技术的进一步优选，所述激光发射器发射的光束的数量小于等于
10
束
。
[0007]作为本专利技术的进一步优选，所述激光发射器发射的光束的发散角小于
0.125。
[0008]作为本专利技术的进一步优选，基于高斯光在空间中传输情况，通过计算得到第一聚焦透镜
(1)
与光束束腰的距离
l
，其中
l
′
为实际远场焦点，
F
为镜头焦距，
f
通过
f
＝
πω
02
/
λ
，计算得到，
ω0为高斯光束腰半径，
λ
为光波长
。
[0009]作为本专利技术的进一步优选，所述第一聚焦透镜与第二聚焦透镜之间的距离设置为
0mm
‑
2mm
，所述第二聚焦透镜与第一像差补偿透镜之间的距离设置为
80mm
‑
100mm。
[0010]作为本专利技术的进一步优选，所述第一聚焦透镜与第二聚焦透镜均设置为一面为平面，一面为凸面，第一聚焦透镜的凸面与第二聚焦透镜的凸面相接触；所述第一像差补偿透镜的两面均设置为凹面，所述第二像差补偿透镜的两面均设置为凸面
。
[0011]作为本专利技术的进一步优选，所述调焦模块包括调焦机构转接件
、
微调旋钮
、
固定套筒
、
微调支杆和光纤跳线法兰；调焦机构转接件用于将调焦模块装配于镜筒上；所述固定套管设置于调焦机构转接件一侧，所述微调旋钮设置于固定套管外侧，所述微调支杆设置于固定套管远离调焦机构转接件一端，微调旋钮可带动微调支杆前后移动；固定套筒与调焦
机构转接件和微调支杆连接，使其保持高度同轴；所述光纤跳线法兰设置于微调支杆另一端，所述光纤跳线法兰上接入光纤跳线头；使用调焦模块时，旋转微调旋钮，带动光纤前后移动，实现对激光远场焦点位置的控制
。
[0012]作为本专利技术的进一步优选，所述微调旋钮的步进设置为
10
‑
100um
，总行程
10
‑
20mm。
[0013]作为本专利技术的进一步优选，所述光纤跳线头设置为
APC
接口或
PC
接口
。
[0014]作为本专利技术的进一步优选，所述镜筒采用低热膨胀率材料制成
。
[0015]本专利技术提出的一种应用于测风雷达四合一望远镜系统，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0016]1、
本专利技术将4个通道合为1个通道，提高了系统的一致性；
[0017]2、
将目前望远镜的4个镜头组
、4
个镜筒
、1
个镜座从数量上减少，实现材料成本的降低；
[0018]3、
改进了镜头装调方式，采用无应力后端调节机构，降低装调对镜头性能的影响，进一步提升激光雷达性能
。
附图说明
[0019]图1是现有技术的结构示意图；
[0020]图2是本专利技术的结构示意图；
[0021]图3是望远镜组件内的镜片结构示意图；
[0022]图4是调焦模块的结构示意图；
[0023]图5是本专利技术在
100m
的探测高度示意图
。
[0024]图中附图标记的含义：
1、
第一聚焦透镜，
2、
第二聚焦透镜，
3、
第一像差补偿透镜，
4、
第二像差补偿透镜，
5、
调焦机构转接件，
6、
微调旋钮，
7、
固定套筒，
8、
微调支杆，
9、
光纤跳线法兰
。
具体实施方式
[0025]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍
。
[0026]补充本专利技术的适用于一下场景
。
[0027][0028][0029]实施例一：结合图2，一种应用于测风雷达四合一望远镜系统，包括激光发射器，所述激光发射器发射的光束的数量小于等于
10
束；理论光束数量可以调大，但是由于后端调焦机构较大，所以目前实际只能塞下小于等于7个；激光发射器的数量根据后端调焦机构的不断改进，可以不断增加；所述激光发射器发射的光束的发散角小于
0.125
，即
NA
＜
0.125
，
NA
为镜头竖直孔径
(
无量纲
)
；所述激光发射器后依次设置有光通道切换开关
、
若干调焦模块
、
防尘保护镜和望远镜组件，所述望远镜组件包括若干镜片和镜筒，所述镜筒采用低热膨胀率材料制成
。
[0030]镜筒材料为低热膨胀率材料，在
‑
40
‑
80℃
内都有较高像质
。
[0031]表1不同温度下的像质
[0032]温度
‑
400206080RMS0.08430.016本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种应用于测风雷达四合一望远镜系统，包括激光发射器，其特征在于，所述激光发射器后依次设置有光通道切换开关
、
若干调焦模块
、
防尘保护镜和望远镜组件，所述望远镜组件包括若干镜片和镜筒，若干所述镜片形成具有
17
°‑
20
°
视场的光学传输系统，其中包括第一聚焦透镜（1）
、
第二聚焦透镜（2）
、
第一像差补偿透镜（3）和第二像差补偿透镜（4），所述第一聚焦透镜（1）和第二聚焦透镜（2）设置于靠近防尘保护镜一端；第一聚焦透镜（1）
、
第二聚焦透镜（2）汇聚带有发散角的激光束，实现近准直光输出；通过第一像差补偿透镜（3）和第二像差补偿透镜（4）调整像高和对像差补偿，实现远远小于衍射极限的像质设计
。2.
根据权利要求1所述的一种应用于测风雷达四合一望远镜系统，其特征在于， 所述激光发射器发射的光束的数量小于等于
10
束
。3.
根据权利要求1所述的一种应用于测风雷达四合一望远镜系统，其特征在于，所述激光发射器发射的光束的发散角小于
0.125
，即
NA<0.125。4.
根据权利要求1‑3中任意一项所述的一种应用于测风雷达四合一望远镜系统，其特征在于，基于高斯光在空间中传输情况，通过，计算得到第一聚焦透镜（1）与光束束腰的距离
l
，其中
l'
为实际远场焦点，
F
为镜头焦距，
f
通过，计算得到，为高斯光束腰半径，
λ
为光波长
。5.
根据权利要求1所述的一种应用于测风雷达四合一望远镜系统，其特征在于，所述第一聚焦透镜（1）与第二聚焦透镜（2）之间的距离设置为
0 mm
ꢀ‑
2mm

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪妍，范长慧，邵通达，罗浩，
申请(专利权)人：南京牧镭激光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：