【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及激光雷达遥感，具体属于一种星载多波长多波束测云激光雷达装置。
技术介绍
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技术介绍
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1、云是地球上最常见的一种大气现象，其主要成分是地球大气中由水蒸气遇冷液化形成的小水滴或凝华形成的小冰晶，通常情况下覆盖了全球约百分之七十的区域，其在气候变化中具有重要的作用。目前对云探测的主流探测手段还局限于地基探测、船舶探测、飞机探测等，具有探测范围小、费用高、危险系数大、区域局限性大等缺点。
2、随着现代激光、电子和计算机技术的不断发展，激光大气遥感这一学科应运而生，目前该领域正面临着理论知识研究、实验技术和市场应用等多方面的变革，为了实现大范围高精度大气参数的测量，激光雷达遥感应运而生。激光雷达具有分辨率高、连续性好和适应性强等优点，自上世纪60年代以来，已广泛应用于大气参数的测量、气候预测、环境监测等领域，同时它也成为目前最主要的大气参数探测设备。激光雷达是以激光为信息承载介质，因为激光具有高亮度，高单色性、高相关性，高方向性、高功率等特点，因此激光雷达具有结构紧凑，高空间分辨率和时间分辨率，高测量精度，远探测距离的特点，同时也具有多目标探测以及强抗干扰能力的优点。利用激光的振幅频率、相位、偏振态等来传递信息可以实现对云、气溶胶参数的精确测量。目前利用偏振高光谱分辨激光雷达来实现对云、气溶胶光学特性的高空间与时间分辨率探测是一种主流的探测手段，这种方法可以使用具有高光谱分辨能力的光学鉴频器将背向散射信号中的气溶胶散射信号与大气分子散射信号分离开，在不用假设激光雷达比的情况下直接反演出大气参数。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种星载多波长多波束测云激光雷达系统，该系统具有多波长探测、多波束探测、高光谱分辨率、探测范围广、信号质量高等技术特点，能够实现对全球云光学特性的精确探测。
2、为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案如下：
3、一种星载多波长多波束测云激光雷达系统，包括：激光发射系统、光电接收系统、偏振高光谱分辨探测通道、偏振能量探测通道、信号采集与数据处理系统。
4、激光发射系统，用于发射多个波长多个波束的激光。
5、光电接收系统，用于并行接收被测目标的后向散射光，并将信号光送入偏振高光谱分辨探测通道和偏振能量探测通道。
6、偏振高光谱分辨探测通道，用于接收紫外到近红外波段范围内某波长的信号光，进行偏振探测与高光谱分辨探测。
7、偏振能量探测通道，用于接收近红外到中红外波段范围内某波长的信号光，进行偏振能量探测。
8、信号采集与数据处理系统，用于对回波信号进行处理，获得被测目标的信息。
9、激光发射系统向被测目标发射多波长多波束单频激光，被测目标的后向散射光由光电接收系统并行接收，接收到的信号光根据激光发射系统的探测波长分别由对应波长的探测通道进行接收和探测。偏振高光谱分辨探测通道用于接收紫外到近红外波段范围内某波长的信号光，对其进行偏振探测和高光谱分辨探测。偏振能量探测通道用于接收近红外到中红外波段范围内某波长的信号光，对其进行偏振能量探测。
10、优选地，所述激光发射系统包括多波长单频激光器、第一反射镜、衍射光学组件，多波长单频激光器发射多个不同波长的激光，经过第一反射镜反射进入衍射光学组件，多波长单频激光通过衍射光学组件后会被分为多个探测波束并射向被测目标。
11、优选地，所述衍射光学组件包含多个与多波长单频激光器探测波长相对应的doe。
12、优选地，所述光电接收系统包括光学望远镜、准直透镜、第二反射镜。
13、被测目标的后向散射光由所述光学望远镜进行多波束并行接收，在光学望远镜的焦平面形成与探测波束数量相等的聚焦点，所述准直透镜对这几个波束进行准直，通过第二反射镜送入偏振高光谱分辨探测通道、偏振能量探测通道。
14、优选地，所述偏振高光谱分辨探测通道包括偏振高光谱分辨探测通道分色镜、偏振高光谱分辨探测通道光学滤波器、偏振高光谱分辨探测通道第一偏振分光镜、偏振高光谱分辨探测通道第二偏振分光镜、偏振高光谱分辨探测通道1/2波片、偏振高光谱分辨探测通道1/4波片、偏振高光谱分辨探测通道法布里珀罗标准具、偏振高光谱分辨探测通道第一聚焦透镜、偏振高光谱分辨探测通道第二聚焦透镜、偏振高光谱分辨探测通道第三聚焦透镜、偏振高光谱分辨探测通道第一光电探测器、偏振高光谱分辨探测通道第二光电探测器、偏振高光谱分辨探测通道第三光电探测器。
15、经过偏振高光谱分辨探测通道分色镜分离的信号光通过偏振高光谱分辨探测通道光学滤波器过滤背景噪声后送入偏振高光谱分辨探测通道第一偏振分光镜，偏振高光谱分辨探测通道第一偏振分光镜将信号光分为垂直偏振光和平行偏振光，垂直偏振光被反射至偏振高光谱分辨探测通道第一聚焦透镜，被聚焦后进入偏振高光谱分辨探测通道第一光电探测器进行垂直偏振探测。平行偏振光通过偏振高光谱分辨探测通道1/2波片后变为垂直偏振光，由偏振高光谱分辨探测通道第二偏振分光镜反射进入偏振高光谱分辨探测通道1/4波片变为圆偏振光后进入偏振高光谱分辨探测通道法布里珀罗标准具，偏振高光谱分辨探测通道法布里珀罗标准具对输入的气溶胶散射信号和大气分子散射信号进行分离，一部分通过偏振高光谱分辨探测通道法布里珀罗标准具后经过偏振高光谱分辨探测通道第二聚焦透镜聚焦，最后进入偏振高光谱分辨探测通道第二光电探测器，偏振高光谱分辨探测通道法布里珀罗标准具反射的光经过偏振高光谱分辨探测通道1/4波片后变为平行偏振光，透过偏振高光谱分辨探测通道第二偏振分光镜后由偏振高光谱分辨探测通道第三聚焦透镜聚焦，偏振高光谱分辨探测通道第三光电探测器进行接收。
16、优选地，所述偏振能量探测通道包括偏振能量探测通道分色镜、偏振能量探测通道光学滤波器、偏振能量探测通道偏振分光镜、偏振能量探测通道第一聚焦透镜、偏振能量探测通道第二聚焦透镜、偏振能量探测通道第一光电探测器、偏振能量探测通道第二光电探本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种星载多波长多波束测云激光雷达系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种星载多波长多波束测云激光雷达系统，其特征在于：所述激光发射系统包括多波长单频激光器、第一反射镜、衍射光学组件；
3.根据权利要求2所述的一种星载多波长多波束测云激光雷达系统，其特征在于：所述衍射光学组件包含多个与多波长单频激光器探测波长相对应的衍射光学元件(DOE)。
4.根据权利要求1所述的一种星载多波长多波束测云激光雷达系统，其特征在于：所述光电接收系统包括光学望远镜、准直透镜和第二反射镜；
5.根据权利要求1所述的一种星载多波长多波束测云激光雷达系统，其特征在于：所述偏振高光谱分辨探测通道包括偏振高光谱分辨探测通道分色镜、偏振高光谱分辨探测通道光学滤波器、偏振高光谱分辨探测通道第一偏振分光镜、偏振高光谱分辨探测通道第二偏振分光镜、偏振高光谱分辨探测通道1/2波片、偏振高光谱分辨探测通道1/4波片、偏振高光谱分辨探测通道法布里珀罗标准具、偏振高光谱分辨探测通道第一聚焦透镜、偏振高光谱分辨探测通道第二聚焦透镜、偏振高光谱分辨探测通道第三聚焦透
6.根据权利要求1所述的一种星载多波长多波束测云激光雷达系统，其特征在于：所述偏振能量探测通道包括偏振能量探测通道分色镜、偏振能量探测通道光学滤波器、偏振能量探测通道偏振分光镜、偏振能量探测通道第一聚焦透镜、偏振能量探测通道第二聚焦透镜、偏振能量探测通道第一光电探测器、偏振能量探测通道第二光电探测器；
7.根据权利要求1所述的一种星载多波长多波束测云激光雷达系统，其特征在于：所述激光发射系统、光电接收系统、偏振高光谱分辨探测通道、偏振能量探测通道均可以采用阵列器件。
...【技术特征摘要】
1.一种星载多波长多波束测云激光雷达系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种星载多波长多波束测云激光雷达系统，其特征在于：所述激光发射系统包括多波长单频激光器、第一反射镜、衍射光学组件；
3.根据权利要求2所述的一种星载多波长多波束测云激光雷达系统，其特征在于：所述衍射光学组件包含多个与多波长单频激光器探测波长相对应的衍射光学元件(doe)。
4.根据权利要求1所述的一种星载多波长多波束测云激光雷达系统，其特征在于：所述光电接收系统包括光学望远镜、准直透镜和第二反射镜；
5.根据权利要求1所述的一种星载多波长多波束测云激光雷达系统，其特征在于：所述偏振高光谱分辨探测通道包括偏振高光谱分辨探测通道分色镜、偏振高光谱分辨探测通道光学滤波器、偏振高光谱分辨探测通道第一偏振分光镜、偏振高光谱分辨探测通道第二偏振分光镜、偏振高光谱分辨探测通道...
【专利技术属性】
技术研发人员：毕德仓，王溢扬，刘继桥，信丰鑫，陈卫标，赵家旺，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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