【技术实现步骤摘要】
本技术涉及测风激光雷达领域，具体涉及基于偏振分束的无盲区相干测风激光雷达望远镜系统。
技术介绍
1、全相干光纤脉冲激光雷达产生盲区的主要原因是光纤器件的回光和光纤端面及望远镜的反射光太强，淹没了低空返回的信号。因此消除光纤器件的回光和光纤端面及望远镜的反射光可以从根本上解决盲区问题。
2、受限于器件和材料发展的瓶颈，回光和反射光很难完全消除。在此种情况下，减窄脉冲宽度可以作为主要辅助手段，降低盲区。这种方案可以缩小盲区，但不能完全避免盲区，且短脉冲下的高峰值功率给光纤激光器的设计增加的了困难。
3、消除回光与反射光最常用的办法是收发分置，例如：中国专利授权公开号：cn110308454a，授权公开日：2021年04月16日，公开了一种准无盲区多普勒相干激光雷达风速测量系统，包括发射装置、接收装置，所述发射装置发射到大气的激光发射光轴与接收装置的激光接收光轴形成夹角α，所述夹角α角度可调；该专利采用彻底的收发分置，左边的光路用于发射，右边的光路用于接收，这样一来发射端产生的回光与反射光信号不会干扰拍频。然而，我们若采用类似办法，每个望远镜筒至少要增加5片透镜，整机需要20片，成本大大提高，且体积将大大增加。
4、还例如：青岛镭测创芯科技有限公司，中国专利授权公开号：cn111398993a，授权公开日：2023年03月14日，公开了一种无盲区脉冲相干测风激光雷达系统和哈尔滨工业大学（深圳），中国专利授权公开号：cn112698356a，公布日：2021年04月23日，公开了基于多孔径收发的无盲区
技术实现思路
1、本技术的目的在于针对消除盲区效果好，但器件成本高，或器件成本低，但消除盲区效果不好等情况，针对此不足，提出了基于偏振分束的无盲区相干测风激光雷达望远镜系统。
2、为了实现上述目标，本技术采用如下的技术方案：
3、基于偏振分束的无盲区相干测风激光雷达望远镜系统，包括激光器出射端口，所述激光器出射端口后侧设置有至少一个望远镜系统，所述望远镜系统包括第一准直镜、偏振分束器、四分之一玻片、凹透镜、凸透镜、第二准直镜和回波信号接收端口；所述激光器出射端口发射线偏振脉冲光，所述线偏振脉冲光依次透过第一准直镜、偏振分束器和四分之一玻片，形成圆偏光，所述圆偏光依次透过凹透镜和凸透镜，发射至空中，所述圆偏光与空中的气溶胶发生反射，并返回依次透过凸透镜、凹透镜和四分之一玻片，形成线偏光，所述线偏光依次透过偏振分束器和第二准直镜，进入回波信号接收端口。
4、作为本技术的进一步优选，所述线偏光与线偏振脉冲光偏振方向垂直。
5、作为本技术的进一步优选，所述四分之一玻片倾斜设置，且倾斜6°-10°。
6、作为本技术的进一步优选，还包括1×n光开关、n×1合束器和第一探测器，所述1×n光开关设置于激光器出射端口与望远镜系统之间，所述1×n光开关将线偏振脉冲光发射到至少一个望远镜系统中；所述n×1合束器设置于望远镜系统后侧，所述n×1合束器接受通过至少一个望远镜系统中返回的偏振光，所述第一探测器设置于n×1合束器后侧，所述第一探测器用于接收大气回光信号。
7、作为本技术的进一步优选，还包括扫描系统和第二探测器，所述扫描系统设置于凸透镜后侧， 所述扫描系统将圆偏光发射至空气中，所述第二探测器设置于回波信号接收端口后侧，所述偏振光通过探测器接收。
8、作为本技术的进一步优选，所述扫描系统包括楔形镜或三维扫描系统。
9、有益效果
10、本专利技术提出的基于偏振分束的无盲区相干测风激光雷达望远镜系统，与现有技术相比，具有如下有益效果：
11、1、 本技术通过偏振分束器的透射和反射的光偏振态正交，消除了激光器出射端口、第一准直镜和偏振分束器引起的反射；
12、2、通过倾斜设置的四分之一玻片稍倾斜，可以减少四分之一玻片、凹透镜和凸透镜引起的反射；
13、3、通过增加1×n光开关和n×1合束器，实现了静态多光束无盲区测风雷达系统；
14、4、通过增加扫描系统，可以实现扫描式无盲区测风雷达系统；
15、5、本技术利用偏振消光完全避免了盲区，作用胜于宽窄脉宽切换法；
16、6、本技术通过空间光偏振分束，减少了光纤式偏振控制器件因尾纤过长引起的非线性效应。
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1.基于偏振分束的无盲区相干测风激光雷达望远镜系统（12），包括激光器出射端口（1），其特征在于，所述激光器出射端口（1）后侧设置有至少一个望远镜系统（12），所述望远镜系统（12）包括第一准直镜（2）、偏振分束器（3）、四分之一玻片（4）、凹透镜（5）、凸透镜（6）、第二准直镜（7）和回波信号接收端口（8）；所述激光器出射端口（1）发射线偏振脉冲光，所述线偏振脉冲光依次透过第一准直镜（2）、偏振分束器（3）和四分之一玻片（4），形成圆偏光，所述圆偏光依次透过凹透镜（5）和凸透镜（6），发射至空中，所述圆偏光与空中的气溶胶发生反射，并返回依次透过凸透镜（6）、凹透镜（5）和四分之一玻片（4），形成线偏光，所述线偏光依次透过偏振分束器（3）和第二准直镜（7），进入回波信号接收端口（8）。
2.根据权利要求1所述的基于偏振分束的无盲区相干测风激光雷达望远镜系统（12），其特征在于，所述线偏光与线偏振脉冲光偏振方向垂直。
3.根据权利要求1所述的基于偏振分束的无盲区相干测风激光雷达望远镜系统（12），其特征在于，所述四分之一玻片（4）倾斜设置，且倾斜6°-10°
4.根据权利要求1所述的基于偏振分束的无盲区相干测风激光雷达望远镜系统（12），其特征在于，还包括1×N光开关（9）、N×1合束器（10）和第一探测器（11），所述1×N光开关（9）设置于激光器出射端口（1）与望远镜系统（12）之间，所述1×N光开关（9）将线偏振脉冲光发射到至少一个望远镜系统（12）中；所述N×1合束器（10）设置于望远镜系统（12）后侧，所述N×1合束器（10）接受通过至少一个望远镜系统（12）中返回的偏振光，所述第一探测器（11）设置于N×1合束器（10）后侧，所述第一探测器（11）用于接收大气回光信号。
5.根据权利要求4所述的基于偏振分束的无盲区相干测风激光雷达望远镜系统（12），其特征在于，还包括扫描系统（13）和第二探测器（14），所述扫描系统（13）设置于凸透镜（6）后侧， 所述扫描系统（13）将圆偏光发射至空气中，所述第二探测器（14）设置于回波信号接收端口（8）后侧，所述偏振光通过探测器接收。
6.根据权利要求5所述的基于偏振分束的无盲区相干测风激光雷达望远镜系统（12），其特征在于，所述扫描系统（13）包括楔形镜或三维扫描系统（13）。
...【技术特征摘要】
1.基于偏振分束的无盲区相干测风激光雷达望远镜系统（12），包括激光器出射端口（1），其特征在于，所述激光器出射端口（1）后侧设置有至少一个望远镜系统（12），所述望远镜系统（12）包括第一准直镜（2）、偏振分束器（3）、四分之一玻片（4）、凹透镜（5）、凸透镜（6）、第二准直镜（7）和回波信号接收端口（8）；所述激光器出射端口（1）发射线偏振脉冲光，所述线偏振脉冲光依次透过第一准直镜（2）、偏振分束器（3）和四分之一玻片（4），形成圆偏光，所述圆偏光依次透过凹透镜（5）和凸透镜（6），发射至空中，所述圆偏光与空中的气溶胶发生反射，并返回依次透过凸透镜（6）、凹透镜（5）和四分之一玻片（4），形成线偏光，所述线偏光依次透过偏振分束器（3）和第二准直镜（7），进入回波信号接收端口（8）。
2.根据权利要求1所述的基于偏振分束的无盲区相干测风激光雷达望远镜系统（12），其特征在于，所述线偏光与线偏振脉冲光偏振方向垂直。
3.根据权利要求1所述的基于偏振分束的无盲区相干测风激光雷达望远镜系统（12），其特征在于，所述四分之一玻片（4）倾斜设置，且倾斜6°-10°。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张豪，张雪妍，李五一，乔乃燕，朱飞，罗浩，
申请(专利权)人：南京牧镭激光科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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