量子拉曼激光雷达系统及风速和温度的反演方法技术方案

技术编号:43535901 阅读:20 留言:0更新日期:2024-12-03 12:19
本发明专利技术提供了一种量子拉曼激光雷达系统及风速和温度的反演方法,包括:第一分束器适用于将初始激光束分为第一激光束和第二激光束;望远镜适用于将第一激光束出射至目标大气中,并接收目标大气与第一激光束作用产生的回波信号;拉曼光频梳源适用于在第二激光束的作用下产生拉曼光频梳信号;衰减器适用于将拉曼光频梳信号的光功率衰减至单光子量级;第二分束器适用于将光功率衰减后的拉曼光频梳信号与回波信号发生量子干涉;两个单光子探测器适用于分别探测获得由第二分束器的两个出口输出的单光子计数;计算机根据单光子计数获得拉曼光频梳信号与回波信号发生量子干涉后产生的拍频信号的干涉频谱图,以获得目标大气的温度以及风速。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的至少一种实施例涉及激光雷达,更具体地涉及一种量子拉曼激光雷达系统及风速和温度的反演方法


技术介绍

1、大气风场和温度场是大气探测的重要指标,研究其在大气成分输运、大气边界层结构和大气动力学过程中的作用等具有重要的科学意义,精确的大气风场温度观测在提高数值天气预报准确性、改进气候模型、监测生化气体和保障航空航天安全等方面具有重大的实际价值。

2、在拉曼激光雷达测温领域,纯转动拉曼相对测温系统反演温度时需要其他测温仪器做参数校正,但并行校正设备受大气变化影响,因此校正准确性难保证。而目前已有的绝对测温技术,国内外学者大多采用两级串联光谱分光的结构来构建纯转动拉曼绝对测温系统,利用成像光谱仪分光和相机(charge-coupled device,ccd)采集的方法光谱分辨率低,残余的弹性散射信号使ccd易饱和,造成信噪比低,探测距离短且温度反演效果并不理想;而将法布里-珀罗(fabry-perot,f-p)干涉仪与衍射光栅级联或将衍射光栅与光纤布拉格(bragg)光栅级联的两级级联分光方式滤波复杂,光学效率低,需要兆赫兹级稳频,导致体积本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种量子拉曼激光雷达系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的量子拉曼激光雷达系统,其特征在于,所述拉曼光频梳源包括:

3.根据权利要求1所述的量子拉曼激光雷达系统,其特征在于,还包括:

4.根据权利要求1所述的量子拉曼激光雷达系统,其特征在于,还包括:

5.一种利用权利要求1-4中的任一项所述的量子拉曼激光雷达系统的风速和温度的反演方法,其特征在于,包括:

6.根据权利要求5所述的风速和温度的反演方法,其特征在于,所述多普勒频移与所述风速的关系满足公式(1):

7.根据权利要求5所述的风速和温度的反演方...

【技术特征摘要】

1.一种量子拉曼激光雷达系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的量子拉曼激光雷达系统,其特征在于,所述拉曼光频梳源包括:

3.根据权利要求1所述的量子拉曼激光雷达系统,其特征在于,还包括:

4.根据权利要求1所述的量子拉曼激光雷达系统,其特征在于,还包括:

5.一种利用权利要求1-4中的任一项所述的量子拉曼激光雷达系统的风速和温度的反演方法,其特征在于,包括:

6.根据权利要求5所述的风速和温度的反演方法,其特征在于,所述多普勒频移与所述风速的关系满足公式(1):

【专利技术属性】
技术研发人员:王冲李雨蝶杨淏程杨可欣于秉坤薛向辉陈廷娣窦贤康
申请(专利权)人:中国科学技术大学
类型:发明
国别省市:

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