全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置，包括信號(hào)發(fā)射通道，用于發(fā)出激光信號(hào)；信號(hào)接收通道，用于接收發(fā)出的激光信號(hào)以及接收激光信號(hào)出射到大氣中所產(chǎn)生的回波信號(hào)；信號(hào)處理通道，用于將回波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并進(jìn)行分析處理；信號(hào)發(fā)射通道、信號(hào)接收通道和信號(hào)處理通道為全光纖結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型具有連續(xù)高重頻、高靈敏度等特點(diǎn)，采用的全光纖結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)20kHz，皮瓦量級(jí)的信號(hào)探測(cè)，具有很高的時(shí)空分辨率，整個(gè)系統(tǒng)體積小，穩(wěn)定性高。
【專利說明】全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于激光雷達(dá)領(lǐng)域，特別涉及一種全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 大氣氣溶膠是指懸浮在大氣中直徑為0. 001-100um的液體或固體微粒，它的產(chǎn)生 受自然源（火山、沙塵暴等）和人工源（工業(yè)、農(nóng)業(yè)活動(dòng)等）多方面因素的影響。雖然氣溶 膠在大氣中的含量相對(duì)較少，卻可以改變大氣的循環(huán)模式，影響局部地區(qū)的空氣質(zhì)量和氣 候變化，甚至危及人們的人身健康和生存環(huán)境。因此，對(duì)氣溶膠探測(cè)的研究近年來也受到越 來越多的重視。
[0003] 激光雷達(dá)是大氣參數(shù)探測(cè)的有效手段之一，是一種具有高時(shí)空分辨率，可以連續(xù) 監(jiān)測(cè)氣溶膠變化的主動(dòng)遙感設(shè)備。由于激光發(fā)散角小、波長(zhǎng)短、能量密度高、單色性好等特 性，能有效的與大氣氣溶膠粒子相互作用，使激光雷達(dá)可以有效的監(jiān)測(cè)氣溶膠光學(xué)特性及 分布特征，彌補(bǔ)過去傳統(tǒng)探測(cè)儀器的不足。
[0004] 常用的用來精確測(cè)量反演大氣氣溶膠分布信息的有拉曼激光雷達(dá)和高光譜分辨 率激光雷達(dá)，兩者相比，拉曼激光雷達(dá)是一種結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低廉，新興的一種氣溶膠 探測(cè)雷達(dá)技術(shù)，通過激光和氣溶膠粒子非彈性散射間接反演獲得氣溶膠特性信息，必須考 慮氣溶膠粒子組分、散射光譜及抑制其他散射信號(hào)等的影響。米氏散射激光雷達(dá)是最為常 見的一種用來測(cè)量氣溶膠特性的雷達(dá)，利用激光與大氣氣溶膠粒子之間的米氏散射獲得相 應(yīng)的回波信號(hào)，散射回波與散射粒子（如氣溶膠）有關(guān)，因而可以反演計(jì)算出表征散射粒子 特性的某些參數(shù)（參考[1]周軍，岳古明等.大氣氣溶膠光學(xué)特性激光雷達(dá)探測(cè)[J].量子 電子學(xué)報(bào)，1988,15(2))。
[0005] 先前技術(shù)[2](伯廣宇等.探測(cè)大氣溫度和氣溶膠的瑞利-拉曼-米氏散射激光 雷達(dá)[J].光學(xué)學(xué)報(bào)，2010, 30(1))給出了合肥地區(qū)對(duì)流層溫度、氣溶膠的常規(guī)觀測(cè)數(shù)據(jù)， 采用532nm脈沖固體激光器，在20Hz重頻下，累計(jì)10000次脈沖信號(hào)獲得30m的空間分 辨率；先前技術(shù)[3] (Zhou jun，et al. Two-Wavelength Mie Lidar for Monitoring of Tropospheric Aerosol [J] · Acta Optica Sinica, 2000, 20 (10))建立了一臺(tái)雙波長(zhǎng) Mie 散 射激光雷達(dá)，同時(shí)探測(cè)532nm和1064nm兩個(gè)波長(zhǎng)對(duì)流層氣溶膠消光系數(shù)的垂直廓線，也是 采用脈沖固體激光器、空間光路來實(shí)現(xiàn)回波信號(hào)探測(cè)，結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜（需水冷），重頻低，分 辨率有限。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 實(shí)用新型目的：本實(shí)用新型旨在提供一種連續(xù)高重頻、高靈敏度全光纖激光雷達(dá) 氣溶膠探測(cè)裝置，采用全光纖結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)20kHz，皮瓦量級(jí)的信號(hào)探測(cè)；具有 很高的時(shí)空分辨率，整個(gè)系統(tǒng)體積小，穩(wěn)定性高。
[0007] 技術(shù)方案：一種全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置，包括：
[0008] 信號(hào)發(fā)射通道，用于發(fā)出激光信號(hào)；
[0009] 信號(hào)接收通道，用于接收發(fā)出的激光信號(hào)以及接收激光信號(hào)出射到大氣中所產(chǎn)生 的回波信號(hào)；
[0010] 信號(hào)處理通道，用于將回波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并進(jìn)行分析處理；
[0011] 所述信號(hào)發(fā)射通道、信號(hào)接收通道和信號(hào)處理通道為全光纖結(jié)構(gòu)。
[0012] 所述信號(hào)發(fā)射通道與信號(hào)接收通道之間設(shè)置環(huán)形器，用于將激光信號(hào)的發(fā)射與回 波信號(hào)的接收光路同軸，環(huán)形器還與信號(hào)處理通道相連，信號(hào)接收通道接收的回波信號(hào)經(jīng) 由環(huán)形器輸送到信號(hào)處理通道。
[0013] 所述環(huán)形器為三端口結(jié)構(gòu)，環(huán)形器的端口 I連接信號(hào)發(fā)射通道，環(huán)形器的端口 II 連接信號(hào)接收通道，環(huán)形器的端口 III連接信號(hào)處理通道，信號(hào)發(fā)射通道發(fā)出的激光信號(hào)輸 入到端口 I后由端口 II輸出至信號(hào)接收通道，信號(hào)接收通道接收到的回波信號(hào)輸入到端口 II由端口 III輸出至信號(hào)處理通道。
[0014] 所述信號(hào)發(fā)射通道包括脈沖光纖激光器和光隔離器，脈沖光纖激光器為全光纖結(jié) 構(gòu)，用于發(fā)出激光信號(hào)及對(duì)激光信號(hào)的脈寬和功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。采用全光纖結(jié)構(gòu)脈沖激光器 作為信號(hào)源，具有高重頻、高平均功率、脈寬、功率可調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，光束質(zhì)量高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，無 需水冷。
[0015] 所述光隔離器為光纖隔離器，通過光纖熔接與脈沖光纖激光器連接，用于消除回 波信號(hào)的對(duì)激光器的影響。
[0016] 所述信號(hào)接收通道包括沿所述激光信號(hào)傳播方向依次設(shè)置的傳導(dǎo)光纖、望遠(yuǎn)鏡系 統(tǒng)，望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)包括目鏡和物鏡，傳導(dǎo)光纖位于目鏡的前焦面處，與目鏡完成光纖稱合器功 能。
[0017] 所述傳導(dǎo)光纖為粗纖芯的多模光纖，傳導(dǎo)光纖的數(shù)值孔徑NA> = 0. 18,具有大數(shù) 值孔徑。
[0018] 所述信號(hào)處理通道包括沿依次設(shè)置的濾波片、雪崩光電二極管、光子計(jì)數(shù)器及數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)。雪崩光電二極管配合濾波片使用具有增益和靈敏度高、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，能 夠?qū)崿F(xiàn)微弱信號(hào)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，增加整體探測(cè)能力。
[0019] 所述濾波片為l〇64nm在線窄帶濾波片，兩端帶光纖輸出封裝。
[0020] 所述雪崩光電二極管為光纖接收端口，用于直接接收光纖信號(hào)或空間光信號(hào)。
[0021] 工作原理：發(fā)出的激光信號(hào)依次通過光學(xué)隔離器、環(huán)形器，并由傳導(dǎo)光纖直接輸出 注入到望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，準(zhǔn)直擴(kuò)束后射向大氣；被氣溶膠散射的回波信號(hào)通過望遠(yuǎn)鏡接收系統(tǒng) 再次耦合進(jìn)傳導(dǎo)光纖，并經(jīng)過環(huán)形器改變方向，由光纖輸出到濾波片，經(jīng)雪崩光電二極管轉(zhuǎn) 變?yōu)殡娦盘?hào)，通過后續(xù)光子計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)處理及反演即可獲得所需的氣溶膠特性數(shù)據(jù)。
[0022] 有益效果：本實(shí)用新型提出采用全光纖結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)20kHz，皮瓦量級(jí) 的信號(hào)探測(cè)；具有很高的時(shí)空分辨率，整個(gè)系統(tǒng)體積小，穩(wěn)定性高。脈沖光纖激光器具有較 高光束質(zhì)量，重頻高達(dá)20kHz，平均功率為10W，脈寬10?200ns可調(diào)，輸出的1064nm激光 適合于米氏散射激光雷達(dá)應(yīng)用，能更快獲得分辨率更高氣溶膠特性數(shù)據(jù)。激光雷達(dá)內(nèi)部采 用光纖傳導(dǎo)信號(hào)，可以更好消除雜散光影響，增加信噪比?？梢杂行?shí)現(xiàn)微弱信號(hào)檢測(cè)，結(jié) 構(gòu)緊促輕便，簡(jiǎn)單穩(wěn)定。
[0023] 與目前氣溶膠探測(cè)方案相比還具有如下特點(diǎn)：
[0024] 1.采用全光纖結(jié)構(gòu)脈沖激光器作為信號(hào)源，具有高重頻、高平均功率、脈寬、功率 可調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，光束質(zhì)量高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，無需水冷；
[0025] 2.信號(hào)收發(fā)均采用全光纖結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，減小光路損耗，使系統(tǒng)體積小巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； 環(huán)形器的使用可以實(shí)現(xiàn)收發(fā)天線同軸，降低了信號(hào)追蹤、捕獲難度。
[0026] 3.雪崩光電二極管配合濾波片使用具有增益和靈敏度高、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，能 夠?qū)崿F(xiàn)微弱信號(hào)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，增加系統(tǒng)的探測(cè)能力。
[0027] 4.激光雷達(dá)是一種具有高時(shí)空分辨率、可連續(xù)工作的主動(dòng)遙感設(shè)備，能夠聯(lián)網(wǎng)數(shù) 據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)大幅面長(zhǎng)時(shí)間氣溶膠變化的監(jiān)測(cè)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1是本實(shí)用新型的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 如圖1所示，一種全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置，包括脈沖光纖激光器1、光隔 離器2、環(huán)形器3、傳導(dǎo)光纖4、望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)5、出射光束6、回波信號(hào)7、濾波片8、雪崩光電二 極管9、光子計(jì)數(shù)器10和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)11。望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)5由目鏡51、物鏡52構(gòu)成，為標(biāo)準(zhǔn) 的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，同時(shí)作為發(fā)射天線和接收天線；脈沖光纖激光器1為ΜΟΡΑ結(jié)構(gòu)的全光纖脈 沖激光器，波長(zhǎng)l〇64nm，平均功率〈10W，重頻<20kHz，脈寬和功率可調(diào)節(jié)，脈沖光纖激光器1 重復(fù)頻率從幾十Hz到20kHz，脈寬為10-200ns可調(diào)，脈沖光纖激光器1使本實(shí)用新型氣溶 膠雷達(dá)空間分辨率極限能達(dá)到幾十甚至十幾米精度。脈沖光纖激光器1產(chǎn)生的激光信號(hào)經(jīng) 過光隔離器2、環(huán)形器3直接由傳導(dǎo)光纖4散射輸出到望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)目鏡51、物鏡52,經(jīng)擴(kuò)束 準(zhǔn)直后直接輸出作為出射光束6 ;環(huán)形器3為三端口結(jié)構(gòu)，環(huán)形器的端口 I與光隔離器2連 接，環(huán)形器的端口 II所連接的傳導(dǎo)光纖4的端面位于望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)5目鏡51的前焦面處，與 目鏡51完成光纖耦合器功能，端口III直接通過濾波片8與雪崩光電二極管9光纖連接。脈 沖光纖激光器1發(fā)出的激光信號(hào)經(jīng)光隔離器2輸入到端口 I后由端口 II輸出至傳導(dǎo)光纖4， 信號(hào)接收通道接收到的回波信號(hào)7輸入到端口 II由端口III輸出至濾波片8。
[0030] 氣溶膠散射的回波信號(hào)7經(jīng)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)5接收耦合進(jìn)入傳導(dǎo)光纖4,通過環(huán)形器4 單向入射到濾波片8,經(jīng)雪崩光電二極管9光電轉(zhuǎn)換后由光子計(jì)數(shù)器10得到相應(yīng)的數(shù)字信 號(hào)送給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)11。傳導(dǎo)光纖4為粗纖芯的多模光纖，具有大數(shù)值孔徑，數(shù)值孔徑NA> =〇. 18,有更大的接收角；濾波片8為1064nm在線窄帶濾波片，兩端帶光纖輸出封裝；雪崩 光電二極管9可配置為光纖接收端口，可以直接接收光纖信號(hào)或空間光信號(hào)。光隔離器2 為光纖隔離器，通過光纖熔接與環(huán)形器3及脈沖光纖激光器1連接，消除回波信號(hào)7的對(duì)激 光器的影響。
[0031] 脈沖光纖激光器1發(fā)出的l〇64nm激光信號(hào)依次通過光隔離器2、環(huán)形器3并由傳 導(dǎo)光纖4接輸出注入到望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)5準(zhǔn)直擴(kuò)束后射向大氣；被氣溶膠散射的回波信號(hào)7通 過望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)5再次耦合進(jìn)傳導(dǎo)光纖4,并經(jīng)過環(huán)形器3改變方向，由光纖輸出到濾波片8， 經(jīng)雪崩光電二極管9轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，通過后續(xù)光子計(jì)數(shù)器10、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)11反演即可獲 得所需的氣溶膠特性數(shù)據(jù)。
[0032] 其中脈沖光纖激光器1輸出功率也可通過調(diào)節(jié)種子源101和泵浦源105功率與氣 溶膠層高度進(jìn)行匹配，最大為10W ;雪崩光電二極管9具有高靈敏度和高增益特性，且全光 纖光路有助于抑制雜散光混入，因此整個(gè)裝置可以實(shí)現(xiàn)高信噪比、皮瓦量級(jí)微弱回波信號(hào) 探測(cè)。
[0033] 本實(shí)用新型探測(cè)氣溶膠的原理過程為：
[0034] 大氣中主要彈性散射有米氏散射和瑞利散射，散射強(qiáng)度均隨高度減小，并與波長(zhǎng) 長(zhǎng)短有關(guān)，短波長(zhǎng)瑞利散射較強(qiáng)，長(zhǎng)波長(zhǎng)米氏散射為主；此處選擇波長(zhǎng)較長(zhǎng)的l〇64nm作為 信號(hào)激光，可以獲得較強(qiáng)的米氏散射信號(hào)。
[0035] 對(duì)于Mie散射激光雷達(dá)，其探測(cè)大氣氣溶膠的激光雷達(dá)方程可表不為： ρ0€β(Ζ) r f,,}
[0036] P(z) =---exp 1-2 I a{z)dzl
[0037] 式中匕為激光的發(fā)射功率，C為激光雷達(dá)的系統(tǒng)常數(shù)，z為探測(cè)距離，a (z)和 β (z)分別為高度z處大氣的總的后向散射系數(shù)和消光系數(shù)。
[0038] 對(duì)一般的大氣環(huán)境，采用Klett法反演大氣消光系數(shù)，則系數(shù)a (ζ)和β (ζ)存在 如下關(guān)系：
[0039] β (ζ) = Β · a k(z)
[0040] 考慮激光雷達(dá)回波信號(hào)的距離平方修正函數(shù)：
[0041] D (ζ) = Ρ (ζ) · ζ2
[0042] 則ζ。處以下各高度上的氣溶膠粒子的消光系數(shù)a (ζ)及后向散射系數(shù)β (ζ)分 別為： ,、 Ρ(ζ)·ζ2
[0043] ?W = 〇771'772-：----(ζ) ......[--%-g.... + 2 f cP(z') z,2dz' cr(zc) J
[0044] P(Z) = p, -v 二 Pm(z) --￡____ + 2S Jzc Ρ(ζ-)·ζ·2?ζ·
[0045] 式中B和k與激光雷達(dá)波長(zhǎng)及氣溶膠粒子的性質(zhì)和尺度譜分布有關(guān)，取值范圍可 查閱相關(guān)文獻(xiàn)獲得，S為激光雷達(dá)比，ζ。為事先已知消光系數(shù)和后向散射系數(shù)的某一邊界高 度值；a m(z)和βπ(ζ)分別為大氣分子消光系數(shù)和后向散射系數(shù)，具體可通過美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)大 氣模型獲得。
[0046] 因此，只要精確測(cè)量到米氏散射的回波信號(hào)功率，就可以反演出大氣中相應(yīng)高度 的氣溶膠消光系數(shù)和后向散射系數(shù)，對(duì)所得消光系數(shù)求積分即可得到大氣氣溶膠的光學(xué)厚 度，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)及迭代，最終獲得氣溶膠大幅面的分布特性和變化趨勢(shì)。
[0047] 而采用雪崩光電二極管9和光子計(jì)數(shù)器10作為回波信號(hào)的接收單元，實(shí)際上記錄 的是回波信號(hào)7的功率和對(duì)應(yīng)的光電子數(shù)Ν(ζ)，與接收光功率Ρ(ζ)關(guān)系為：
[0048] Ν(?)=
[0049] 式中η為雪崩光電二極管探測(cè)器的量子效率，λ為對(duì)應(yīng)激光波長(zhǎng)，h為Plank常 數(shù)，At為米氏散射激光雷達(dá)信號(hào)的采集時(shí)間，At = 2Az/c，Λζ對(duì)應(yīng)著空間的距離分辨 率；由于雪崩光電二極管具有較高的內(nèi)增益，對(duì)于一定功率的回波信號(hào)Ρ(ζ)，光子計(jì)數(shù)器 最小響應(yīng)度不變，相反的，距離分辨率Λζ越小，系統(tǒng)的空間分辨率則越高。
[0050] 下面是一個(gè)實(shí)施例的具體設(shè)計(jì)參數(shù)：
[0051] 一種全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置，脈沖光纖激光器1采用兩級(jí)ΜΟΡΑ結(jié)構(gòu)實(shí) 現(xiàn)，種子源101為脈沖驅(qū)動(dòng)l〇64nm半導(dǎo)體激光器，輸出峰值功率為1W，泵浦源105為脈沖驅(qū) 動(dòng)的976nm半導(dǎo)體激光器，第一增益光纖103、第二增益光纖108為摻鐿雙包層光纖，纖芯/ 包層為10/130um，每級(jí)放大約17dB，最終脈沖光纖激光器1實(shí)現(xiàn)重頻10kHz，脈寬20ns，峰 值功率約10kW的脈沖光輸出，功率穩(wěn)定性小于3%，光束質(zhì)量1. 3。連接望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)5和環(huán) 形器3的傳導(dǎo)光纖4內(nèi)徑200um，NA = 0. 22,對(duì)應(yīng)的光纖接收角為12. 7度?？紤]望遠(yuǎn)鏡系 統(tǒng)5擴(kuò)束的同時(shí)會(huì)降低系統(tǒng)視場(chǎng)角，故望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)5放大倍數(shù)Μ不能太大，但是為了接收更 多的回波信號(hào)能量，又需要更大口徑的望遠(yuǎn)鏡物鏡52,綜合考慮此處取望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)Μ =6,物鏡52 口徑為300mm，則目鏡51 口徑為50mm，目鏡51焦距為200mm。此處以光纖接 收視場(chǎng)計(jì)算，系統(tǒng)的有效接收視場(chǎng)為2. 2度，若光纖耦合效率最小為10%，雪崩光電二極管 9最小可探測(cè)功率為0. 5pW/Hzl/2,則可實(shí)現(xiàn)最小百皮瓦回波功率探測(cè)，十幾米的空間分辨 距離，具有較高靈敏度和空間分辨率。
【權(quán)利要求】
1. 一種全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置，其特征在于，包括： 信號(hào)發(fā)射通道，用于發(fā)出激光信號(hào)； 信號(hào)接收通道，用于接收信號(hào)發(fā)射通道發(fā)出的激光信號(hào)以及接收激光信號(hào)出射到大氣 中所產(chǎn)生的回波信號(hào)（7); 信號(hào)處理通道，用于將回波信號(hào)（7)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并進(jìn)行分析處理； 所述信號(hào)發(fā)射通道、信號(hào)接收通道和信號(hào)處理通道均為全光纖結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)發(fā) 射通道與信號(hào)接收通道之間設(shè)置環(huán)形器（3)，用于將激光信號(hào)的發(fā)射光路與回波信號(hào)（7) 的接收光路同軸，環(huán)形器（3)還與信號(hào)處理通道相連，信號(hào)接收通道接收的回波信號(hào)（7)經(jīng) 由環(huán)形器（3)輸送到信號(hào)處理通道。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置，其特征在于，所述環(huán)形器 (3)為三端口結(jié)構(gòu)，環(huán)形器（3)的端口 I連接信號(hào)發(fā)射通道，環(huán)形器（3)的端口 II連接信號(hào) 接收通道，環(huán)形器（3)的端口III連接信號(hào)處理通道，信號(hào)發(fā)射通道發(fā)出的激光信號(hào)輸入到 端口 I后由端口 II輸出至信號(hào)接收通道，信號(hào)接收通道接收到的回波信號(hào)（7)輸入到端口 II由端口III輸出至信號(hào)處理通道。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)發(fā) 射通道包括脈沖光纖激光器（1)和光隔離器（2)，脈沖光纖激光器（1)為全光纖結(jié)構(gòu)，用于 發(fā)出激光信號(hào)及對(duì)激光信號(hào)的脈寬和功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置，其特征在于，所述光隔離 器（2)為光纖隔離器，通過光纖熔接與脈沖光纖激光器（1)連接，用于消除回波信號(hào)（7)的 對(duì)激光器的影響。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)接 收通道包括沿所述激光信號(hào)傳播方向依次設(shè)置的傳導(dǎo)光纖（4)、望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)（5)，望遠(yuǎn)鏡系 統(tǒng)（5)包括目鏡（51)和物鏡（52)，傳導(dǎo)光纖⑷位于目鏡（51)的前焦面處，與目鏡（51) 完成光纖稱合器功能。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置，其特征在于，所述傳導(dǎo)光 纖（4)為粗纖芯的多模光纖，傳導(dǎo)光纖（4)的數(shù)值孔徑NA> = 0. 18。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)處 理通道包括沿依次設(shè)置的濾波片（8)、雪崩光電二極管（9)、光子計(jì)數(shù)器（10)及數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)（11)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置，其特征在于，所述濾波片 (8)為1064nm在線窄帶濾波片，兩端帶光纖輸出封裝。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的全光纖激光雷達(dá)氣溶膠探測(cè)裝置，其特征在于，所述雪崩光 電二極管（9)為光纖接收端口，用于直接接收光纖信號(hào)或空間光信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01S7/483GK203909299SQ201420304128
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】周軍, 盧棟, 朱海龍, 王國(guó)峰, 郝麗云 申請(qǐng)人:南京中科神光科技有限公司