CN104238124A - 双光栅单色仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双光栅单色仪，由平面焦板(P1，P2)、透镜(L1，L2)、光栅(G1，G2)和光纤组成，回波信号经光纤导入到平面焦板经透镜准直成平行光，入射到光栅上，经过分光后再经过透镜聚焦到焦板上，其中的弹性散射回波信号直接导出，另外四路拉曼信号经过光纤再导入到另一块光栅，经过第二次分光后两路高、低阶信号分别汇聚于一点，再用光纤导出。本发明提供的双光栅单色仪用作雷达系统中的分光系统，不仅能够满足分光的较高要求，而且结构稳定，造价也较为便宜。

Description

双光栅单色仪

技术领域

本发明涉及一种用于纯转动拉曼-米散射激光雷达中的分光系统中，尤其涉及一种双光栅单色仪，属于雷达领域。 

背景技术

随着1960年第一台激光器的问世，科学家便开展了激光雷达测距的研究。1963年Fiocco和他的同事在美国麻省理工学院，研制了一台红宝石激光雷达，用于对平流层和中层大气进行探测，与此同时，Ligda在美国斯坦福研究所也研制了一台红宝石激光雷达用于对流层大气的探测。经过五十多年的发展，已由最初的米散射激光雷达发展到查分吸收激光雷达、瑞利散射激光雷达、拉曼散射激光雷达、共振荧光激光雷达以及多普勒激光雷达等多种探测方式。探测范围也从最初的大气气溶胶发展到污染气体、水汽、大气风场、大气密度、大气温度等多种大气参数。激光雷达的发射光波长发展为从紫外到红外的多波段，探测时间从夜间探测发展成为全天候探测。随着激光雷达的进一步发展，探测精度、空间分辨率、垂直高度都将取得长足的发展。激光雷达的技术难点在于分光系统，因为米散射截面比转动拉曼散射截面大3～4个数量级甚至更大，将转动拉曼散射信号分离出来需要很好地抑制弹性散射信号，抑制比应大于107。经过多年的研究，已经产生了众多的分光方案，但是这些分光方案都存在一些共同的问题，比如结构不稳定，或者结构稳定造价高昂，同时在使用时，由于精度不高导致激光雷达的使用效果较差。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产品的不足。 

本发明提供了一种双光栅单色仪，单色仪由平面焦板(P1，P2)、透镜(L1，L2)、光栅(G1，G2)和光纤组成，回波信号经光纤导入到平面焦板经透镜准直成平行光，入射到光栅上，经过分光后再经过透镜聚焦到焦板上，其中的弹性散射回波信号直接导出，另外四路拉曼信号经过光纤再导入到另一块光栅，经过第二次分光后两路高、低阶信号分别汇聚于一点，再用光纤导出。 

优选的，上述光栅(G1，G2)为闪耀光栅。 

优选的，上述回波信号经光纤导入到平面焦板经透镜准直成平行光，按照设定好的闪耀角入射到闪耀光栅上。 

本发明提供的双光栅单色仪用作雷达系统中的分光系统，不仅能够满足分光的较高要求，而且结构稳定，造价也较为便宜。 

附图说明

图1为本发明结构示意图。 

图2为本发明的焦平面图。 

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。 

如图1是本发明的双光栅单色仪，双光栅单色仪由平面焦板(P1，P2)、透镜(L1，L2)、光栅(G1，G2)和光纤组成。回波信号经光纤导入到平面焦板经透镜准直成平行光，按照设定好的闪耀角入射到闪耀光栅上，经过分光后再经过透镜聚焦到焦板上，其中的弹性散射回波信号直接导出，另外四路拉曼信号经过光纤再导入到另一块光栅，由于事先已经精确计算过入射光的位置，经过第二次分光后两路高、低阶信号分别汇聚于一点，再用光纤导出。图2为双光栅 单色仪的焦平面图。 

本发明提供的双光栅单色仪用作雷达系统中的分光系统，不仅能够满足分光的较高要求，而且结构稳定，造价也较为便宜。 

以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。 

Claims (3)

1.一种双光栅单色仪，其特征在于：所述单色仪由平面焦板(P1，P2)、透镜(L1，L2)、光栅(G1，G2)和光纤组成，回波信号经光纤导入到平面焦板经透镜准直成平行光，入射到光栅上，经过分光后再经过透镜聚焦到焦板上，其中的弹性散射回波信号直接导出，另外四路拉曼信号经过光纤再导入到另一块光栅，经过第二次分光后两路高、低阶信号分别汇聚于一点，再用光纤导出。

2.根据权利要求1所述的双光栅单色仪，其特征在于：所述光栅(G1，G2)为闪耀光栅。

3.根据权利要求2所述的双光栅单色仪，其特征在于：所述回波信号经光纤导入到平面焦板经透镜准直成平行光，按照设定好的闪耀角入射到闪耀光栅上。