CN113176581A - 一种多普勒脉冲激光测风装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种多普勒脉冲激光测风装置、方法及系统，包括：脉冲激光器、光纤环形器、第一光分路器、法拉第旋转器、参考光路以及平衡探测器，其中，脉冲激光器用于输出长脉冲激光信号，长脉冲激光信号经过光纤环形器，由第一光分路器划分得到第一光信号和第二光信号；法拉第旋转器用于将第一光信号进行偏振态旋转，得到第三光信号；接收反射的第三光信号，进行偏振态旋转得到散射信号；参考光路用于将第二光信号进行延迟反射和偏振态旋转，得到参考信号；平衡探测器用于将散射信号和参考信号进行相干检测，输出得到差频信号，根据差频信号计算得到风速。方案为测风激光雷达地低成本大规模应用奠定了基础，可广泛应用于激光测风雷达技术领域。

Description

一种多普勒脉冲激光测风装置、方法及系统

技术领域

本发明涉及激光测风雷达技术领域，尤其是一种多普勒脉冲激光测风装置、方法及系统。

背景技术

测风激光雷达技术应用多普勒效应，通过测量反射激光束的频移来测量风速。一般是通过将空气悬浮物散射回来的微弱信号光与从光源引出的较强的本振参考光在光探测器上混合干涉，悬浮物移动造成的信号光多普勒频移可通过测量光探测器输出的拍频频谱来实现。

现有技术所采取的方法是使用脉冲激光光束，通过光学系统将光束准直投射出去，通过控制接收时间，选择测量距离。而现有技术方案的主要缺点在于脉冲光源不仅需要较高的峰值功率，还需要提供一个连续的参考信号，并保持其与脉冲输出偏振态一致。这需要在光源和其他所有光路使用昂贵的保偏光纤光路和器件，并需要脉冲调制器和较窄线宽的光源以保持相干性。

发明内容

有鉴于此，为至少部分解决上述技术问题之一，本发明实施例目的在于提供一种实现非保偏准直光路脉冲激光多普勒相干方式多距离测风的装置；同时本实施例还提供了装置对应的测风方法以及系统的实施例，采用偏振全折返补偿和光程异路补偿方案，用低成本的普通非保偏和宽线宽单一输出脉冲光源实现多距离多普勒测风。

第一方面，本申请的技术方案提供了一种多普勒脉冲激光测风装置，该装置包括脉冲激光器、光纤环形器、第一光分路器、法拉第旋转器、参考光路以及平衡探测器；

所述脉冲激光器用于输出长脉冲激光信号，所述长脉冲激光信号经过所述光纤环形器，由所述第一光分路器划分得到第一光信号和第二光信号；

所述法拉第旋转器用于将所述第一光信号进行偏振态旋转，得到第三光信号；接收反射的第三光信号，再进行偏振态旋转得到散射信号；

所述参考光路用于将所述第二光信号进行延迟反射和偏振态旋转，得到参考信号；

所述平衡探测器用于将所述散射信号和所述参考信号进行相干检测，输出得到差频信号，根据所述差频信号计算得到风速。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述多普勒脉冲激光测风装置还包括斜角无反射光纤头和光学发射接收天线镜头装置；

所述斜角无反射光纤头用于输出所述第一光信号和获取所述散射信号；

所述光学发射接收天线镜头装置用于输出所述第三光信号，并接收由空气悬浮物反射的第三光信号。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述多普勒脉冲激光测风装置还包括第二光分路器、第一光衰减器和触发探测器；

所述第二光分路器的输入端连接至所述第一光分路器，所述第二光分路器的输出端连接至所述第一光衰减器，所述第一光衰减器还连接至所述平衡探测器；

所述第二光分路器的输出端还连接至所述触发探测器。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述参考光路包括移频器、若干第三光分路器、若干第二可调光衰减器以及若干法拉第反射器；所述移频器的一端连接至所述第一光分路器，所述移频器的另一端连接至所述第三光分路器，所述第三光分路器连接至所述法拉第反射器。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述法拉第反射器包括准直透镜、法拉第旋转片以及反射镜；

所述准直透镜用于对所述第二光信号进行准直；

所述反射镜用于反射所述第二光信号；

所述法拉第旋转片用于对所述第二光信号进行偏振态旋转，得到参考信号。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述多普勒脉冲激光测风装置中的光纤为非保偏单模光纤。

第二方面，本发明的技术方案还提供一种多普勒脉冲激光测风方法，其包括：

获取长脉冲激光信号，将所述长脉冲激光信号划分得到第一光信号和第二光信号；

将所述第一光信号进行偏振态旋转得到散射信号；

将所述第二光信号通过延迟反射及偏振旋转得到参考信号；

将所述散射信号和所述参考信号进行相干检测，输出得到差频信号，根据所述差频信号计算得到风速。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述将所述第一光信号进行偏振态旋转得到散射信号包括以下步骤：

将所述第一光信号经过透镜准直，再进行偏振态旋转，得到第三光信号；

通过空气悬浮物反射所述第三光信号，并进行聚焦及再次偏振旋转得到所述散射信号。

第三方面，本发明的技术方案还提供一种可视化简报文件的生成的硬件系统，其包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当至少一个程序被至少一个处理器执行，使得至少一个处理器运行第一方面中的一种多普勒脉冲激光测风方法。

本发明的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，其他部分可以通过本发明的具体实施方式了解得到：

本申请的技术方案通过偏振态旋转折返光纤光路，实现了非保偏光纤脉冲激光测风，避免了使用昂贵的保偏光纤及元件或复杂、不可靠的空间光路，为测风激光雷达地低成本大规模应用奠定了基础。方案使用与信号相同的脉冲参考光，避免采用单独的连续参考光，大大简化了激光光源的设计，同时由于对光程进行了充分补偿，大大降低了对光源相干长度的要求，可以使用光谱线宽较宽的光源。延迟后的脉冲参考信号也同时提供了平衡探测信号和距离触发信号，大大减低了对光源强度噪声的要求，并进一步简化了控制和时间同步电路的设计。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种多普勒脉冲激光测风装置的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种多普勒脉冲激光测风方法的步骤流程图；

图3是本申请实施例信号功率和参考光到达探测器的时间序列和的曲线图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本申请的实施例均采用脉冲方案，可以通过简单的延迟控制，在一个脉冲下测量多个距离上的风速。其空间分辨率不受测量距离影响，在较高的脉冲峰值功率下，可以测量较远距离的风速。

在第一方面，本申请的技术方案提供了一种多普勒脉冲激光测风装置的实施例，其包括：脉冲激光器、光纤环形器、第一光分路器、法拉第旋转器、参考光路以及平衡探测器。

其中，光纤环形器有三个端口，包括输入端口、公共端口和输出端口。脉冲激光器的输出端连接至光纤环形器的输入端口，光纤环形器的输出端口连接至第一光分路器，由第一光分路器将光纤光路分为两股，一股连接至法拉第旋转器，一股连接至参考光路；同时参考光路和法拉第旋转器的输出也将传回至第一光分路器，并同样分成两股，一股通过光纤环形器的公共端口输入，从输出端口输出至平衡探测器，另一股则直接连接至该平衡探测器。在实施例中，脉冲激光器用于输出长脉冲激光信号，长脉冲激光信号经过光纤环形器，由第一光分路器划分得到大小不等的两股光信号，即第一光信号和第二光信号，且第一光信号强度大于第二光信号，法拉第旋转器用于将第一光信号进行偏振态旋转，偏转后的光信号记为第三光信号，将第三光信号准直发射，在一定距离被空气悬浮物反射后，再进行聚焦；将聚焦后的光信号再进行偏振态旋转，得到散射信号，将该散射信号通过第一光分路器以及光纤环形器。参考光路则用于将第二光信号进行延迟反射，得到参考信号。实施例中的平衡探测器则用于将散射信号和参考信号进行相干检测，输出得到差频信号，根据差频信号计算得到风速。

实施例中，通过对脉冲使用完全折返光纤光路和法拉第旋转器，实现光分别以正交偏振正反向通过相同光纤光路两次，从而抵消该光纤光路上光纤及其他元件的双折射效应，实现信号、本振参考光即使异路传播时也能保持偏振态一致。这种异路传播使得在本振参考光路加入独立的延迟、移频和强度控制成为可能。

实施例中的参考光路，可通过1xN的星型分路器来实现N个距离的测量，在分路器的每个分支连接适当长度的延迟光纤，每一段延迟光纤光程长度对应一个选择测量的距离，并在延迟光纤另一端连接光衰减器和法拉第反射器。其中光衰减器可用来调节反射光纤，为可选件。

又或者，可通过N-1个1x2分路器及N段延迟光纤串联组成，每段延迟光纤的长度对应对之前测量距离的增加。延迟光纤的末端同样连接法拉第反射器，并可通过连接可调光衰减器，调节每一路参考光强。各个1x2分路器的分光比按顺序逐渐增加，以保证反射光强均匀。

在一些可行的实施例中，实施例还包括斜角无反射光纤头和光学发射接收天线镜头装置；

其中，斜角无反射光纤头用于输出光信号和聚焦被空气悬浮物反射后的光信号从而得到散射信号；光学发射接收天线镜头装置用于准直反射初次进行偏振态旋转后的光信号，且由空气悬浮物反射的光信号，也经由该装置反射回斜角无反射光纤头。在实施例中，光学发射接收天线镜头装置可采用透镜，第一光信号的光纤光路连接至斜角无反射光纤头，斜角无反射光纤头、法拉第旋转器以及透镜同轴安装定。

具体地，如图1所示，在实施例中，脉冲激光器1发射高峰值功率脉冲激光通过光纤传输至光纤环形器2的输入端口2-1，由公共端口2-2传输至第一光分路器3，被分成大小不等的两路，其中大部分通过无反射光纤头4，并被法拉第旋转器5将偏振态旋转45°后，由发射/接收光学天线透镜装置8准直发射，在一定距离被空气悬浮物反射后，经发射/接收光学天线透镜装置8和法拉第旋转器5再次旋转偏振态45°自聚焦在无反射光纤头4上，并通过第一光分路器3、光纤环形器2的公共端口2-2、输出端口2-3进入平衡探测器15的一个端口，而第一光分路器3分出的小部分则通过参考光路进行延迟反射，返回至第一光分路器3，经分路器再次分成大小两部分，其中小部分返回至光纤环形器2公共端口2-2，与接收到的散射信号光在平衡探测器15上混合实现相干检测，而大部分则被第二光分路器7再次分成两部分，其中一部分通过第一衰减器13调节后直接传输到平衡探测器15，实现平衡探测；平衡探测可用经过延迟的本振参考分流的、没有与信号光混合干涉的平衡参考光来实现，平衡参考光的强度可调节，使探测器达到平衡。与传统平衡探测两路光均包含一半信号和噪声，但信号相互反相位，噪声同相位，因此两者相减得到噪声抵消，信号相加不同，本发明采用一路包含全部信号和噪声，另一路仅包含同相位噪声，没有信号，平衡相减时，同样可以抵消噪声，保留完整信号。

在一些可行的实施例中，多普勒脉冲激光测风装置还包括第二光分路器、第一光衰减器和触发探测器；

其中，如图1所示，第二光分路器7的一端连接至第一光分路器3，用于将第一光分路器3中的光信号划分得到两部分；第二光分路器7的另一端分别连接有第一衰减器13和触发探测器14，其中，衰减器用于将一部分光信号进行衰减，再输出至平衡探测器15，另一部分则由触发探测器14探测，产生或触发同步信号，同步信号可用于触发装置起止采样过程。

在一些可行的实施例中，参考光路包括移频器、若干第三光分路器、若干第二可调光衰减器以及若干法拉第反射器；移频器的一端连接至第一光分路器，移频器的另一端连接至第三光分路器，第三光分路器连接至法拉第反射器。

其中，如图1所示，移频器6，用于对光信号的频率进行少量偏移，从而实现对光信号的延迟；第三光分路器10，用于将光路中的第二光信号划分为两部分，一部分输出至第二可调光衰减器11，经由第二可调光衰减器11对光信号进行衰减后在输出至法拉第反射器12，再由法拉第反射器12根据输入的光信号进行偏振态旋转在进行反射后输出参考信号，另一部分则传输至下一级的第三光分路器10。

具体地，实施例通过对脉冲通过使用完全折返光纤光路和法拉第旋转器，实现光分别以正交偏振正反向通过相同光纤光路两次，从而抵消该光纤光路上光纤及其他元件的双折射效应，实现信号、本振参考光即使异路传播时也能保持偏振态一致。这种异路传播使得在本振参考光路加入独立的延迟、移频和强度控制成为可能。

在一些可行的实施例中，法拉第反射器包括准直透镜、法拉第旋转片以及反射镜；

其中，准直透镜、法拉第旋转片以及反射镜在反射器内部同轴安装，准直透镜用于对出入至该参考光路中的第二光信号进行准直，法拉第旋转片用于根据输入的第二光信号进行第一次的偏振态旋转，然后经由反射镜进行反射之后，对该光信号进行第二次的偏振态旋转得到参考信号。

具体地，如图1所示，法拉第反射器12由准直透镜、法拉第旋转片12-1和反射镜12-2组成，从光纤输出的光经透镜准直后，透过法拉第旋转片12-1，偏振态旋转45°，经反射镜12-2反射后再次经过法拉第旋转片12-1，偏转态再次旋转45°，并由透镜重新汇聚回光纤，此时其偏振态总共旋转了90°。本实施例为消除光路双折射影响，所有信号，本振参考光异路光纤光路，采用完全折返式设计，保证光纤出射光偏振态旋转90°后，原路折返全部异路部分，以确保光经在异路光纤中正反传播两次，以抵消其双折射影响。所有信号、本振参考光共路部分，如分路器到环路器，以及环路器到探测器，因信号、本振参考光光纤路径相同，经历同样的双折射偏振变化，则无需这样的折返和旋光安排。

在一些可行的实施例中，多普勒脉冲激光测风装置中的光纤可采用非保偏单模光纤；

具体地，如图1所示，由于实施例在所有本振参考、信号光异路部分实施了正交偏振折返补偿，其他部分采取信号、本振参考光共路，所有光路中的光纤9可使用光纤通讯中使用的普通非保偏单模光纤。该光纤成本低廉，一致性好，插损小，适合大批量使用。

在第二方面，如图2所示，本申请所提供的一种应用于多普勒脉冲激光测风装置的测风方法，其包括步骤S100-S400：

S100、获取长脉冲激光信号，将长脉冲激光信号划分得到第一光信号和第二光信号；

S200、将第一光信号进行偏振态旋转得到散射信号；

S300、将第二光信号通过延迟反射及偏振旋转得到参考信号；

S400、将散射信号和参考信号进行相干检测，输出得到差频信号，根据差频信号计算得到风速；

具体地，激光器发射的高峰值功率脉冲激光经环路器输入端口到公共端口和与之连接的分路器，分路器将输入的光分成两部分，其中大部分通过法拉第旋转器至发射/接收光学天线并由其准直发射，由空气散射回来的光信号再次经法拉第旋转器、分路器由环路器公共端口输入经输出端口传输至光平衡探测器一端；分路器分出的另一路小部分光经移频器和/或光衰减器后被延迟反射器延迟反射回分路器并被再分成两部分，其中小部分被分回到环路器公共端口与信号光合并传播至探测器发生干涉，得到拍频信号，而大部分经过另一衰减器作为平衡参考光，传输至光平衡探测器的另一端口，通过衰减器调节强度，实现平衡探测。被探测区域的风速可通过对光探测装置输出的差频信号进行处理得到。

实施例中，根据差频信号计算得到风速，是测量反射激光束的频移来测量风速；当空气悬浮物随风移动，且在光束方向的速度分量为V_r时，其反射的光将会产生一个多普勒频率变化，其变化量dv为：

dv＝2V_r/λ

其中，λ是激光束(光信号)的波长，通过将空气悬浮物散射回来的带有dv多普勒频移的微弱信号光与从光源引出的较强的不带频移本振参考光在光探测器上混合干涉。干涉使探测器输出拍频信号，其拍频频率为两光频率差dv。通过探测器输出信号进行频谱分析即可测出dv，进而得到风速V_r。

在一些可行的实施例中，将第一光信号进行偏振态旋转得到散射信号的过程，包括步骤S210-S220：

S210、将第一光信号经过透镜准直，再进行偏振态旋转，得到第三光信号；

S220、通过空气悬浮物反射第三光信号，并进行聚焦得到散射信号。

具体地，激光器发射高峰值功率脉冲激光通过光纤传输至光纤环形器的输入端口，由公共端口传输至光分路器，被分成大小不等的两路，其中大部分通过无反射光纤头，并被法拉第旋转器将偏振态旋转45°后，由发射/接收光学天线透镜装置准直发射，在一定距离被空气悬浮物反射后，经透镜和法拉第旋转器再次旋转偏振态45°自聚焦在光纤头上，得到散射信号。

在一些可行的实施例中，将第二光信号通过延迟反射得到参考信号的过程，包括步骤S310-S320：

S310、将第二光信号进行移频，得到延迟信号；

S320、将延迟信号进行偏振态旋转及偏振旋转得到参考信号。

具体地，为消除光路双折射影响，所有信号，本振参考光异路光纤光路，实施例采用完全折返式设计，保证光纤出射光偏振态旋转90°后，原路折返全部异路部分，以确保光经在异路光纤中正反传播两次，以抵消其双折射影响。

特别地，实施例光路的异路部分，特别是本振参考光路部分，可插入任何折返式偏振可逆器件，如延迟光纤、移频器、衰减器、滤波器等来改善实施例的设计。

如图3所示，信号和参考光到达探测器的时间序列和的直方曲线图，在t0时发出的宽度为t的光脉冲，经N路延迟光路反射后在τ时间到达探测器的参考光脉冲序列16；经透镜输出，不同距离大气悬浮物连续反射后到达探测器的间隔为接收时间，即反射点距离衰减的连续信号光17，当脉冲参考光16与连续衰减信号光在探测器上干涉时，得到一段段的拍频序列18，其中每段拍频对应延迟时间τ相应距离的测风信号。此外，参考光16还可以被分出一部分平衡探测的平衡参考光，以及启动和停止每一段测量的触发同步信号。

第三方面，本申请的技术方案还提供一种多普勒脉冲激光测风的硬件系统，其包括至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当至少一个程序被至少一个处理器执行，使得至少一个处理器运行如第二方面中的一种多普勒脉冲激光测风方法。

从上述具体的实施过程，可以总结出，本发明所提供的技术方案相较于现有技术存在以下优点或优势：

1)本申请的技术方案通过偏振态旋转折返光纤光路，实现了非保偏光纤脉冲激光测风，避免了使用昂贵的保偏光纤及元件或复杂、不可靠的空间光路，为测风激光雷达地低成本大规模应用奠定了基础

2)本申请的技术方案使用与信号相同的脉冲参考光，避免采用单独的连续参考光，大大简化了激光光源的设计，同时由于对光程进行了充分补偿，大大降低了对光源相干长度的要求，可以使用光谱线宽较宽的光源。

3)本申请的技术方案中，延迟后的脉冲参考信号也同时提供了平衡探测信号和距离触发信号，大大减低了对光源强度噪声的要求，并进一步简化了控制和时间同步电路的设计。

在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。

此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种多普勒脉冲激光测风装置，其特征在于，包括：脉冲激光器、光纤环形器、第一光分路器、法拉第旋转器、参考光路以及平衡探测器；

所述脉冲激光器用于输出长脉冲激光信号，所述长脉冲激光信号经过所述光纤环形器，由所述第一光分路器划分得到第一光信号和第二光信号；

所述法拉第旋转器用于将所述第一光信号进行偏振态旋转，得到第三光信号；接收反射的第三光信号，进行偏振态旋转得到散射信号；

所述参考光路用于将所述第二光信号进行延迟反射和偏振态旋转，得到参考信号；

所述平衡探测器用于将所述散射信号和所述参考信号进行相干检测，输出得到差频信号，根据所述差频信号计算得到风速。

2.根据权利要求1所述的一种多普勒脉冲激光测风装置，其特征在于，所述多普勒脉冲激光测风装置还包括斜角无反射光纤头和光学发射接收天线镜头装置；

所述斜角无反射光纤头用于输出所述第一光信号和获取所述散射信号；

所述光学发射接收天线镜头装置用于输出所述第三光信号，并接收由空气悬浮物反射的第三光信号。

3.根据权利要求1所述的一种多普勒脉冲激光测风装置，其特征在于，所述多普勒脉冲激光测风装置还包括第二光分路器、第一光衰减器和触发探测器；

所述第二光分路器的输入端连接至所述第一光分路器，所述第二光分路器的输出端连接至所述第一光衰减器，所述第一光衰减器还连接至所述平衡探测器；

所述第二光分路器的输出端还连接至所述触发探测器。

4.根据权利要求1所述的一种多普勒脉冲激光测风装置，其特征在于，所述参考光路包括移频器、若干第三光分路器、若干第二可调光衰减器以及若干法拉第反射器；所述移频器的一端连接至所述第一光分路器，所述移频器的另一端连接至所述第三光分路器，所述第三光分路器连接至所述法拉第反射器。

5.根据权利要求4所述的一种多普勒脉冲激光测风装置，其特征在于，所述法拉第反射器包括准直透镜、法拉第旋转片以及反射镜；

所述准直透镜用于对所述第二光信号进行准直；

所述反射镜用于反射所述第二光信号；

所述法拉第旋转片用于对所述第二光信号进行偏振态旋转，得到参考信号。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种多普勒脉冲激光测风装置，其特征在于，所述多普勒脉冲激光测风装置中的光纤为非保偏单模光纤。

7.一种多普勒脉冲激光测风方法，应用于权利要求1所述的一种多普勒脉冲激光测风方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取长脉冲激光信号，将所述长脉冲激光信号划分得到第一光信号和第二光信号；

将所述第一光信号进行偏振态旋转得到散射信号；

将所述第二光信号通过延迟反射及偏振旋转得到参考信号；

将所述散射信号和所述参考信号进行相干检测，输出得到差频信号，根据所述差频信号计算得到风速。

8.根据权利要求7所述的一种多普勒脉冲激光测风方法，其特征在于，所述将所述第一光信号进行偏振态旋转得到散射信号，包括以下步骤：

将所述第一光信号经过透镜准直，再进行偏振态旋转，得到第三光信号；

通过空气悬浮物反射所述第三光信号，并进行聚焦得到所述散射信号。

9.根据权利要求7所述的一种多普勒脉冲激光测风方法，其特征在于，所述将所述第二光信号通过延迟反射及偏振旋转得到参考信号，包括以下步骤：

将所述第二光信号进行移频，得到延迟信号；

将所述延迟信号进行偏振态旋转得到所述参考信号。

10.一种多普勒脉冲激光测风系统，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器运行如权利要求7-9任一项所述的一种多普勒脉冲激光测风方法。

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