CN206725760U - 一种用于探测大气颗粒物的车载式量子激光雷达 - Google Patents
一种用于探测大气颗粒物的车载式量子激光雷达 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于探测大气颗粒物的车载式量子激光雷达，包括车体，车体的顶部固定安装有雷达系统，雷达系统包括单激光发射系统、反射波接收系统以及信号处理系统，反射波接收系统包括望远镜，望远镜的镜筒内的底部设有反射凹面镜，并且望远镜的镜筒的筒底中央设有小孔，望远镜的镜筒内的顶部中央设有反射凸面镜，反射波接收系统还包括光电倍增管，光电倍增管与信号处理系统连接，光电倍增管到小孔之间依次设有滤光片以及透镜，本实用新型使用短波的量子电磁波技术，通过量子光波与背景噪声在频带和波幅上差异，仅仅针对信号光进行放大，从而有效地提高了系统的信噪比，提高颗粒物探测距离。
Description
技术领域
本实用新型涉及大气探测雷达，特别涉及一种用于探测大气颗粒物的车载式量子激光雷达。
背景技术
大气中的颗粒物一般通过吸收和散射的形式直接影响地球上的辐射平衡，同时能够改变云层的形成和特性，从而间接的影响辐射的传输。因此，对于大气颗粒物的研究具有相当的重要性。此外，大气颗粒物中往往含有许多有害物质，甚至致癌物质，因此，对于大气颗粒物的监测刻不容缓。
现阶段对于大气颗粒物的监测，基本上都是使用激光雷达遥感探测技术，利用可见或红外设备对于大气颗粒物探测，进而通过接收设备呈现出大气颗粒物的光学特性。由于可见或红外受到白天背景散射光的影响，对于颗粒物的探测距离造成影响，从而导致探测距离有限，不利于监测和研究。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于探测大气颗粒物的车载式量子激光雷达，利用短波的量子电磁波技术，通过量子光波与背景噪声在频带和波幅上差异，仅仅针对信号光进行放大，从而有效地提高了系统的信噪比，提高颗粒物探测距离。
为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：一种用于探测大气颗粒物的车载式量子激光雷达，包括车体，所述车体的顶部固定安装有雷达系统，所述雷达系统包括单激光发射系统、反射波接收系统以及信号处理系统，所述反射波接收系统包括望远镜，所述望远镜的镜筒内的底部设有反射凹面镜，并且望远镜的镜筒的筒底中央设有小孔，望远镜的镜筒内的顶部中央设有反射凸面镜，反射波接收系统还包括光电倍增管，光电倍增管与信号处理系统连接，所述光电倍增管到小孔之间依次设有滤光片以及透镜，滤光片、透镜、小孔、反射凹面镜、反射凸面镜同轴安装。
优选的，望远镜的镜筒通过调整支架安装在车体的顶部。
优选的，单激光发射系统的发射端设有反射镜，单激光发射系统发射出的电磁波经反射镜射向探测区域。
优选的，光电倍增管设有两个，其中一个光电倍增管用于监测能量，另一个光电倍增管用于监测光谱，两个光电倍增管分别与信号处理系统连接，滤光片与光电倍增管之间设有分光镜，经过所述滤光片的光子经过分光镜的分光后形成的两束光分别射向两个光电倍增管。
优选的，用于监测光谱的所述光电倍增管与分光镜之间安装有碘吸收滤波器。
采用上述技术方案，本实用新型在使用过程中，通过单激光发射系统发射出单光子脉冲信号至目标大气区域，单光子脉冲与大气颗粒物发生作用后，信号光子返回至反射波接收系统，经过望远镜镜筒内的反射凹面镜以及反射凸面镜反射后，信号光子通过望远镜镜筒底部的小孔，信号光子通过小孔成像的原理，将大气颗粒物的光学特性通过信号处理系统呈现，从而探测出大气中的颗粒物状态信息。本实用新型利用短波的量子电磁波技术，通过量子光波与背景噪声在频带和波幅上差异，仅仅针对信号光进行放大，从而有效地提高了系统的信噪比，提高颗粒物探测距离。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型反射波接收系统的原理图。
具体实施方式
下面结合附图，通过对实施例的描述，对本实用新型做进一步说明：
如图1、2所示，本实用新型一种用于探测大气颗粒物的车载式量子激光雷达，包括车体1，车体1的顶部固定安装有雷达系统。雷达系统包括单激光发射系统2、反射波接收系统3以及信号处理系统4。单激光发射系统2的发射端设有反射镜7，单激光发射系统2发射出的电磁波经反射镜7射向探测区域8。反射波接收系统包括望远镜31，望远镜31的镜筒通过调整支架36安装在车体1的顶部。望远镜31的镜筒内的底部设有反射凹面镜32，并且望远镜31的镜筒的筒底中央设有小孔33，望远镜31的镜筒内的顶部中央设有反射凸面镜34，反射波接收系统3还包括光电倍增管35，光电倍增管35设有两个，其中一个光电倍增管35用于监测能量，另一个光电倍增管35用于监测光谱。两个光电倍增管35分别与信号处理系统4连接，光电倍增管35到小孔33之间依次设有分光镜9、滤光片5以及透镜6，分光镜9、滤光片5、透镜6、小孔33、反射凹面镜32、反射凸面镜34同轴安装，经过滤光片5的光子经过分光镜9的分光后形成的两束光分别射向两个光电倍增管35，用于监测光谱的所述光电倍增管35与分光镜9之间安装有碘吸收滤波器10，用于提高光谱的分辨率，有利于颗粒物的光谱成像。
本实用新型在使用过程中，通过单激光发射系统2发射出单光子脉冲信号，经过扩束镜11以及反射镜7后，至目标大气探测区域8，单光子脉冲与大气颗粒物发生作用后，信号光子返回至反射波接收系统，经过望远镜31镜筒内的反射凹面镜32以及反射凸面镜34反射后，信号光子通过望远镜31镜筒底部的小孔33，再经透镜6和滤光片5的作用后，射入分光镜9上，通过分光镜9将信号光子分成两束，一束信号光子射入用于监测能量的光电倍增管35，另一束经碘吸收滤波器10的作用后射入用于监测光谱的光电倍增管35。信号光子通过小孔成像的原理，将大气颗粒物的光学特性通过信号处理系统4呈现，从而探测出大气中的颗粒物状态信息。
本实用新型使用短波的量子电磁波技术，有效的减小了大气颗粒物容易受周围因素的影响，提高颗粒物成像质量。
本实用新型图2中的箭头表示光子的传输方向。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于探测大气颗粒物的车载式量子激光雷达，包括车体(1)，所述车体(1)的顶部固定安装有雷达系统，其特征在于：所述雷达系统包括单激光发射系统(2)、反射波接收系统(3)以及信号处理系统(4)，所述反射波接收系统包括望远镜(31)，所述望远镜(31)的镜筒内的底部设有反射凹面镜(32)，并且望远镜(31)的镜筒的筒底中央设有小孔(33)，望远镜(31)的镜筒内的顶部中央设有反射凸面镜(34)，反射波接收系统(3)还包括光电倍增管(35)，光电倍增管(35)与信号处理系统(4)连接，所述光电倍增管(35)到小孔(33)之间依次设有滤光片(5)以及透镜(6)，滤光片(5)、透镜(6)、小孔(33)、反射凹面镜(32)、反射凸面镜(34)同轴安装。
2.根据权利要求1所述的用于探测大气颗粒物的车载式量子激光雷达，其特征在于：所述望远镜(31)的镜筒通过调整支架(36)安装在车体(1)的顶部。
3.根据权利要求2所述的用于探测大气颗粒物的车载式量子激光雷达，其特征在于：所述单激光发射系统(2)的发射端设有反射镜(7)，单激光发射系统(2)发射出的电磁波经反射镜(7)射向探测区域(8)。
4.根据权利要求3所述的用于探测大气颗粒物的车载式量子激光雷达，其特征在于：所述光电倍增管(35)设有两个，其中一个光电倍增管(35)用于监测能量，另一个光电倍增管(35)用于监测光谱，两个光电倍增管(35)分别与信号处理系统(4)连接，滤光片(5)与光电倍增管(35)之间设有分光镜(9)，经过所述滤光片(5)的光子经过分光镜(9)的分光后形成的两束光分别射向两个光电倍增管(35)。
5.根据权利要求4所述的用于探测大气颗粒物的车载式量子激光雷达，其特征在于：用于监测光谱的所述光电倍增管(35)与分光镜(9)之间安装有碘吸收滤波器(10)。
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| CN201720380507.3U CN206725760U (zh) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | 一种用于探测大气颗粒物的车载式量子激光雷达 |
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| CN (1) | CN206725760U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108693088A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-10-23 | 吉林省洪科光电技术有限公司 | 一种高精度大气颗粒物监测扫描偏振激光雷达系统 |
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2017
- 2017-04-12 CN CN201720380507.3U patent/CN206725760U/zh active Active
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| CN108693088A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-10-23 | 吉林省洪科光电技术有限公司 | 一种高精度大气颗粒物监测扫描偏振激光雷达系统 |
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