CN207623517U - 一种测风激光雷达环形器及其构成的测风激光雷达 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种测风激光雷达环形器及其构成的测风激光雷达，所述测风激光雷达环形器包括环形器第一端口、环形器第二端口、第一偏振分束器、旋光晶体、1/2波片和第二偏振分束器；所述环形器第一端口外接信号源，所述环形器第二端口外接信号处理系统；所述信号源发出的信号光从所述环形器第一端口射出，依次通过所述第一偏振分束器、旋光晶体、1/2波片和第二偏振分束器到达外部的望远镜，并透过所述望远镜发射至探测物；所述信号光遇到探测物后返回至望远镜，并依次通过所述第二偏振分束器、1/2波片和旋光晶体到达所述环形器第二端口。本实用新型的测风激光雷达环形器可以降低受激布里渊散射进入的强度，提高信噪比。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光雷达领域，尤其涉及一种测风激光雷达环形器及其构成的测风激光雷达。
背景技术
激光雷达是以激光作为信号源来探测目标的位置、速度等特征量的雷达，激光雷达主要包括信号源、发射和接收系统、以及信号处理系统，其工作原理是向目标发射探测信号，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，经过信号处理系统进行处理，获得目标的有关信息。测风激光雷达是一种用来测量高空风向、风速的激光雷达，其发射和接收信号的结构一般包括环形器和望远镜。现有技术的测风激光雷达环形器请参阅图1，其通常具有三个端口，端口1外接信号源，端口2外接望远镜，端口3外接信号处理系统；信号源发出的信号光从端口1发出，从端口2输出至望远镜，信号光经过反射后返回至望远镜，并从端口2输出至端口3，再进入信号处理系统。由于端口2和端口3分别需要收集返回的信号光，而端口处光纤的受激布里渊散射容易进入环形器干扰信号光，导致信噪比降低。
实用新型内容
基于此，本实用新型的目的在于，提供一种测风激光雷达环形器及其构成的测风激光雷达，通过减少环形器端口，降低受激布里渊散射进入环形器的强度，提高信噪比。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种测风激光雷达环形器，包括环形器第一端口、环形器第二端口、第一偏振分束器、旋光晶体、1/2波片和第二偏振分束器；所述环形器第一端口外接信号源，所述环形器第二端口外接信号处理系统；所述信号源发出的信号光从所述环形器第一端口射出，依次通过所述第一偏振分束器、旋光晶体、1/2波片和第二偏振分束器到达外部的望远镜，并透过所述望远镜发射至探测物；所述信号光遇到探测物后返回至望远镜，并依次通过所述第二偏振分束器、1/2波片和旋光晶体到达所述环形器第二端口。
相对于现有技术，本实用新型的测风激光雷达环形器取消了现有三端口环形器中的一个端口，仅设置两个端口，并依次由环形器第一端口、第一偏振分束器、旋光晶体、1/2波片和第二偏振分束器构成信号光的发射光路，依次由第二偏振分束器、1/2波片、旋光晶体和环形器第二端口构成信号光的返回光路，从而后续的激光测风雷达信号处理系统只需处理环形器第二端口收集到的信号光，降低了受激布里渊散射进入的强度，提高了信噪比，且本实用新型的环形器结构简单、体积紧凑、相对成本较低。
进一步地，所述旋光晶体为45°旋光晶体。
进一步地，所述环形器第二端口与环形器第一端口的夹角为90°。
进一步地，所述环形器第一端口和环形器第二端口分别设有保偏光纤准直器。
本实用新型还提供了一种测风激光雷达，包括信号源、环形器、望远镜和信号处理系统；所述环形器包括环形器第一端口、环形器第二端口、第一偏振分束器、旋光晶体、1/2波片和第二偏振分束器；所述环形器第一端口与所述信号源连接，所述环形器第二端口与所述信号处理系统连接；所述信号源发出的信号光从所述环形器第一端口射出，依次通过所述第一偏振分束器、旋光晶体、1/2波片和第二偏振分束器到达所述望远镜，并透过所述望远镜发射至探测物；所述信号光遇到探测物后返回至所述望远镜，并依次通过所述第二偏振分束器、1/2波片、旋光晶体和环形器第二端口进入所述信号处理系统。
相对于现有技术，本实用新型的测风激光雷达采用了两端口的环形器，从而后续的信号处理系统只需处理从环形器一个端口收集到的信号光，降低了受激布里渊散射进入的强度，提高了信噪比。
进一步地，所述旋光晶体为45°旋光晶体。
进一步地，所述环形器第二端口与环形器第一端口的夹角为90°。
进一步地，所述环形器第一端口和环形器第二端口分别设有保偏光纤准直器。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。
附图说明
图1为现有技术的测风激光雷达环形器的结构示意图。
图2为实施例的测风激光雷达环形器及其构成的测风激光雷达的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图2，图2为本实施例的测风激光雷达环形器及其构成的测风激光雷达的结构示意图。本实施例的测风激光雷达包括信号源10、测风激光雷达环形器20、望远镜30和信号处理系统40，所述测风激光雷达环形器20分别与信号源10和信号处理系统40连接；所述信号源10发出的信号光经过所述测风激光雷达环形器20到达望远镜30，透过望远镜30发射至探测物，信号光遇到探测物后反射至望远镜30，再经过所述测风激光雷达环形器20到达所述信号处理系统40。
具体的，本实施例的测风激光雷达环形器20包括环形器第一端口21、第一偏振分束器22、旋光晶体23、1/2波片24和第二偏振分束器25和环形器第二端口26。所述环形器第一端口21与信号源10连接，所述环形器第二端口26与信号处理系统40连接；信号光从所述环形器第一端口21射出，依次通过所述第一偏振分束器22、旋光晶体23、1/2波片23和第二偏振分束器25到达望远镜30，并透过望远镜30发射至探测物；信号光遇到探测物后返回至望远镜30，并依次通过所述第二偏振分束器25、1/2波片24和旋光晶体23到达所述环形器第二端口26，然后进入信号处理系统40。
具体的，所述环形器第一端口21设有保偏光纤准直器，从环形器第一端口21的保偏光纤准直器射出的信号光是线偏振光，其偏振方向与第一偏振分束器22一个方向，这样保证了信号光能够全部通过第一偏振分束器22，同时，第一偏振分束器22具有增加消光比的作用。
旋光晶体23可以把从第一偏振分束器22出来的线偏振光旋转45°，再射入1/2波片24，1/2波片24可以反方向旋光45°，使偏振光回到原来的偏振方向，从而全部通过第二偏振分束器25，再透过望远镜30发射至探测物。
信号光透过望远镜30后，光斑直径被放大到需要的尺寸，遇到探测物后反射回来，进入望远镜30，望远镜30把接收到的光斑缩小，然后经过第二偏振分束器25进入到1/2波片24，经过1/2波片24的光的偏振方向旋转45°，再射入旋光晶体23，由于旋光晶体23的特性，此时进入旋光晶体23的光还会被同方向旋转45°，从而返回的光至此旋转了90°，和第一偏振分束器22偏振方向垂直。
所述环形器第二端口26与环形器第一端口21的夹角为90°，其设有保偏光纤准直器，偏振方向旋转了90°的返回光射入环形器第二端口26的保偏光纤准直器，耦合进光纤，进行下一步的信号处理。
相对于现有技术，本实用新型的测风激光雷达环形器仅设置两个端口，并依次由环形器第一端口、第一偏振分束器、旋光晶体、1/2波片和第二偏振分束器构成信号光的发射光路，依次由第二偏振分束器、1/2波片、旋光晶体和环形器第二端口构成信号光的返回光路，从而本实用新型的测风激光雷达的后续信号处理系统只需处理环形器第二端口收集到的信号光，降低了受激布里渊散射进入的强度，提高了信噪比，且本实用新型的环形器结构简单、体积紧凑、相对成本较低。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，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 (8)
1.一种测风激光雷达环形器，其特征在于：包括环形器第一端口、环形器第二端口、第一偏振分束器、旋光晶体、1/2波片和第二偏振分束器；所述环形器第一端口外接信号源，所述环形器第二端口外接信号处理系统；所述信号源发出的信号光从所述环形器第一端口射出，依次通过所述第一偏振分束器、旋光晶体、1/2波片和第二偏振分束器到达外部的望远镜，并透过所述望远镜发射至探测物；所述信号光遇到探测物后返回至望远镜，并依次通过所述第二偏振分束器、1/2波片和旋光晶体到达所述环形器第二端口。
2.根据权利要求1所述的测风激光雷达环形器，其特征在于：所述旋光晶体为45°旋光晶体。
3.根据权利要求2所述的测风激光雷达环形器，其特征在于：所述环形器第二端口与环形器第一端口的夹角为90°。
4.根据权利要求1所述的测风激光雷达环形器，其特征在于：所述环形器第一端口和环形器第二端口分别设有保偏光纤准直器。
5.一种测风激光雷达，其特征在于：包括信号源、环形器、望远镜和信号处理系统；所述环形器包括环形器第一端口、环形器第二端口、第一偏振分束器、旋光晶体、1/2波片和第二偏振分束器；所述环形器第一端口与所述信号源连接，所述环形器第二端口与所述信号处理系统连接；所述信号源发出的信号光从所述环形器第一端口射出，依次通过所述第一偏振分束器、旋光晶体、1/2波片和第二偏振分束器到达所述望远镜，并透过所述望远镜发射至探测物；所述信号光遇到探测物后返回至所述望远镜，并依次通过所述第二偏振分束器、1/2波片、旋光晶体和环形器第二端口进入所述信号处理系统。
6.根据权利要求5所述的测风激光雷达，其特征在于：所述旋光晶体为45°旋光晶体。
7.根据权利要求6所述的测风激光雷达，其特征在于：所述环形器第二端口与环形器第一端口的夹角为90°。
8.根据权利要求5所述的测风激光雷达，其特征在于：所述环形器第一端口和环形器第二端口分别设有保偏光纤准直器。
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| CN201721804709.2U CN207623517U (zh) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 一种测风激光雷达环形器及其构成的测风激光雷达 |
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| CN201721804709.2U Active CN207623517U (zh) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 一种测风激光雷达环形器及其构成的测风激光雷达 |
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| CN (1) | CN207623517U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116165681A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-05-26 | 青岛镭测创芯科技有限公司 | 一种连续光测风系统 |
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2017
- 2017-12-21 CN CN201721804709.2U patent/CN207623517U/zh active Active
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