[发明专利]2μm车载相干激光测风雷达系统

权利要求书

1.2μm车载相干激光测风雷达系统，其特征是：它包括一号分光镜（2）、会聚透镜（3）、声光移频器（4）、脉冲激光放大器（5）、二号分光镜（6）、一号1/2波片（7）、一号耦合器（8）、一号合束器（9）、探测器（10）、二号1/2波片（11）、二号耦合器（12）、分束器（13）、预扩束镜（14）、偏振分光棱镜（15）、1/4波片（16）、次镜（17）、主镜（18）、三号耦合器（19）、二号合束器（20）、平衡式探测器（21）、中频放大器（22）、A/D转换器（23）和FPGA（24）；

系统输入的本振光束经一号分光镜（2）分成一号光束和二号光束，所述一号光束经会聚透镜（3）聚焦至声光移频器（4）中的2μm声光调制器晶体中心，并产生布拉格衍射光束，并输入至脉冲激光放大器（5）的光输入端，脉冲激光放大器（5）发出脉冲激光，所述脉冲激光入射至二号分光镜（6），经二号分光镜（6）分成三号光束和四号光束；

二号光束经二号1/2波片（11）透射后入射至二号耦合器（12）的光输入端；经二号耦合器（12）耦合后通过2μm单模保偏光纤传输至分束器（13）的光输入端，并经分束器（13）分为五号光束和六号光束；六号光束通过2μm单模保偏光纤传输至二号合束器（20）的光输入端；五号光束通过2μm单模保偏光纤传输至一号合束器（9）的光输入端；

三号光束经二号1/2波片（7）透射后入射至一号耦合器（8）的光输入端；经一号耦合器（8）耦合后通过2μm单模保偏光纤传输至一号合束器（9）的光输入端；五号光束与三号光束经一号合束器（9）合为一束光，该束光通过2μm单模保偏光纤传输至探测器（10）的光输入端；

四号光束经预扩束镜（14）扩束后入射至偏振分光棱镜（15），经偏振分光棱镜（15）透射后入射至1/4波片（16），经1/4波片（16）透射后入射至次镜（17），经次镜（17）反射至主镜（18），经主镜（19）反射后入射至由X方向扫描镜（26）和Y方向扫描镜（27）组成的二维扫描器，并产生二维扫描光束，所述二维扫描光束入射至探测目标后，后向散射产生信号光，所述信号光沿与二维扫描光束相反的光路返回，并入射至主镜（18），经主镜（18）反射至次镜（17），经次镜（17）反射至1/4波片（16），经1/4波片（16）透射至偏振分光棱镜（15），经偏振分光棱镜（15）分成透射的七号光束和反射的八号光束；所述透射的七号光束沿与四号光束相反的光路返回至脉冲激光放大器（5）；

反射的八号光束经三号耦合器（19）耦合后通过2μm单模保偏光纤传输至二号合束器（20）的光输入端；所述六号光束和八号光束经二号合束器（20）合成一束光束，所述二号合束器（20）将该束光束通过2μm单模保偏光纤传输至平衡式探测器（21）的两个光敏面上；

所述平衡式探测器（21）的频率信号输出端与中频放大器（22）的频率放大信号输入端连接；所述中频放大器（22）的频率信号输出端与A/D转换器（23）的模拟量输入端连接；所述A/D转换器（23）的数字量输出端与FPGA（24）的数字量输入端连接。

2.根据权利要求1所述的2μm车载相干激光测风雷达系统，其特征在于它还包括显示器（25），所述显示器（25）的显示信号输入端与FPGA（24）的显示信号输出端连接。

3.根据权利要求1所述的2μm车载相干激光测风雷达系统，其特征在于系统输入的本振光束的功率为0.40mW。

4.根据权利要求1所述的2μm车载相干激光测风雷达系统，其特征在于系统输入的本振光束采用本振激光器（1）发出。

5.根据权利要求1所述的2μm车载相干激光测风雷达系统，其特征在于系统输入的本振光束采用型号为MXL-III-532的绿光固体激光器发出。

6.根据权利要求5所述的2μm车载相干激光测风雷达系统，其特征在于绿光固体激光器的输出功率为30mW，波长为532nm，光斑直径为2mm。

7.根据权利要求1所述的2μm车载相干激光测风雷达系统，其特征在于本振激光器（1）的工作波长为2μm；工作介质为Ho:YAG；本振光功率为5mW；激光单脉冲能量为2mJ；脉宽为300ns；重频为100Hz；短期频率稳定性为10-8。

8.根据权利要求1所述的2μm车载相干激光测风雷达系统，其特征在于平衡式探测器（21）采用2μm InGaAs平衡式光电探测器。