[发明专利]水下微小颗粒物探测的高光谱连续光激光雷达系统

权利要求书

1.一种水下微小颗粒物探测的高光谱连续光激光雷达系统，其特征在于：包括激光发射单元、激光接收单元、分光单元及光路补偿单元、光电探测单元、数据采集分析单元；所述的激光发射单元的光源为连续激光光源，发送连续激光至待测物，待测物背向散射光反射至光路补偿单元补偿和分光单元，最后会聚在光电探测单元上；光电探测单元与数据采集分析单元相连通过数据采集单元进行分析信号；所述的激光发射单元与光电探测单元相连，光电探测单元发射同步脉冲信号，同步调制激光发射单元的发光频率。

2.根据权利要求1所述的水下微小颗粒物探测的高光谱连续光激光雷达系统，其特征在于：所述的激光发射单元包括连续激光光源、激光准直原件、激光控制电路，光电探测单元与激光控制电路相连，所述的激光控制电路控制激光光源的发光频率发出激光，再经过激光准直原件射入水体中。

3.根据权利要求2所述的水下微小颗粒物探测的高光谱连续光激光雷达系统，其特征在于：所述的激光控制电路包括激光器驱动电源和循环计数器，所述的光电探测单元与激光发射单元通过循环计数器相连同步调制激光发射。

4.根据权利要求1所述的水下微小颗粒物探测的高光谱连续光激光雷达系统，其特征在于：所述的同步调制激光发射，调制激光器以亮暗相间模式工作，激光器点亮时，探测器记录被测目标探测信号；激光器熄灭时，探测器记录被测背景信号。

5.根据权利要求1所述的水下微小颗粒物探测的高光谱连续光激光雷达系统，其特征在于：所述的光电探测单元为二维面阵CCD/CMOS，与所述数据采集分析单元相连，记录接收面阵CCD/CMOS收集到的回波信号，在二维面阵CCD/CMOS的弧矢面上可以得到距离分布信息、在子午面上可以得到高光谱分布信息，进而得到被测目标的空间信息以及高光谱信息。

6.根据权利要求1所述的水下微小颗粒物探测的高光谱连续光激光雷达系统，其特征在于：所述的激光接收单元为光收集透镜组。

7.根据权利要求1所述的水下微小颗粒物探测的高光谱连续光激光雷达系统，其特征在于：所述的分光单元及光路补偿单元包括光路补偿单元后置透镜、分光单元后置楔角棱镜、投射光栅、分光单元前置楔角棱镜、光路补偿单元前置透镜、调制光学狭缝，经过准直聚焦的背向散射光信号经过倾斜放置的调制光学狭缝从而在抑制背景杂散光后进入光路补偿单元的前置透镜组，光路补偿单元前置透镜组将散射光汇聚至光栅前置楔角棱镜上，用以将光束折转一定角度，该角度匹配闪耀光栅的闪耀角，然后光进入投射光栅进行分光，分光之后的信号光通过分光单元的后置楔角棱镜，使信号光折转一定角度，使信号光与主光轴方向重合，之后信号光进入光路补偿系统的后置透镜组，使会平行光变成会聚光成像于光电探测器上。

8.根据权利要求7所述的水下微小颗粒物探测的高光谱连续光激光雷达系统，其特征在于：所述的调制光学狭缝的倾斜角度范围在30°~60°。

9.根据权利要求1所述的水下微小颗粒物探测的高光谱连续光激光雷达系统，其特征在于：所述的光电探测单元为二维面阵CCD/CMOS与所述数据采集分析单元相连，记录接收面阵CCD/CMOS收集到的回波信号，在二维面阵CCD/CMOS的弧矢面上可以得到距离分布信息、在子午面上可以得到高光谱分布信息，进而得到被测目标的空间信息以及高光谱信息。

10.根据权利要求1所述的水下微小颗粒物探测的高光谱连续光激光雷达系统，其特征在于：所述的连续激光光源为AlGaN/GaN 的蓝紫二极管激光器；所述的分光光栅是透射式光栅；循环计数器为约翰逊计数器。