[发明专利]一种激光雷达及其制造方法

说明书

本发明公开了一种激光雷达及其制造方法，所述激光雷达包括激光器、发射单元、第一接收单元和处理单元；第二接收单元的输出端连接处理单元；在逆时针方向上，与发射单元的主轴重合的出射光到与第二接收单元的主轴重合的接收光形成的夹角为钝角；光纠偏单元设置在接收光的光路上，且处于第二接收单元的上游；光纠偏单元包括：第一器件具有位置相对的第一入射面和第一出射面，第一入射面和第一出射面间的夹角α为锐角；第二器件具有位置相对的第二入射面和第二出射面，第二入射面和第二出射面间的夹角γ为锐角；第一器件的出射面和第二器件的入射面相对设置，且之间的夹角为α+γ。本发明提供的激光雷达，能够更好地分析近地面丰富的气溶胶信息和大气信息。

技术领域

本发明属于环境监测领域，具体地说涉及一种激光雷达及其制造方法。

背景技术

大气气溶胶及污染的高度分布是大气物理、天气预报以及大气环境研究中一个重要的气象参数。目前比较常用的手段有气球探空、卫星反演和激光雷达探测。激光雷达在探测精度、空间分辨率和时间分辨率上的优势使其越来越受到科学技术人员的重视，对于激光雷达是否能够实现近地面高度层内气溶胶分布的要求越来越高。

激光雷达是以激光器作为光源，通过遥感激光与大气相互作用产生的回波信号来反演大气参数的光电设备。激光雷达系统的盲区距离定义为无法接收到激光大气回波信号的距离。激光雷达系统一般采用两种方式，分别为离轴系统和同轴系统。在光学系统校调的过程中主要是校调发射光路光轴，通过校调偏转光学部件实现激光器发射光路的偏转。

西安理工大学华灯鑫在“CN201010260232.2激光雷达几何重叠自动调整系统及调整方法”中通过控制X轴执行机构和Y轴执行机构调节可旋转反射镜的角度，使得经过固定反射镜反射后的出射激光束轴线与望远镜轴线重合，从而实现光路的偏转。

哈尔滨工业大学任德明在“CN201110088354.2激光雷达的同轴发射与接收系统及该系统的同轴调整方法”中提出采用控制第一反射镜的俯仰和方位实现同轴调整。

由于偏转光学部件一般采用反射镜或者直角棱镜，需要调节反射镜或直角棱镜的俯仰和方位，固定结构容易受到温度和振动的影响，在一致性和稳定性等方面都存在一定的技术问题；且反射镜的调节需要借助于精密光学调整支架和水平仪器，进行精细的调整操作，比较费时繁琐，难度较大，且对环境的适应性也更差。

离轴系统由于发射光路和接收光路存在着一定的距离且发散角和接收视场角不一致带来盲区，同轴系统由于反射镜对于接收光路的遮挡也存在着一定的盲区。盲区距离一般为100-200米左右，该距离高度层内存在丰富的大气和气溶胶信息，缺失该高度层的大气和气溶胶信息将直接影响到激光雷达采集数据的可靠性和准确性。

中国科学院合肥物质科学研究院曹开法在专利CN201510567945.6中提出了基于CCD成像激光雷达测量大气边界层污染气体的装置，具体是采用CCD成像的方式消除后向散射式差分吸收激光雷达的测量盲区。该方式较为复杂且受外界环境约束较大。

武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室黄立峰在“Signal splicing ofdual-receiver Mie scattering lidar in atmospheric remote sensing”中提出采用大气遥感双视场米散射激光雷达信号拼接的方法降低测量盲区。该方法虽然能够有效的降低盲区，但是无法实现激光雷达的零盲区探测。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种光偏转角度调整精确的激光雷达。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种激光雷达，所述激光雷达包括激光器、发射单元、第一接收单元和处理单元；所述激光雷达进一步包括：

第二接收单元，所述第二接收单元的输出端连接所述处理单元；在逆时针方向上，与发射单元的主轴重合的出射光到与第二接收单元的主轴重合的接收光形成的夹角为钝角；