[实用新型]水下微小颗粒物探测的高光谱连续光激光雷达系统

说明书

本实用新型公开了一种水下微小颗粒物探测的高光谱连续光激光雷达系统，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。本实用新型采用了连续光激光作为光源，采用成像方法实现空间分布探测，通过光学元件进行调节，具有更高的分辨率，实现水下微小颗粒物的光谱和空间信息同步探测。

技术领域

本实用新型属于激光高光谱遥感领域，特别涉及一种水下微小颗粒物探测的高光谱连续光激光雷达系统。

背景技术

为了实现对水下完整生态系统高精度，多层次的空间监测，多种技术相结合是遥感技术发展的趋势。遥感技术已经广泛应用于生态环境探测领域。其中高光谱技术更是遥感技术的前沿，目前的高光谱成像技术具有较高的光谱分辨率，探测范围广等优点，能够提供被测目标的光谱影像信息。但是暂不具备精确的测距定位功能。激光雷达技术具有单色性好，发射能量高等优点，能够提供空间定位信息，但激光雷达技术不能够提供光谱信息。

综上，单一的探测方式已经难以满足当前对生态遥感立体式监测需求，考虑结合高光谱技术和激光雷达技术实现对水下微小颗粒物的高光谱测距遥感探测，进而同时得到被测颗粒物的光谱以及空间分布信息具有重要意义，此处探测颗粒物为小于1mm的悬浮颗粒（动物粪便，海雪等），浮游植物，浮游动物等。

实用新型内容

1、本实用新型的目的。

本实用新型为了解决传统设备水下探测困难，会随着距离远而导致探测信号以平方衰减，无法同时实现精准的测距及定位的问题。

2、本实用新型所采用的技术方案。

为了解决水下探测信号衰减过快，信噪比较高的问题，本实用新型所提出的水下微小颗粒物探测的高光谱连续光激光雷达系统，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。

更进一步具体实施方式中，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。

为了同步调节光源和探测单元的频率，更进一步具体实施方式中，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。

为了探测被测物的信号，更进一步具体实施方式中，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。

为了提高系统的动态探测范围，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。

更进一步具体实施方式中，所述的激光接收单元为光收集透镜组。