[发明专利]一种宽散射谱多维海洋剖面信息激光探测装置

说明书

本发明提供了一种宽散射谱多维海洋剖面信息激光探测装置，包括脉冲激光发射系统，用于连续发射两束不同谱段的脉冲激光照射海洋；主光学接收组件，用于收集双谱段激光与海水相互作用产生的散射的信号，并会聚至分光滤波组件；分光滤波组件，用于将收集的双谱段激光散射信号分成两束光信号，分别射入第一光电探测器和前级中继光学组件；前级中继光学组件，将射入的光束分离成一束弹性散射光信号和两束非弹性散射光信号，两束非弹性散射光信号分别射入第二光电探测器和第三光电探测器，弹性散射光信号射入后级中继光学组件；后级中继光学组件，将射入的弹性散射光信号分离成四束，分别射入四个光电探测器。

技术领域

本发明属于海洋光学遥感技术领域，特别涉及一种宽散射谱多维海洋剖面信息激光探测装置。

背景技术

海洋观测是认知海洋的基本手段，是海洋经济开发、环境保护和权益维护的基础。目前对海洋的观测已经从走船考察、锚系和浮标观测向卫星遥感观测转变，我国海洋观测起步晚，虽近二十年来观测能力已大幅提升，对我国近海及全球海洋表面的观测资料较多，但缺乏全球范围海下剖面资料，存在遥感资料反演信息欠精、信息提取知识欠科学等问题，对海洋的认知仍然十分有限。

当前面向海洋观测的遥感方式主要有微波、红外、可见光等手段，仅可实现全球海洋表面的温度、盐度、水色等要素的观测。海洋温度、盐度、深度是海洋动力环境研究关键参数，是认识海洋和揭示海洋现象必不可少的参量，但是国内外对于全球尺度的海洋水下温盐深等多要素剖面信息的探测缺乏有效手段，其有关数据全球尺度的高精度获取一直是国际研究热点。

蓝绿激光是能够穿透海表进入海洋次表层剖面的探测手段，测深精度高，同时具备探测海水温度、盐度、水体光学参数等能力。面向全球海洋剖面多要素探测的紧迫需求，极具应用潜力。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种宽散射谱多维海洋剖面信息激光探测装置，解决激光与海水散射信号宽散射谱精细分辨、大动态高灵敏探测、多维(能量、频谱、偏振)信息同步接收等难题，具备海洋剖面温度、盐度、深度、水体光学参数等多要素同步遥感观测的能力。

本发明提供的技术方案如下：

第一方面，一种宽散射谱多维海洋剖面信息激光探测装置，包括脉冲激光发射系统、主光学接收组件、分光滤波组件、第一光电探测器、前级中继光学组件、第二光电探测器、第三光电探测器、后级中继光学组件、第四光电探测器、第五光电探测器、第六光电探测器、以及第七光电探测器；

所述脉冲激光发射系统用于以确定的重复频率同时发射两束不同谱段的脉冲激光照射海洋；所述主光学接收组件用于收集双谱段的脉冲激光与海水相互作用产生的散射光信号，并会聚至分光滤波组件；所述分光滤波组件位于主光学接收组件、第一光电探测器及前级中继光学组件之间，用于将收集的双谱段激光散射光信号分成两束光信号，一束长波长散射光信号射入第一光电探测器，另一束短波长散射光信号射入前级中继光学组件；所述前级中继光学组件对射入的光束进一步进行精细分离，分离成一束弹性散射光信号和两束非弹性散射光信号，两束非弹性散射光信号分别射入第二光电探测器和第三光电探测器，一束弹性散射光信号射入后级中继光学组件；后级中继光学组件位于前级中继光学组件与第四光电探测器、第五光电探测器、第六光电探测器、第七光电探测器之间，用于将射入的弹性散射光信号分离成四束，分别射入第四光电探测器、第五光电探测器、第六光电探测器、第七光电探测器；

所述第一光电探测器用于长波长如1064nm散射光信号的探测，实现海面高程信息的获取；；

所述第二光电探测器用于短波长如532nm散射光信号中的非弹性散射部分探测，实现水下剖面温度、盐度信息的获取；

所述第三光电探测器用于短波长如532nm散射光信号中的非弹性散射部分探测，实现水下剖面温度、盐度信息的获取；