为本发明收发一体式接收云信息测量系统图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，本发明的一种结构紧凑型一体式云信息测量系统，包括激光发射单元、光学接收单元、信号采集与控制单元；所述的激光发射单元、光学接收单元共用一组消色差透镜组，在激光反射单元主光路上依次设有1064nm半导体激光器1、凹透镜2、45度放置的中间开孔的反射镜3、消色差透镜组、密封镜窗7，反射主光路上依次为消色差透镜组、45度放置的中间开孔的反射镜3、小孔光阑8、透镜9、窄带滤光片10、雪崩二极管11 ;所述激光发射单元、光学接收单元安装在同一光学平板上，具有同一中心高由罩筒密封。所述45度放置的中间开孔的反射镜3为平面反射镜，与激光发射单元主光轴夹角为45度，所述平面反射镜中间开有椭圆形通孔，长轴为20mm，短轴为10mm，平面反射镜镀有介质膜，介质膜的中心波长为1064nm，带宽为45?60nm，透过率彡99% ;所述消色差透镜组采用空气间隙三片式镜片，由氟化钙凸透镜4、熔融石英凹透镜5、氟化钙透镜6组成，焦距为550mm ;所述激光发射单元中的凹透镜2与消色差透镜组组成一套扩束装置，扩束倍数为8?10倍；所述1064nm激光器I光斑直径为2mm，发散角小于等于Imrad，经扩束装置扩束后发散角小于等于0.15mrad ;所述信号采集与控制单元包括光子计数采集器12、工控机13 ；
[0017]本发明工作过程:
[0018]由工控机通过串口发送命令控制1064nm半导体激光器I出光，1064nm激光经凹透镜2后经45度放置的反射镜3小孔后，由消色差透镜准直后穿透密封镜窗7垂直射向大气中，激光束与大气气溶胶、云、气体分子相互作用后产生的后向散射光由消色差透镜组接收，经平面反射镜3反射后汇聚于小孔光阑8内，被凸面镜9准直并经由窄带滤光片10滤除白噪声的干扰，到达雪崩二极管11，雪崩二极管11输出的电信号经连接线输出至光子计数采集器12，采集的电信号由网线传输至工控机13内。
[0019]以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用于限制本发明。本发明未详细阐述部分属于本领域技术人员的公知常识，凡在本发明原则和精神范围内的变换与改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种结构紧凑型收发一体式云信息测量系统，其特征在于:包括激光发射单元、光学接收单元、信号采集与控制单元；所述的激光发射单元、光学接收单元共用一组消色差透镜组，在激光反射单元主光路上依次设有1064nm半导体激光器、凹透镜、45度放置的中间开孔的反射镜、消色差透镜组、密封镜窗，反射主光路上依次为消色差透镜组、45度放置的中间开孔的反射镜、小孔光阑、透镜、窄带滤光片、雪崩二极管；所述激光发射单元、光学接收单元安装在同一光学平板上，具有同一中心高，并由罩筒密封；所述信号采集与控制单元包括光子计数采集器和工控机；由工控机通过串口发送命令控制1064nm半导体激光器出光，1064nm激光经凹透镜后经45度放置的反射镜小孔后，由消色差透镜准直后穿透密封镜窗垂直射向大气中，激光束与大气气溶胶、云、气体分子相互作用后产生的后向散射光由消色差透镜组接收，经平面反射镜反射后汇聚于小孔光阑内，被凸面镜准直并经由窄带滤光片滤除白噪声的干扰，到达雪崩二极管，光敏二极管输出的电信号经连接线输出至光子计数采集器，采集的电信号由网线传输至工控机内。2.根据权利要求1所述的结构紧凑型收发一体式云信息测量系统，其特征在于:所述45度放置的中间开孔的反射镜为平面反射镜，与激光发射单元主光轴夹角为45度，所述平面反射镜中间开有椭圆形通孔，长轴为20mm，短轴为10mm，平面反射镜镀有介质膜，介质膜的中心波长为1064nm，带宽为45?60nm，透过率彡99%。3.根据权利要求1所述的结构紧凑型收发一体式云信息测量系统，其特征在于:所述消色差透镜组采用空气间隙三片式镜片，由氟化钙凸透镜、熔融石英凹透镜、氟化钙透镜组成，可校正从紫外到近红外波段的色差，因此该系统也可采用355nm、532nm等紫外和可见光的激光器作为光源，消色差透镜组具有定焦距，为550mm。4.根据权利要求1所述的结构紧凑型收发一体式云信息测量系统，其特征在于:所述激光发射单元中的凹透镜与消色差透镜组组成一套扩束装置，扩束倍数为8?10倍；所述1064nm激光器光斑直径为2mm，发散角小于等于Imrad，经扩束装置扩束后发散角小于等于0.15mrad05.根据权利要求1所述的结构紧凑型收发一体式云信息测量系统，其特征在于:所述小孔光阑孔径为0.25mm?0.5mm，所对应的接收视场角为0.45?0.9mrad0
【专利摘要】本发明公开了一种结构紧凑型收发一体式云信息测量系统，包括激光发射装置、后继光学接收装置和光子信号采集装置，由云信息测量系统工控机控制半导体激光器输出1064nm激光，激光经凹面镜后穿过45度放置的中间开孔的平面反射镜，穿透消色差透镜组，并经过密封窗镜传导至大气中，其中凹面镜和消色差透镜组组成一套扩束准直装置，激光束与大气气溶胶、云、气体分子相互作用后产生的后向散射光由同一组消色差透镜组接收，经平面反射镜反射后汇聚于小孔光阑内，被凸面镜准直并经由窄带滤光片滤除白噪声的干扰后，到达雪崩二极管，雪崩二极管输出的电信号经连接线输出至光子计数采集器，光子计数器采集的回波信号由网线传输至主机内。
【IPC分类】G01S17/95, G01S7/481
【公开号】CN104898109
【申请号】CN201510260637
【发明人】范广强, 张天舒, 董云升, 刘洋, 赵雪松, 陈臻懿, 陆亦怀, 刘建国, 刘文清
【申请人】中国科学院合肥物质科学研究院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月20日