《一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置》是安徽科創中光科技有限公司於2017年9月11日申請的專利，該專專利公布號：CN107356939A，專利公布日：2017年11月17日，發明人是：汪思保。
《一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置》公開了一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置，紫外泵浦雷射器、聚焦系統、受激拉曼雷射系統、擴束裝置、準直鏡、高低空雙接收望遠、光纖、第一分光光譜儀、第二分光光譜儀、光電倍增管PMT、低空模擬採集系統、高空量子採集系統、環境感測系統和智慧型控制單元。該發明通過高低空雙接收和高層弱信號量子採集的設計，提高了系統的動態範圍和信噪比，提高了差分吸收雷射雷達的高低空一體化探測性能。並通過儀器一體化設計和模組化設計，具有防雷設計、防風防雨設計、鏡面除霧、天窗自動清潔功能，滿足IP65防護等級，滿足戶外全天候和全天時運行要求。
2021年8月16日，《一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置》獲得安徽省第八屆專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置
- 公布號：CN107356939A
- 公布日：2017年11月17日
- 申請號：2017108110821
- 申請日：2017年9月11日
- 申請人：安徽科創中光科技有限公司
- 地址：徽省合肥市高新區黃山路602號大學科技園C509
- 發明人：汪思保
- Int.Cl.：G01S17/95(2006.01)I
- 專利代理機構：昆明合眾智信智慧財產權事務所
- 代理人：張璽
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
對於臭氧，大多數人都知道臭氧層具有防紫外線的功能，但很多人不知道這裡說的臭氧層實際是在大氣層的平流層中，在對流層中也存在著占大氣層臭氧總量10％的臭氧，這部分臭氧在對流層大氣污染扮演著重要的角色，臭氧是一種強氧化劑，它和其他物質反應生成多種有毒氧化物，對人體有著極大地傷害，並且臭氧在霧霾的產生過程中起著重要作用，因此對對流層臭氧的監測也越來越受到關注。差分吸收雷射雷達技術以它高測量精度、高時空解析度和能夠持續測量的優點備受青睞。專利CN103293533A提供了一種用於大氣臭氧觀測的雷射雷達系統，包括主控制器、雷射發射裝置組、雷射信號探測器、光束組合器、數據採集裝置、以及終端裝置，雷射發射裝置組包括至少兩組雷射發射器；其中，主控制器分別對各組雷射發射器進行控制，各組雷射發射器發射端分別與光束組合器的輸入端相連線，實現採用多波長對大氣臭氧同時進行差分吸收觀測與分析，實現高效率、高精度的實驗觀測效果。雖然專利CN103293533A實現了採用多波長對大氣臭氧的觀測分析，但是存在對臭氧探測的動態範圍不夠大、信噪比低和差分吸收雷射雷達的一體化探測性能較差的缺點。
發明內容
專利目的
《一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置》的目的在於提供一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。
技術方案
《一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置》提供如下技術方案：紫外泵浦雷射器、聚焦系統、受激拉曼雷射系統、擴束裝置、準直鏡、高低空雙接收望遠鏡、光纖、第一分光光譜儀、第二分光光譜儀、光電倍增管PMT、低空模擬採集系統、高空量子採集系統、環境感測系統和智慧型控制單元；其中所述紫外泵浦雷射器發射第一光線，第一光線經過所述聚焦系統聚焦後產生第二光線，第二光線經過受激拉曼雷射系統處理後產生第三光線，第三光線經過擴束裝置擴束後產生第四光線，第四光線經準直鏡傳遞後垂直射入到大氣中；其中雷射的後向散射光被高低空雙接收望遠鏡接收，小口徑望遠鏡通過低空模擬採集系統採集用於探測低空信號，大口徑望遠鏡通過高空量子採集系統採集用於探測高空信號；其中所述智慧型控制單元分別與所述高空量子採集系統、所述低空模擬採集系統、所述環境感測系統和所述紫外泵浦雷射器電性連線；其中所述第一分光光譜儀安裝兩個所述光電倍增管PMT，兩個所述光電倍增管PMT分別與高空量子採集系統電性連線，所述第二分光光譜儀安裝兩個所述光電倍增管PMT，兩個所述光電倍增管PMT分別與低空模擬採集系統電性連線。優選的，所述紫外泵浦雷射器採用Nd：YAG雷射器。優選的，所述第一光線為波長266納米的雷射。優選的，所述受激拉曼雷射系統裝有活性氣體。優選的，經過所述受激拉曼雷射系統處理產生第三光線為多波長光束。
改善效果
《一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置》通過高低空雙接收和高層弱信號量子採集的設計，（1）提高了系統的動態範圍和信噪比；（2）提高了差分吸收雷射雷達的高低空一體化探測性能；（3）通過儀器一體化設計和模組化設計，具有防雷設計、防風防雨設計、鏡面除霧、天窗自動清潔功能，滿足IP65防護等級，滿足戶外全天候和全天時運行要求。
附圖說明
圖1為《一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置》高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置的構示意圖。
圖1
技術領域
《一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置》涉臭氧差分吸收雷射雷達裝置領域，具體一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置。
權利要求
1.《一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置》特徵在於,包括：紫外泵浦雷射器（1）、聚焦系統（2）、受激拉曼雷射系統（3）、擴束裝置（4）、準直鏡（5）、高低空雙接收望遠鏡（6）、光纖、第一分光光譜儀（81）、第二分光光譜儀（82）、光電倍增管PMT（9）、低空模擬採集系統、高空量子採集系統、環境感測系統和智慧型控制單元；其中所述紫外泵浦雷射器（1）發射第一光線（10），第一光線（10）經過所述聚焦系統（2）聚焦後產生第二光線（101），第二光線（101）經過受激拉曼雷射系統（3）處理後產生第三光線（102），第三光線（102）經過擴束裝置（4）擴束後產生第四光線（103），第四光線（103）經準直鏡（5）傳遞後垂直射入到大氣中；其中，雷射的後向散射光（7）被高低空雙接收望遠鏡（6）接收，小口徑望遠鏡通過低空模擬採集系統採集用於探測低空信號，大口徑望遠鏡通過高空量子採集系統採集用於探測高空信號；其中，所述智慧型控制單元分別與所述高空量子採集系統、所述低空模擬採集系統、所述環境感測系統和所述紫外泵浦雷射器（1）電性連線；其中，所述第一分光光譜儀（81）安裝兩個所述光電倍增管PMT（9），兩個所述光電倍增管PMT（9）分別與高空量子採集系統電性連線，所述第二分光光譜儀（82）安裝兩個所述光電倍增管PMT（9），兩個所述光電倍增管PMT（9）分別與低空模擬採集系統電性連線。
2.根據權利要求1所述的一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷達裝置，其特徵在於，所述紫外泵浦雷射器（1）採用Nd：YAG雷射器。
3.根據權利要求1所述的一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷達裝置，其特徵在於，所述第一光線（10）為波長266納米的雷射。
4.根據權利要求1所述的一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷達裝置，其特徵在於，所述受激拉曼雷射系統（3）裝有活性氣體。
5.根據權利要求1所述的一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷達裝置，其特徵在於，經過所述受激拉曼雷射系統（3）處理產生第三光線（102）為多波長光束。
實施方式
如圖1所示，紫外泵浦雷射器1、聚焦系統2、受激拉曼雷射系統3、擴束裝置4、準直鏡5、高低空雙接收望遠鏡6、光纖、第一分光光譜儀81、第二分光光譜儀82、光電倍增管PMT9、低空模擬採集系統、高空量子採集系統、環境感測系統和智慧型控制單元。其中，紫外泵浦雷射器1發射第一光線10，第一光線10經過聚焦系統2聚焦後產生第二光線101，第二光線101經過受激拉曼雷射系統3處理後產生第三光線102，第三光線102經過擴束裝置4擴束後產生第四光線103，第四光線103經準直鏡5傳遞後垂直射入到大氣中。其中，雷射的後向散射光7被高低空雙接收望遠鏡6接收，小口徑望遠鏡通過低空模擬採集系統採集用於探測低空信號，大口徑望遠鏡通過高空量子採集系統採集用於探測高空信號。其中，智慧型控制單元分別與高空量子採集系統、低空模擬採集系統、環境感測系統和紫外泵浦雷射器1電性連線。其中，第一分光光譜儀81安裝兩個光電倍增管PMT9，兩個光電倍增管PMT9分別與高空量子採集系統電性連線，第二分光光譜儀82安裝兩個光電倍增管PMT9，兩個光電倍增管PMT9分別與低空模擬採集系統電性連線。紫外泵浦雷射器1採用Nd：YAG雷射器，第一光線10為波長266納米的雷射，受激拉曼雷射系統3裝有活性氣體，經過所述受激拉曼雷射系統3處理產生第三光線102為多波長光束。
當高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置啟動後，紫外泵浦雷射器1採用Nd：YAG雷射器發射雷射，經過四倍頻後轉換為266納米雷射即第一光線10，266納米雷射通過聚焦系統2聚焦後產生第二光光線101，第二光線101導入到受激拉曼雷射系統3中，在受激拉曼雷射系統3產生差分吸收測量的多波長第三光線102，第三光線102經過擴束裝置4擴束後生成第四光線103，第四光線103再經過準直鏡5傳遞垂直射到大氣中。雷射的後向散射光7被高低空雙接收望遠鏡6接收，其中小口徑望遠鏡接收低空的雷射後向散射光7並通過光纖將雷射後向散射光7傳遞到第二分光光譜儀82，第二分光光譜儀82分光處理後分別經過兩個光電倍增管PMT9光電轉化後，分別將轉化後的電信號傳遞給低空模擬採集系統，經低空模擬採集系統處理後將電信號傳遞給智慧型控制單元，大口徑望遠鏡接收高空的雷射後向散射光7並通過光纖將雷射後向散射光7傳遞到第一分光光譜儀81，第一分光光譜儀81分光處理後分別經過兩個光電倍增管PMT9光電轉化後，分別將轉化後的電信號傳遞給高空量子採集系統，經高空量子採集系統處理後將電信號傳遞給智慧型控制單元，智慧型控制單元根據高空量子採集系統和低空模擬採集系統的信號後對紫外泵浦雷射器1進行控制。環境感測系統用於系統內外環境的測量，並通過智慧型控制單元控制對系統進行環境控制。
榮譽表彰
2021年8月16日，《一種高低空雙接收臭氧差分吸收雷射雷達裝置》獲得安徽省第八屆專利獎優秀獎。
