一种便携式臭氧监测激光雷达系统结构技术方案

本实用新型专利技术公开了一种便携式臭氧监测激光雷达系统结构，包括底板、激光器模块、倍频腔、窗口镜、望远镜、反射镜、补偿镜、监测PD板、聚焦镜、准直镜、分光镜和光电倍增管。本实用新型专利技术通过优化出光模块的结构与相对位置，使得雷达整体结构更为简单明了，减小了雷达的装配、调试难度，有利于设备的量产化；本实用新型专利技术通过优化出光模块的结构与相对位置，使得雷达整体结构更为紧凑小巧，大幅减轻了雷达整体的体积与重量，提高了雷达的便携性，有利于实现多种情况下的臭氧监测。种情况下的臭氧监测。种情况下的臭氧监测。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式臭氧监测激光雷达系统结构


[0001]本技术涉及一种监测激光雷达系统结构，具体是一种便携式臭氧监测激光雷达系统结构，属于环境监测


技术介绍

[0002]激光雷达向大气中发射激光进行探测，与大气中的气体分子等相互作用后产生后向散射信号，通过接收系统接收这些信号，然后进行数据反演分析，从而获得相应分析结果。对于臭氧监测，目前常用的激光雷达系统为紫外双波长或多波长系统，基于差分吸收技术原理进行监测，通过选取两束不同波长的激光，利用待测气体对两个激光波长的吸收差别确定两个激光波长共同路径上待测气体的浓度。基于差分吸收原理的激光雷达具有高时空分辨率、测量精度高、可连续测量等优点，并且可以提供臭氧浓度分布的时空特征。
[0003]但是，现在的紫外双波长方案多用拉曼管进行光源搭建，为了保证能力、效率等要求，这就导致激光雷达整体体积重量大，结构复杂，便携性较差等问题。因此，针对上述问题提出一种便携式臭氧监测激光雷达系统结构。

技术实现思路

[0004]本技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种便携式臭氧监测激光雷达系统结构，减轻了激光雷达系统的体积与重量，极大地提升了整体地便携性与功能性，减少了地形区域对激光雷达的限制，实现对多种情况下的臭氧监测。
[0005]本技术通过以下技术方案来实现上述目的，一种便携式臭氧监测激光雷达系统结构，包括一底板，所述底板上设置有激光器模块，所述激光器模块的一侧设置有倍频腔，所述倍频腔一侧设置有雷达激光出光结构，且倍频腔中朝向雷达激光出光结构的一侧设置有窗口镜；
[0006]所述雷达激光出光结构包括望远镜和四个反射镜，所述望远镜设置在底板上，两个所述反射镜设置在望远镜两侧，另外两反射镜平行分布在底板上，所述望远镜一端还设置有一补偿镜，所述雷达激光出光结构还包括两个监测 PD板、两个聚焦镜、两个准直镜、两个分光镜以及两光电倍增管；
[0007]由激光器发射单频脉冲激光，经过倍频腔后射出两束光，两束光分别通过两准直镜进行准直，再分别通过四个反射镜反射出光，并通过望远镜上的两反射镜进行出射指向的调控，由两分光镜对一部分光源分光，剩余光源入射两监测模块上功率监测，光出射后，回波信号进入望远镜，由光电倍增管接收，由望远镜接收端进行后续的数据分析等步骤。
[0008]优选的，所述激光器模块为基于二极管泵浦的全固态锁频脉冲激光器，出射单纵模且频率为532nm激光，出射能量为500μJ且重复频率为5kHz。
[0009]优选的，所述窗口镜表面处镀有光波长增透膜层。
[0010]优选的，所述望远镜采用200mm口径。
[0011]优选的，所述倍频腔中设置有倍频晶体，所述倍频晶体采用BBO晶体，尺寸为4*4*
10mm，所述倍频晶体的表面镀有一层膜。
[0012]优选的，所述光电倍增管采用型号为PMT
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H10721
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210的模拟型光电倍增管与PMT
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H10682
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110的光子计数型光电倍增管。
[0013]本技术的有益效果是：
[0014]1、本技术通过优化出光模块的结构与相对位置，使得雷达整体结构更为简单明了，减小了雷达的装配、调试难度，有利于设备的量产化；
[0015]2、本技术通过优化出光模块的结构与相对位置，使得雷达整体结构更为紧凑小巧，大幅减轻了雷达整体的体积与重量，提高了雷达的便携性，有利于实现多种情况下的臭氧监测。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0017]图1为本技术立体结构示意图；
[0018]图2为本技术望远镜结构示意图；
[0019]图3为本技术光电倍增管结构示意图。
[0020]图中：1、底板；2、激光器模块；3、倍频腔；4、窗口镜；5、望远镜； 6、反射镜；7、补偿镜；8、监测PD板；9、聚焦镜；10、准直镜；11、分光镜；12、光电倍增管。
具体实施方式
[0021]为使得本技术的技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0022]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方案。
[0023]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0024]请参阅图1
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图3所示，一种便携式臭氧监测激光雷达系统结构，包括一底板1，所述底板1上设置有激光器模块2，所述激光器模块2的一侧设置有倍频腔3，所述倍频腔3一侧设置有雷达激光出光结构，且倍频腔3中朝向雷达激光出光结构的一侧设置有窗口镜4；
[0025]雷达激光出光结构包括望远镜5和四个反射镜6，所述望远镜5设置在底板1上，两个所述反射镜6设置在望远镜5两侧，另外两反射镜6平行分布在底板1上，所述望远镜5一端还设置有一补偿镜7，所述雷达激光出光结构还包括两个监测PD板8、两个聚焦镜9、两个准直镜10、两个分光镜11以及两光电倍增管12；
[0026]由激光器发射单频脉冲激光，经过倍频腔3后射出两束光，两束光分别通过两准直镜10准直镜10进行准直，再分别通过四个反射镜6反射出光，并通过望远镜5上的两反射镜6进行出射指向的调控，由两分光镜11对一部分光源分光，剩余光源入射两监测模块上功率监测，光出射后，回波信号进入望远镜5，由光电倍增管12接收，由望远镜5接收端进行后续的数据分析等步骤。
[0027]激光器模块2为基于二极管泵浦的全固态锁频脉冲激光器，出射单纵模且频率为532nm激光，出射能量为500μJ且重复频率为5kHz。
[0028]窗口镜4表面处镀有光波长增透膜层。
[0029]望远镜5采用200mm口径。
[0030]倍频腔3中设置有倍频晶体，所述倍频晶体采用BBO晶体，尺寸为 4*4*10mm，所述倍频晶体的表面镀有一层膜。
[0031]光电倍增管12采用型号为PMT
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H10721
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210的模拟型光电倍增管12与 PMT<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式臭氧监测激光雷达系统结构，包括用于大气臭氧探测的激光雷达，其特征在于，包括一底板，所述底板上设置有激光器模块，所述激光器模块的一侧设置有倍频腔，所述倍频腔一侧设置有雷达激光出光结构，且倍频腔中朝向雷达激光出光结构的一侧设置有窗口镜；所述雷达激光出光结构包括望远镜和四个反射镜，所述望远镜设置在底板上，两个所述反射镜设置在望远镜两侧，另外两反射镜平行分布在底板上，所述望远镜一端还设置有一补偿镜，所述雷达激光出光结构还包括两个监测PD板、两个聚焦镜、两个准直镜、两个分光镜以及两光电倍增管；由激光器发射单频脉冲激光，经过倍频腔后射出两束光，两束光分别通过两准直镜进行准直，再分别通过四个反射镜反射出光，并通过望远镜上的两反射镜进行出射指向的调控，由两分光镜对一部分光源分光，剩余光源入射两监测模块上进行功率监测，光出射后，回波信号进入望远镜，由光电倍增管接收，由望远镜接收端进行后续的数据分析。2.根据权利要求1所述的一种便携式臭氧监测激光雷达系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐梓毅，李启坤，杨彬，
申请(专利权)人：南京新环光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：