【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光雷达领域，特别是涉及一种差分吸收激光雷达稳频方法。
技术介绍
1、作为一种主动式光学遥感技术，激光雷达具有实时连续测量、高时空分辨能力和高探测灵敏度的特点，在大气环境研究中优势显著。其中，差分吸收激光雷达常常被应用于大气中水汽、臭氧、二氧化碳、氮氧化物和二氧化硫等气体测量，也被应用于大气温度和压力的探测。然而在使用激光雷达进行大气探测时，由于外部环境因素变化或激光器内部电流扰动等因素影响，会导致激光器发生波长漂移，从而显著影响激光雷达探测的准确性。因此，对于激光雷达而言，发射激光的波长稳定非常重要，在实际大气探测中常常需要对发生波长漂移的激光器进行稳频。
2、传统的激光器稳频方法有偏频法、饱和吸收稳频法、塞曼调制稳频法、谐波锁频法、干涉仪型锁频法、pdh(pound-drever-hall)锁频法等。例如，对于典型的脉冲式激光雷达，nd：yag激光器通常在其二倍频532nm通道进行稳频，简便的稳频方法是从激光器引出532nm的激光束并按1：1分束，一束激光经过碘分子吸收池吸收后被光探测器探测，另一束激光直接被光探测器探测，根据两束被探测的激光强度比值就可以计算出碘分子的吸收系数，从而得到精确的激光束波长，最后反馈调节谐振腔就可以控制输出波长稳定在预设波长。然而传统的稳频方法通常需要长光程的原子/分子吸收池或高精度的f-p腔，在稳频光路中使用电光/声光调制器、锁相放大器等器件，这无疑大大增加了稳频光路的复杂程度以及成本。
3、应用差分吸收激光雷达探测吸收系数较低的吸收气体，在进行种子激光器
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种差分吸收激光雷达稳频方法，以简化稳频方法，提高差分吸收激光雷达发射激光的稳定性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种差分吸收激光雷达稳频方法，包括：
4、获取第一信号、第二信号和第三信号；所述第一信号中包括第一大气回波信号；所述第一大气回波信号是发射到大气中的第一在线波长激光束，经过大气气溶胶、大气分子吸收和散射以及目标气体吸收之后得到的；所述第一在线波长激光束的波长为目标气体吸收谱线的一个束腰处的波长；所述第二信号中包括第二大气回波信号；所述第二大气回波信号是发射到大气中的第二在线波长激光束，经过大气气溶胶、大气分子吸收和散射以及目标气体吸收之后得到的；所述第二在线波长激光束的波长为目标气体吸收谱线的另一个束腰处的波长；所述第一在线波长激光束的波长和第四在线波长激光束的波长的间隔与所述第二在线波长激光束的波长和第四在线波长激光束的波长的间隔相等；所述第四在线波长激光束的波长为目标气体吸收谱线的中心波长；所述第三信号中包括第三大气回波信号；所述第三大气回波信号是发射到大气中的离线波长激光束，经过大气气溶胶、大气分子吸收和散射以及目标气体吸收之后得到的；所述离线波长激光束的波长为目标气体吸收谱线边缘处的波长；
5、根据所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号，确定第一大气回波信号、第二大气回波信号和第三大气回波信号；
6、根据所述第一大气回波信号、所述第二大气回波信号和所述第三大气回波信号，确定第一差分信号和第二差分信号；
7、根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，确定目标气体对目标气体对第一在线波长激光束的第一吸收系数和目标气体对第二在线波长激光束的第二吸收系数；
8、根据所述第一吸收系数和所述第二吸收系数，判断激光发射模块是否发生波长漂移；
9、若是，则控制所述激光发射模块的驱动电流，进而调控所述激光发射模块的出射激光的波长。
10、可选地，根据所述第一大气回波信号、所述第二大气回波信号和所述第三大气回波信号，确定第一差分信号和第二差分信号，具体包括：
11、计算所述第一大气回波信号和所述第三大气回波信号的比值，得到第一差分信号；
12、计算所述第二大气回波信号和所述第三大气回波信号的比值，得到第二差分信号。
13、可选地，根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，确定目标气体对第一在线波长激光束的第一吸收系数和目标气体对第二在线波长激光束的第二吸收系数，具体包括：
14、根据所述第一差分信号，利用大气激光雷达方程，确定所述第一吸收系数；
15、根据所述第二差分信号，利用大气激光雷达方程，确定所述第二吸收系数。
16、可选地，根据所述第一吸收系数和所述第二吸收系数，判断激光发射模块是否发生波长漂移，具体包括：
17、计算所述第一吸收系数和所述第二吸收系数的比值；
18、判断所述比值是否为1；
19、若是，则所述激光发射模块未发生波长漂移；
20、若否，则判断所述比值是否大于1；
21、若是，则确定所述激光发射模块的出射激光的波长向长波方向漂移；
22、若否，则确定所述激光发射模块的出射激光的波长向短波方向漂移。
23、可选地，若是，则控制所述激光发射模块的驱动电流，进而调控所述激光发射模块的出射激光的波长，具体包括：
24、若所述激光发射模块的出射激光的波长向长波方向漂移，则减小所述激光发射模块的驱动电流，以降低波长；
25、若所述激光发射模块的出射激光的波长向短波方向漂移，则增大所述激光发射模块的驱动电流，以升高波长。
26、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
27、本专利技术提供了一种差分吸收激光雷达稳频方法，输出三个在线波长激光束、一个离线波长激光束后射入目标气体，接收经过目标气体的大气回波信号，根据各大气回波信号，以生成第一信号、第二信号以及第三信号，第一信号、第二信号以及第三信号可以为光电信号或者图像信号，根据第一信号、第二信号以及第三信号获得两组差分吸收信号，进而获得两组吸收系数；根据两个束腰波长的吸收系数判断发射波长是否发生漂移，根据吸收系数比值大小负反馈调节激光器，使得发射波长被稳定在预设波长处。本专利技术能够解决差分吸收激光雷达的波长漂移问题，简化了稳频方法，降低了成本。
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1.一种差分吸收激光雷达稳频方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的差分吸收激光雷达稳频方法，其特征在于，根据所述第一大气回波信号、所述第二大气回波信号和所述第三大气回波信号，确定第一差分信号和第二差分信号，具体包括：
3.根据权利要求1所述的差分吸收激光雷达稳频方法，其特征在于，根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，确定目标气体对第一在线波长激光束的第一吸收系数和目标气体对第二在线波长激光束的第二吸收系数，具体包括：
4.根据权利要求1所述的差分吸收激光雷达稳频方法，其特征在于，根据所述第一吸收系数和所述第二吸收系数，判断激光发射模块是否发生波长漂移，具体包括：
5.根据权利要求4所述的差分吸收激光雷达稳频方法，其特征在于，若是，则控制所述激光发射模块的驱动电流，进而调控所述激光发射模块的出射激光的波长，具体包括：
【技术特征摘要】
1.一种差分吸收激光雷达稳频方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的差分吸收激光雷达稳频方法，其特征在于，根据所述第一大气回波信号、所述第二大气回波信号和所述第三大气回波信号，确定第一差分信号和第二差分信号，具体包括：
3.根据权利要求1所述的差分吸收激光雷达稳频方法，其特征在于，根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，确定目标气体对第一在线波长激光束的第一...
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