应用于激光相干探测技术的光学系统研究

论文摘要

对大气中风速和风场分布的精确测量具有重要的军用和民用价值。本文首先介绍了基于相干探测的激光雷达工作原理,对某测风雷达系统主要指标进行了分析和论证,给出了目前较优的激光相干探测系统技术方案和技术途径,提出了相干激光测风雷达的技术指标。其次,介绍了项目研究中完成的主要工作内容,包括相干激光测风雷达光学系统的详细设计：采用光纤耦合与空间光学相结合的收发光学方式,既降低空间光路的调节压力,又在一定程度上增大了系统的收发隔离度；给出了一、二级扩束准直、单透镜、光学参数等光学设计的关键技术的解决方案,以及偏振分光棱镜、λ/4和λ/2波片、光纤准直器、合束镜等关键光学功能元件的设计选用；在信号光和本振光混频技术设计中完成了功率匹配、偏振匹配和光斑匹配。最后,在此基础上,研制了一套1.55μm波长的相干激光测风雷达原理样机,并进行了各种相关试验,并对实验结果进行了分析,验证了本文中光学设计和系统设计的合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本项目研究的意义
• 1.2 国内外发展概况
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第二章 相干激光测风雷达工作原理
• 2.1 相干激光测风雷达工作原理
• 2.2 光外差探测实现的条件
• 2.3 相干激光测风雷达主要指标及分析
• 2.4 小结
• 第三章 相干激光测风雷达光学系统设计
• 3.1 相干激光测风雷达光学系统功能
• 3.2 相干激光测风雷达光学系统设计
• 3.3 小结
• 第四章 系统试验与结果分析
• 4.1 单项试验
• 4.2 整机系统性能试验
• 4.3 小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献