帶有太陽光抑制裝置的基于CCD的側(cè)向散射激光雷達(dá)制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種帶有太陽光抑制裝置的基于CCD的側(cè)向散射激光雷達(dá)。它包括與控制器(2)電連接的脈沖激光器(1)和CCD相機(jī)(4)，特別是控制器(2)與CCD相機(jī)(4)間串接有開門時(shí)間≤20μs的門控電路(3)，CCD相機(jī)(4)的接收光路(6)上置有窄帶濾光片(5)，CCD相機(jī)(4)的鏡頭張角≤5°；所述的窄帶濾光片(5)位于CCD相機(jī)(4)的鏡頭與CCD圖像傳感器之間，其帶寬≤1nm，所述的脈沖激光器(1)的輸出波長為447nm，或532nm，或650nm，脈沖寬度為5～8ns，所述的控制器(2)為微型計(jì)算機(jī)，或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。它不僅于夜晚，即使在白天也能正常工作，從而使其可隨時(shí)便捷地測(cè)量近地層的大氣氣溶膠空間分布。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種基于CCD(電荷耦合元件)的側(cè)向散射激光雷達(dá)，尤其是一種帶有太陽光抑制裝置的基于CCD的側(cè)向散射激光雷達(dá)。
技術(shù)介紹
側(cè)向散射激光雷達(dá)是國際上正在研究的一項(xiàng)新技術(shù)，它將發(fā)射裝置與接收裝置分兩處放置，避免了普通激光雷達(dá)(又稱后向散射激光雷達(dá))中幾何因子的影響，在近距離段的測(cè)量精度得到了很大的提高，同時(shí)由于使用的是側(cè)向技術(shù)，其空間分辨率在近距離段也很高。目前，側(cè)向散射激光雷達(dá)主要由與控制器電連接的激光器和CCD相機(jī)組成；工作時(shí)，控制器將CCD相機(jī)接收到的信號(hào)反演成氣溶膠后向散射系數(shù)和消光系數(shù)、氣溶膠的相函數(shù)、以及PM2.5質(zhì)量濃度高度廓線。這種側(cè)向散射激光雷達(dá)雖然非常適于用來測(cè)量近地層的大氣氣溶膠空間分布，卻也存在著由于采用CCD作為探測(cè)器，因白天太陽背景光較強(qiáng)，使其只能于夜晚工作的不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種于白天也能正常工作的帶有太陽光抑制裝置的基于CCD的側(cè)向散射激光雷達(dá)。為解決本專利技術(shù)的技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為：帶有太陽光抑制裝置的基于CCD的側(cè)向散射激光雷達(dá)包括與控制器電連接的脈沖激光器和CCD相機(jī)，特別是，所述控制器與CCD相機(jī)間串接有門控電路，所述門控電路的開門時(shí)間≤20μs；所述CCD相機(jī)的接收光路上置有窄帶濾光片；所述CCD相機(jī)的鏡頭張角≤5°。作為帶有太陽光抑制裝置的基于CCD的側(cè)向散射激光雷達(dá)的進(jìn)一步改進(jìn)：優(yōu)選地，窄帶濾光片位于CCD相機(jī)的鏡頭與CCD圖像傳感器之間。優(yōu)選地，窄帶濾光片的帶寬≤1nm。優(yōu)選地，脈沖激光器的輸出波長為447nm，或532nm，或650nm。優(yōu)選地，脈沖激光器的脈沖寬度為5～8ns。優(yōu)選地，控制器為微型計(jì)算機(jī)，或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是：采用這樣的結(jié)構(gòu)后，既由于門控電路的設(shè)置而使CCD相機(jī)處于了開門和關(guān)門的兩種狀態(tài)——開門狀態(tài)下CCD工作、關(guān)門狀態(tài)下CCD不工作，≤20μs的開門時(shí)間使CCD能記錄一定高度內(nèi)的下脈沖散射光束，隨后的門控關(guān)閉CCD有效地抑制了太陽背景光；又因CCD相機(jī)接收光路上置有的窄帶濾光片而阻斷了太陽光中的絕大部分能量；還由于≤5°張角的CCD相機(jī)鏡頭的使用，進(jìn)一步地抑制了太陽背景光；三者的有機(jī)整合，使本專利技術(shù)不僅于夜晚，即使在白天也能正常工作，極大地寬拓了基于CCD的側(cè)向散射激光雷達(dá)的應(yīng)用場(chǎng)合和適用范圍，提高了其使用的效率，大大地降低了測(cè)量的成本，從而使本專利技術(shù)可隨時(shí)便捷地測(cè)量近地層的大氣氣溶膠空間分布。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的一種基本結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。參見圖1，帶有太陽光抑制裝置的基于CCD的側(cè)向散射激光雷達(dá)的構(gòu)成如下：脈沖激光器1的輸入端與控制器2電連接；其中，脈沖激光器1的輸出波長為532nm(可為可見光波段中的任一波長，如常用的447nm或650nm)、脈沖寬度為6(可為5～8)ns。控制器2為微型計(jì)算機(jī)(或工業(yè)控制計(jì)算機(jī))。CCD相機(jī)4位于激光雷達(dá)發(fā)射光束7的側(cè)面，其通過門控電路3與控制器2電連接；門控電路3的開門時(shí)間為20(可為1～20)μs。CCD相機(jī)4的接收光路6上置有窄帶濾光片5；窄帶濾光片5的具體位置現(xiàn)優(yōu)選位于CCD相機(jī)4的鏡頭與CCD圖像傳感器之間，其帶寬為1(可為0.1～1)nm。CCD相機(jī)4的鏡頭張角為3(可為0.5～5)°本專利技術(shù)工作時(shí)，門控電路3在控制器2的統(tǒng)一調(diào)控下，有序地控制CCD相機(jī)4的工作狀態(tài)，使其中的CCD適時(shí)地記錄下所測(cè)高度內(nèi)的下脈沖散射光束，并由控制器2將其反演為氣溶膠后向散射系數(shù)和消光系數(shù)、氣溶膠的相函數(shù)、以及PM2.5質(zhì)量濃度高度廓線，從而得出近地層的大氣氣溶膠空間分布。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本專利技術(shù)的帶有太陽光抑制裝置的基于CCD的側(cè)向散射激光雷達(dá)進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本專利技術(shù)的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本專利技術(shù)的這些修改和變型屬于本專利技術(shù)權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本專利技術(shù)也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種帶有太陽光抑制裝置的基于CCD的側(cè)向散射激光雷達(dá)，包括與控制器(2)電連接的脈沖激光器(1)和CCD相機(jī)(4)，其特征在于：所述控制器(2)與CCD相機(jī)(4)間串接有門控電路(3)，所述門控電路(3)的開門時(shí)間≤20μs；所述CCD相機(jī)(4)的接收光路(6)上置有窄帶濾光片(5)；所述CCD相機(jī)(4)的鏡頭張角≤5°。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種帶有太陽光抑制裝置的基于CCD的側(cè)向散射激光雷達(dá)，包括與控制器(2)電連接的脈沖激光器(1)和CCD相機(jī)(4)，其特征在于：所述控制器(2)與CCD相機(jī)(4)間串接有門控電路(3)，所述門控電路(3)的開門時(shí)間≤20μs；所述CCD相機(jī)(4)的接收光路(6)上置有窄帶濾光片(5)；所述CCD相機(jī)(4)的鏡頭張角≤5°。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有太陽光抑制裝置的基于CCD的側(cè)向散射激光雷達(dá)，其特征是窄帶濾光片(5)位于CCD相機(jī)(4)的鏡頭與CCD圖像傳感器之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陶宗明，麻曉敏，王申浩，單會(huì)會(huì)，張輝，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國人民解放軍陸軍軍官學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：安徽;34