应用于激光相干探测技术的光学系统研究

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。