磁吸式激光雷達(dá)回波光譜分離器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光譜分離器領(lǐng)域，具體涉及一種磁吸式激光雷達(dá)回波光譜分離器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著激光和光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，激光雷達(dá)在大氣遙感中的應(yīng)用越來越多。利用激光探測指向性好；分辨率高的特性，遙測大氣，接受大氣散射光并進(jìn)行分析處理，可反演推算大氣各項(xiàng)目參數(shù)，如溫度、速度、氣體性質(zhì)等。由于大氣對同一入射光存在著彈性散射和非彈性散射(即轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼和振動(dòng)拉曼)，而這兩種散射造成的回波光譜又分布在不同的波段上。另外，由于大氣中含有的氣體成分不同，也會(huì)造成非彈性散射的回波分布在不同的波段上。因此，對不同光譜的分離、提取、分析處理是當(dāng)今測量大氣參數(shù)的必備手段和方法。
[0003]目前的發(fā)展?fàn)顩r
目前的激光雷達(dá)在回波提取技術(shù)中，通常是使用窄帶干涉濾光片、FP標(biāo)準(zhǔn)具等，但僅能提取一種波段的光譜，這樣的光探測使得得到的有用信息非常有限，僅能測出某一項(xiàng)的大氣參數(shù)，無法有效利用激光雷達(dá)回向散射信號(hào)內(nèi)包含的信息，造成目前的激光雷達(dá)功能單
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[0004]現(xiàn)在常用的光譜分離技術(shù)有高光譜分辨率光柵分光儀，多光柵單色儀等，通過空間分光再使用透鏡合光完成多種光譜的分離。這種技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，對安裝工藝要求甚高。
[0005]目前國內(nèi)有專業(yè)人士研究出了諸如使用具有透射和反射功能的濾光片組成的激光雷達(dá)大氣回波光譜分離裝置，可以同時(shí)輸出5路各自不同的光譜信號(hào)。這種技術(shù)雖然可以將光波回波信息進(jìn)行光譜分離，但是，5個(gè)輸出光信號(hào)是同時(shí)輸出，在空間上各自獨(dú)立，造成了在后續(xù)步驟里還需要將這5路信號(hào)分別進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，硬件成本巨大。
[0006]另外，使用濾光鏡轉(zhuǎn)盤也是實(shí)現(xiàn)光譜分離的實(shí)用技術(shù)之一。它是采用在一個(gè)轉(zhuǎn)盤上載有多個(gè)濾光片，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)使得不同的濾光片處于光路通道上，完成對某一光譜的分離。但是，這種技術(shù)，一是外觀尺寸大，不利于野外測量用途的激光雷達(dá)的便攜，二是對步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)精度要求極高，若濾光片的步進(jìn)位置與光路重合的不好，易造成回波信號(hào)的損失，影響激光雷達(dá)的探測精度。另外，若出現(xiàn)機(jī)械故障，對應(yīng)濾光片不到位的情況是無法進(jìn)行撿測的，易造成錯(cuò)誤測量。
[0007]因此，針對激光探測大氣的需求，研發(fā)一種成本低，實(shí)用性強(qiáng)的激光雷達(dá)回波光譜分離器，將用的各個(gè)光譜信息全部提取出來，大幅增強(qiáng)激光雷達(dá)系統(tǒng)的探測功能，拓展激光雷達(dá)的應(yīng)用范圍是非常重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種磁吸式激光雷達(dá)回波光譜分離器，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。
[0009]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的: 一種磁吸式激光雷達(dá)回波光譜分離器，包括濾光片和分離器殼體，所述分離器殼體內(nèi)設(shè)置有若干個(gè)濾光片導(dǎo)槽和濾光片支架，所述濾光片設(shè)置在濾光片導(dǎo)槽內(nèi)；所述濾光片的上部設(shè)置有永久式磁鐵條，所述濾光片的上下端通過緩沖彈簧安裝在濾光片支架上，所述濾光片的上方還設(shè)置有磁力吸合裝置，所述分離器還包括用于控制各路濾光片處在光路上的控制模塊，所述分離器包括如下波段的濾光片:透射波段l，353nm~354nm ;透射波段 2，354.3nm~354.6nm ;透射波段 3，354.9nm~355.lnm ;透射波段 4，405nm~410nm，透射波段 5，384nm~389nm ;透射波段 6，527nm~533nm ;透射波段 7，606nm~609nm ;透射波段 8，659nm~662nm ;透射波段 9，530.2nm~531.2nm ;透射波段 10，528nm~529.5nm。
[0010]進(jìn)一步，所述濾光片與濾光片導(dǎo)槽之間設(shè)置有滾珠，所述滾珠固定在滾珠支承架上，所述滾珠支承架固定在分離器殼體上。
[0011]進(jìn)一步，所述緩沖彈簧上設(shè)置有用于檢測濾光片位置的微型位置開關(guān)。
[0012]進(jìn)一步，所述濾光片導(dǎo)槽的頂部還設(shè)置有指示燈，所述指示燈包括用于表示濾光片處于正常光路位置的綠燈和處于非工作位的紅燈。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
①被分離的光譜信號(hào)均為從一個(gè)光路端口輸出，便于進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采樣，只需一路采樣模塊，大大降低了采樣電路的硬件成本；
②最多可進(jìn)行10種光譜信號(hào)的分離；
③光譜分離速度快，無誤差，由于采用的是類似幻燈片放映的機(jī)制，使用電磁吸合器，轉(zhuǎn)換速度快；
④可隨機(jī)對兩個(gè)或多個(gè)濾光片進(jìn)行組合，組成某光譜范圍內(nèi)的帶通濾波器，滿足激光雷達(dá)某些特殊測量的需求。
[0014]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書來實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中:
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的立體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0017]如圖所示，一種磁吸式激光雷達(dá)回波光譜分離器，包括濾光片4和分離器殼體1，所述分離器殼體內(nèi)設(shè)置有若干個(gè)濾光片導(dǎo)槽2和濾光片支架3，所述濾光片設(shè)置在濾光片導(dǎo)槽內(nèi)；所述濾光片的上部設(shè)置有永久式磁鐵條5，所述濾光片的上下端通過緩沖彈簧6安裝在濾光片支架3上，所述濾光片的上方還設(shè)置有磁力吸合裝置7。
[0018]本實(shí)施例中，所述濾光片與濾光片導(dǎo)槽之間設(shè)置有滾珠8，所述滾珠固定在滾珠支承架上，所述滾珠支承架固定在分離器殼體上，本實(shí)施例通過設(shè)置滾珠8便于濾光片上下移動(dòng)。
[0019]本實(shí)施例中，所述緩沖彈簧上設(shè)置有用于檢測濾光片位置的微型位置開關(guān)9;本實(shí)施例的微型位置開關(guān)用于檢測濾光片的位置狀態(tài)及作為電機(jī)保護(hù)電路的檢測元件
本實(shí)施例中，所述濾光片導(dǎo)槽的頂部還設(shè)置有指示燈，所述指示燈包括用于表示濾光片處于正常光路位置的綠燈和處于非工作位的紅燈。
[0020]本實(shí)施例中，所述分離器還包括用于控制各路濾光片處在光路上的控制模塊?？刂颇K根據(jù)從主機(jī)發(fā)來的控制指令，控制一個(gè)或多個(gè)濾光片處在光路上，起到光譜分離的作用，并把各個(gè)濾光片的位置信息傳回主控機(jī)。
[0021]本實(shí)施例中，所述分離器包括如下波段的濾光片:透射波段l，353nm~354nm ;透射波段 2，354.3nm~354.6nm ;透射波段 3，354.9nm~355.lnm ;透射波段 4，405nm~410nm，透射波段5，384nm~389nm ;透射波段6，527nm~533nm ;透射波段7，606nm~609nm ;透射波段8，659nm~662nm ;透射波段 9，530.2nm~531.2nm ;透射波段 10，528nm~529.5nm。使用時(shí)，可根據(jù)測量需求插入多個(gè)或全部波段的濾光片。
[0022]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磁吸式激光雷達(dá)回波光譜分離器，其特征在于:包括濾光片和分離器殼體，所述分離器殼體內(nèi)設(shè)置有若干個(gè)濾光片導(dǎo)槽和濾光片支架，所述濾光片設(shè)置在濾光片導(dǎo)槽內(nèi)；所述濾光片的上部設(shè)置有永久式磁鐵條，所述濾光片的上下端通過緩沖彈簧安裝在濾光片支架上，所述濾光片的上方還設(shè)置有磁力吸合裝置，所述分離器還包括用于控制各路濾光片處在光路上的控制模塊，所述分離器包括如下波段的濾光片:透射波段 l，353nm~354nm ;透射波段 2，354.3nm~354.6nm ;透射波段 3，354.9nm~355.lnm ;透射波段 4，405nm~410nm，透射波段 5，384nm~389nm ;透射波段 6，527nm~533nm ;透射波段 7，606nm~609nm ;透射波段 8，659nm~662nm ;透射波段 9，530.2nm~531.2nm ;透射波段 10，528nm?529.5nm02.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁吸式激光雷達(dá)回波光譜分離器，其特征在于:所述濾光片與濾光片導(dǎo)槽之間設(shè)置有滾珠，所述滾珠固定在滾珠支承架上，所述滾珠支承架固定在分離器殼體上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁吸式激光雷達(dá)回波光譜分離器，其特征在于:所述緩沖彈簧上設(shè)置有用于檢測濾光片位置的微型位置開關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁吸式激光雷達(dá)回波光譜分離器，其特征在于:所述濾光片導(dǎo)槽的頂部還設(shè)置有指示燈，所述指示燈包括用于表示濾光片處于正常光路位置的綠燈和處于非工作位的紅燈。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁吸式激光雷達(dá)回波光譜分離器，包括濾光片和分離器殼體，所述分離器殼體內(nèi)設(shè)置有若干個(gè)濾光片導(dǎo)槽和濾光片支架，所述濾光片設(shè)置在濾光片導(dǎo)槽內(nèi)；所述濾光片的上部設(shè)置有永久式磁鐵條，所述濾光片的上下端通過緩沖彈簧安裝在濾光片支架上，所述濾光片的上方還設(shè)置有磁力吸合裝置。通過本發(fā)明被分離的光譜信號(hào)只需一路采樣模塊，大大降低了采樣電路的硬件成本；并且最多可進(jìn)行10種光譜信號(hào)的分離；光譜分離速度快，無誤差；另外，由于采用的是類似幻燈片放映的機(jī)制，使用電磁吸合器，轉(zhuǎn)換速度快；可隨機(jī)對兩個(gè)或多個(gè)濾光片進(jìn)行組合，組成某光譜范圍內(nèi)的帶通濾波器，滿足激光雷達(dá)某些特殊測量的需求。
【IPC分類】G02B7/00, G01S7/481
【公開號(hào)】CN105319542
【申請?zhí)枴緾N201510241453
【發(fā)明人】賈洪濤
【申請人】賈洪濤
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年5月13日