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公开(公告)号：CN107024699A
公开(公告)日：2017-08-08
申请号：CN201710198611.5
申请日：2017-03-29
Applicant: 武汉大学
CPC classification number: Y02A90/19 , G01S17/95 , G01K11/32 , G01K2011/324 , G01S7/481 , G01S7/4818
Abstract: 本发明公开了一种基于紫外准单支纯转动拉曼谱提取的全天时测温激光雷达，由激光发射单元、光学接收单元和信号采集与控制单元组成。激光发射单元采用354.82nm紫外激光作为探测光源向大气发射脉冲激光束；脉冲激光束与大气粒子相互作用产生一系列分立的谱线散射信号；光学接收单元通过望远镜接收散射信号并采用三通道分别同时提取弹性散射信号和准单支反斯托克斯纯转动拉曼谱线信号；信号采集与控制单元实现对信号的实时采集、反演以及保障整个激光雷达系统正常有序的工作。本发明增强了系统信噪比，优化了接收光路，提高了系统稳定性，实现全天时探测大气温度、气溶胶等空间分布和时间演化参数。
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公开(公告)号：CN106772438A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201710001666.2
申请日：2017-01-03
Applicant: 武汉大学
IPC: G01S17/95
CPC classification number: G01S17/95 , G01K11/20 , G01S7/484 , G01S7/4861 , Y02A90/19
Abstract: 本发明公开了一种全天时准确测量大气温度和气溶胶参数的激光雷达系统。系统包括发射单元、光学接收与信号检测单元和控制单元。发射单元采用种子注入的固体激光器输出极窄线宽的532.23 nm激光并导向天顶；光学接收与信号检测单元收集大气物质后向散射光，同时提取弹性回波信号及N2分子Anti‑Stokes纯转动Raman谱J=6和16的两支单谱线信号；控制单元保障整个雷达系统自动有序工作。本发明的激光雷达系统具备全天时工作能力，且具备更高的测温精度，可实现对大气温度和气溶胶消光系数、体后向散射系数的同时准确测量。
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公开(公告)号：CN106814371B
公开(公告)日：2020-06-09
申请号：CN201710045941.0
申请日：2017-01-20
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公开了一种测量大气温度和水汽以及气溶胶的激光雷达系统。由发射单元、光学接收和分光单元以及数据采集与控制单元组成。发射单元采用固体激光器输出的354.7nm激光并由45度折返镜导向天顶；光学接收和分光单元由450mm有效孔径的卡塞格林式望远镜、分光镜、滤光片、透镜、光纤以及光栅等组成。用于收集来自大气物质的后向散射光，并将回波信号中的弹性信号（354.7nm）、大气分子的纯转动拉曼谱(中心波长分别为353.5nm、354.1nm、355.6nm和356.2nm）和振转拉曼谱（386.7nm、407.6nm）信号进行分离；数据采集与控制单元保障整个雷达系统有序工作。本发明可同时对大气温度、水汽和气溶胶等参量进行高时空分辨率的测量。
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公开(公告)号：CN105784116B
公开(公告)日：2017-03-29
申请号：CN201610227307.4
申请日：2016-04-13
Applicant: 武汉大学
IPC: G01J3/44
Abstract: 本发明公开一种分辨N2分子振转Raman谱的双光栅光谱仪系统。包括信号馈入单元、光学色散单元和信号检测单元。信号馈入单元采用集束光纤将传导的信号光馈入光学色散单元；光学色散单元包含两组级联的准Littrow结构布局的单光栅色散系统；信号检测单元分辨与记录色散后的通带范围内谱信号。在波长354.8nm紫外激光辐射下，由N2分子产生的Stokes振转Raman谱中心波长为386.8nm，对称分布在两侧的O支与S支谱各谱线在频谱上等间距；本发明能提取N2分子振转Raman谱O支及S支各分立谱线信号，实现对N2分子振转Raman谱的分辨与检测，同时能对354.8nm附近光信号产生大幅抑制。
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公开(公告)号：CN105784116A
公开(公告)日：2016-07-20
申请号：CN201610227307.4
申请日：2016-04-13
Applicant: 武汉大学
IPC: G01J3/44
CPC classification number: G01J3/4412
Abstract: 本发明公开一种分辨N2分子振转Raman谱的双光栅光谱仪系统。包括信号馈入单元、光学色散单元和信号检测单元。信号馈入单元采用集束光纤将传导的信号光馈入光学色散单元；光学色散单元包含两组级联的准Littrow结构布局的单光栅色散系统；信号检测单元分辨与记录色散后的通带范围内谱信号。在波长354.8nm紫外激光辐射下，由N2分子产生的Stokes振转Raman谱中心波长为386.8nm，对称分布在两侧的O支与S支谱各谱线在频谱上等间距；本发明能提取N2分子振转Raman谱O支及S支各分立谱线信号，实现对N2分子振转Raman谱的分辨与检测，同时能对354.8nm附近光信号产生大幅抑制。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105928922B
公开(公告)日：2017-11-28
申请号：CN201610226530.7
申请日：2016-04-13
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公开了一种N2分子振转Raman谱的测量系统。该系统由发射单元和光学接收与信号检测单元组成。发射单元采用种子注入的固体激光器输出极窄线宽的354.8 nm紫外激光照射大气分子；光学接收与信号检测单元收集由N2分子产生的振转Raman谱信号，采用双光栅色散系统将384.9‑388.6 nm范围光以8.3 mm nm‑1的线色散率在空间上色散开来，采用32通道的线阵探测器分辨并记录N2分子振转Raman谱O支（转动量子数J=16‑2）及S支（转动量子数J=0‑14）各分立谱线信号，同时对354.8 nm附近光产生优于13个数量级的抑制。本发明实现对N2分子Stokes振转Raman谱的分辨与记录，并可获取温度信息。
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公开(公告)号：CN106772441A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201710045075.5
申请日：2017-01-20
Applicant: 武汉大学
CPC classification number: Y02A90/19 , G01S17/95 , G01K11/32 , G01K2011/324 , G01S7/481 , G01S7/4818
Abstract: 本发明公开了一种紫外纯转动拉曼测温激光雷达系统。该激光雷达系统由发射单元、光学接收和双光栅多色仪单元以及光电转换与控制单元组成。发射单元采用种子注入的固体激光器输出极窄线宽的354.7nm紫外激光并导向天顶；光学接收和双光栅多色仪单元用于收集来自大气物质的后向散射光，并能以0.2 nm的谱分辨率对散射光谱中的纯转动拉曼谱进行提取，利用纯转动拉曼谱线强度随温度的变化得到大气温度的信息。光电转换与控制单元保障整个雷达系统有序工作。本发明的紫外纯转动拉曼激光雷达是让雷达工作在紫外波段，这样可以明显降低太阳背景光，可用于大气温度的全天时测量。
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公开(公告)号：CN105928618A
公开(公告)日：2016-09-07
申请号：CN201610227322.9
申请日：2016-04-13
Applicant: 武汉大学
CPC classification number: G01J3/44 , G01J3/0208 , G01J3/0218 , G01J3/0262 , G01J3/18 , G01J2003/1842
Abstract: 本发明公开一种同时检测三相态水Raman谱信号的双光栅光谱仪系统。包括信号馈入单元、光学色散单元和信号检测单元。信号馈入单元采用一根芯径0.6 mm、数值孔径0.12的光纤将传导的信号光馈入光学色散单元；光学色散单元包含两组级联的准Littrow结构布局的光栅色散系统，能高效传输并以1.0 mm nm‑1的线色散率将393.0‑424.0nm范围通带信号光在焦面上色散，同时对带外354.8 nm附近光产生优于6个数量级的抑制；信号检测单元能以0.8 nm的谱精度分辨与记录色散后的通带信号光。在354.8 nm紫外激光辐射下，气态、液态和固态水的振转Raman谱区依次对应395‑409 nm、396‑410 nm和401‑418 nm范围；本发明通带光谱范围覆盖了三相态水的振转Raman谱区，实现对三相态水Raman谱信号的同时检测，还能对354.8 nm附近光信号产生大幅抑制。
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公开(公告)号：CN106772441B
公开(公告)日：2020-08-07
申请号：CN201710045075.5
申请日：2017-01-20
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公开了一种紫外纯转动拉曼测温激光雷达系统。该激光雷达系统由发射单元、光学接收和双光栅多色仪单元以及光电转换与控制单元组成。发射单元采用种子注入的固体激光器输出极窄线宽的354.7nm紫外激光并导向天顶；光学接收和双光栅多色仪单元用于收集来自大气物质的后向散射光，并能以0.2 nm的谱分辨率对散射光谱中的纯转动拉曼谱进行提取，利用纯转动拉曼谱线强度随温度的变化得到大气温度的信息。光电转换与控制单元保障整个雷达系统有序工作。本发明的紫外纯转动拉曼激光雷达是让雷达工作在紫外波段，这样可以明显降低太阳背景光，可用于大气温度的全天时测量。
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公开(公告)号：CN106908806B
公开(公告)日：2018-03-13
申请号：CN201710198560.6
申请日：2017-03-29
Applicant: 武汉大学
CPC classification number: Y02A90/19
Abstract: 本发明公开了一种紫外波段准单支纯转动拉曼谱线信号探测装置，由光谱滤波单元和信号采集单元两单元组成。在波长为354.82nm的紫外激光辐射作用下，N2分子和O2分子产生一系列分立的谱线散射信号；光谱滤波单元采用超窄带滤光片滤波、Fabry‑Perot标准具压缩天空背景噪声、双通道同时工作的方式来提取N2分子反斯托克斯纯转动拉曼J=8和J=14特征谱线以及O2分子反斯托克斯纯转动拉曼J=11和J=19特征谱线，同时对波长为354.82nm的弹性散射信号强度产生大于6个数量级的抑制；信号采集单元包含光电探测器和数据采集器，实现对测量数据的实时采集和存储。本发明有效压缩了天空背景噪声，大幅度增强了探测信噪比，适用于全天时探测的纯转动拉曼激光雷达。
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