留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

532nm测风激光雷达长时间稳频系统

郭文杰 闫召爱 胡雄 郭商勇 程永强

郭文杰, 闫召爱, 胡雄, 郭商勇, 程永强. 532nm测风激光雷达长时间稳频系统[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 87-91. doi: 10.3788/IRLA201645.S130004
引用本文: 郭文杰, 闫召爱, 胡雄, 郭商勇, 程永强. 532nm测风激光雷达长时间稳频系统[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 87-91. doi: 10.3788/IRLA201645.S130004
Guo Wenjie, Yan Zhaoai, Hu Xiong, Guo Shangyong, Cheng Yongqiang. Long-term frequency stabilization system in 532 nm wind lidar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(S1): 87-91. doi: 10.3788/IRLA201645.S130004
Citation: Guo Wenjie, Yan Zhaoai, Hu Xiong, Guo Shangyong, Cheng Yongqiang. Long-term frequency stabilization system in 532 nm wind lidar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(S1): 87-91. doi: 10.3788/IRLA201645.S130004

532nm测风激光雷达长时间稳频系统

doi: 10.3788/IRLA201645.S130004
基金项目: 

国家自然科学基金(41104100);中国科学院科研装备研制项目(YZ201130)

详细信息
    作者简介:

    郭文杰(1989-),男,博士生,主要从事激光雷达方面的研究。Email:gwj2127@163.com

  • 中图分类号: O439

Long-term frequency stabilization system in 532 nm wind lidar

  • 摘要: 中国科学院国家空间科学中心(空间中心)研制的532 nm多普勒激光雷达主要用于测量临近空间的大气风场、温度和密度等参数。获得单一的、稳定频率的出射激光是该多普勒激光雷达正常运转的关键技术。该激光雷达采用种子注入技术来获得单模的脉冲光,并通过将种子激光锁定在碘分子吸收线的方法来获得稳定的激光频率。调节种子光频率的方法有压电换能晶体(PZT)调节和温度调节两种机制。PZT调节的特点是调节速度快但调节范围窄,而温度调节的响应速度慢但调节范围大。通过协调两种调频机制,并利用比例-积分-微分(PID)控制算法,设计了一套长期稳定的锁频系统。该系统大大降低了对采集卡输出电压范围的要求,并可以使长时间的、大范围的频率漂移由调频较宽的温度调节来响应,而瞬时的频率漂移由响应速度较快的PZT调节来响应,从而保证了系统的长时间运行。该稳频系统的稳频精度可以达到350 kHz。连续工作时长可达20 h以上。
  • [1] Korb C L, Gentry B M, Weng C Y. Edge technique:theory and application to the lidar measurement of atmospheric winds[J]. Applied Optics, 1992, 31(21):4202-4213.
    [2] Chanin M L, Garnier A, Hauchecorne A, et al. A Doppler lidar for measuring winds in the middle atmosphere[J]. Geophysical Research Letters, 1989, 16(11):1273-1276.
    [3] Korb C L, Gentry B M, Li S X. Edge technique Doppler lidar wind measurements with high vertical resolution[J]. Applied Optics, 1997, 36(24):5976-5983.
    [4] Zhong Z Q, Sun D S, Wang B X, et al. Doppler wind lidar based on Fabry-Perot etalon[J]. Infrared and Laser Engineering, 2006, 35(6):687-690. (in Chinese)
    [5] Sun D S, Li Y Y. Doppler lidar for both high and low altitude wind detection[J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37(2):237-242. (in Chinese)
    [6] Sun J, Feng Y T, Bai Q L, et al. Design of thermal stable Fabry-Perot etalon for wind measurement[J]. Optics and Precision Engineering, 2013, 05:1167-1173. (in Chinese)
    [7] Wang B X, Sun D S, Zhong Z Q, et al. Analysis of data processing method for Doppler wind lidar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(3):373-376. (in Chinese)
    [8] Wu Songhua, Liu Zhishen, Liu Bingyi. Automatic laser frequency stabilization to iodine absorption line[J]. Optics and Lasers in Engineering, 2007, 45(4):530-536. (in Chinese)
    [9] Liu Zhishen, Wu Songhua, Liu Bingyi. Seed injection and frequency-locked Nd:YAG laser for direct detection wind lidar[J]. Optics Laser Technology, 2007, 39(3):541-545. (in Chinese)
  • [1] 李路, 庄鹏, 谢晨波, 王邦新, 邢昆明.  采用温控和碘吸收池技术的发射激光稳频技术 . 红外与激光工程, 2021, 50(3): 20200289-1-20200289-8. doi: 10.3788/IRLA20200289
    [2] 张楠楠, 赵若灿, 孙东松, 韩淤利, 陈冲.  基于瑞利多普勒激光雷达的惯性重力波长期观测研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200351-20200351. doi: 10.3788/IRLA20200351
    [3] 皮一涵, 王春泽, 宋有建, 胡明列.  极低时间抖动的飞秒激光技术(特邀) . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201058-1-20201058-13. doi: 10.3788/IRLA20201058
    [4] 任天赐, 邵帅, 孟令武, 汪奎.  大口径激光发射系统卷帘式窗口密封特性分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(5): 506005-0506005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0506005
    [5] 孙玉博, 熊玲玲, 张普, 王明培, 刘兴胜.  半导体激光器光束匀化系统的光学设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1205003-1205003(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1205003
    [6] 高健, 周安然, 孙东松, 郑俊, 李梓霂, 韩於利.  多普勒激光雷达中种子激光注入的一种鉴别方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(2): 230001-0230001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0230001
    [7] 邓勇, 宋健军, 汪晨旭, 杨元.  激光回馈双折射测量系统稳频技术研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1217007-1217007(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1217007
    [8] 李梓霂, 陈廷娣, 刘恒嘉, 孙东松, 王国成, 唐磊.  瑞利多普勒激光雷达超窄带滤光器的设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1030003-1030003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1030003
    [9] 熊兴隆, 韩永安, 蒋立辉, 陈柏纬, 陈星.  基于速度结构函数的多普勒激光雷达低空湍流预警算法 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1030005-1030005(7). doi: 10.3788/IRLA201768.1030005
    [10] 马慧娟, 茹宁, 王宇.  用于原子重力仪的外腔半导体激光器的两种稳频方法比较 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 106002-0106002(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0106002
    [11] 蒋立辉, 闫妍, 熊兴隆, 陈柏纬, 陈星, 章典.  基于斜坡检测的多普勒激光雷达低空风切变预警算法 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 106001-0106001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0106001
    [12] 胡云, 王大辉, 赵学庆.  连续分振幅式高功率准分子激光角多路编码光路设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 606001-0606001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0606001
    [13] 聂延举, 孟照魁, 胡姝玲, 范哲, 李军.  激光多普勒测速仪的频域自适应阈值检测 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 406002-0406002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0406002
    [14] 王国成, 张飞飞, 钱正祥, 杜跃, 舒志峰, 孙东松.  直接测风激光雷达外场实验稳频方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 906004-0906004(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0906004
    [15] 田振国, 张立, 张书练.  He-Ne双折射塞曼双频激光器的等光强稳频研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 505001-0505001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0505001
    [16] 唐磊, 吴海滨, 孙东松, 舒志峰.  瑞利散射多普勒测风激光雷达系统误差分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3570-3576.
    [17] 孙斌, 朱孟真, 谭朝勇, 米朝伟, 王晓晖, 程勇.  免调试激光器研究新进展 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3244-3251.
    [18] 卢志刚, 战仁军, 王晓宇.  激光等离子体声信号特性 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2844-2848.
    [19] 姜成昊, 杨进华, 张丽娟, 李祥.  新型多普勒成像激光雷达原理设计与仿真 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 411-416.
    [20] 张亦男, 谈宜东, 张书练.  用于全内腔微片激光器稳频的温度控制系统 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 101-106.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  263
  • HTML全文浏览量:  20
  • PDF下载量:  157
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-02-03
  • 修回日期:  2016-03-24
  • 刊出日期:  2016-05-25

532nm测风激光雷达长时间稳频系统

doi: 10.3788/IRLA201645.S130004
    作者简介:

    郭文杰(1989-),男,博士生,主要从事激光雷达方面的研究。Email:gwj2127@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(41104100);中国科学院科研装备研制项目(YZ201130)

  • 中图分类号: O439

摘要: 中国科学院国家空间科学中心(空间中心)研制的532 nm多普勒激光雷达主要用于测量临近空间的大气风场、温度和密度等参数。获得单一的、稳定频率的出射激光是该多普勒激光雷达正常运转的关键技术。该激光雷达采用种子注入技术来获得单模的脉冲光,并通过将种子激光锁定在碘分子吸收线的方法来获得稳定的激光频率。调节种子光频率的方法有压电换能晶体(PZT)调节和温度调节两种机制。PZT调节的特点是调节速度快但调节范围窄,而温度调节的响应速度慢但调节范围大。通过协调两种调频机制,并利用比例-积分-微分(PID)控制算法,设计了一套长期稳定的锁频系统。该系统大大降低了对采集卡输出电压范围的要求,并可以使长时间的、大范围的频率漂移由调频较宽的温度调节来响应,而瞬时的频率漂移由响应速度较快的PZT调节来响应,从而保证了系统的长时间运行。该稳频系统的稳频精度可以达到350 kHz。连续工作时长可达20 h以上。

English Abstract

参考文献 (9)

目录

    /

    返回文章
    返回